2017年二级结构工程师考点:钢结构的耐火保护

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  2017年二级结构工程师考点:钢结构的耐火保护

  我国虽然早期在铁结构方面有卓越的成就,但由于2000多年的封建制度的束缚,科学不发达,因此,长期停留于铁制建筑物的水平。直到19世纪末,我国才开始采用现代化钢结构。新中国成立后,钢结构的应用有了很大的发展,不论在数量上或质量上都远远超过了过去。在设计、制造和安装等技术方面都达到了较高的水平,掌握了各种复杂建筑物的设计和施工技术,在全国各地已经建造了许多规模巨大而且结构复杂的钢结构厂房、大跨度钢结构民用建筑及铁路桥梁等,我国的人民大会堂钢屋架,北京和上海等地的体育馆的钢网架,陕西秦始皇兵马佣陈列馆的三铰钢拱架等。

  1. 钢结构的优点

  1.1钢结构的重量轻,虽然钢的比重大,但因其机械性能很好,可以承受较大的荷载,故钢结构件截面尺寸小,同样跨度同样荷载时,钢屋架的重量最多不过钢筋混凝土屋架的1/4或1/3,钢结构的重量小,便于运输。

  1.2. 材质均匀,与力学计算的假定比较符合,钢材内部组织比较均匀,按近于各向同性体,而且在一定的应力幅度内几乎是完全弹性的。因此,钢结构的实际受力情况与建筑力学计算的结果比较符合。

  1.3. 钢结构制造、安装机械化程度高。钢结构具有某种段度的技术密集型性质,钢结构所用的材料单一,而且是成品,加工简便,机械化程度高,建造迅速,容易保证质量,适宜于成批大量生产,从构件的工厂加工到现场吊装,工业化程度大大高于具有劳动密集性质的现浇钢筋混凝土结构。

  1.4. 钢结构安装施工简便。纲结构由专业化金属构件厂生产构件(梁、屋架、柱等),在工地上用电焊或螺栓(或高强螺栓)连接起来,施工安装简便迅速, 提高施工速度,已成为降低工程造价的最主要因素,结构造价问题已降到次要的地位。而且,螺栓连接的钢结构便于改造拆迁。

  1.5. 钢结构在平面布局上的灵活性,则是另一重要特点。在信息时代的今天,对室内平面,空间和内部设施的要求更加严格了。原先的布局和设备,不久就可能变成不太适用或完全不适用,钢结构却可为平面重新布局提供更大的可能性,从而延长建筑物的使用寿命。钢结构虽然有这么多优点,但却有一个致命的缺点:不耐火。钢材虽然是不燃材料,但在火灾高温作用下,其力学性能如屈服强度、弹性模量等却会随温度升高而降低,在550℃左右时,降低幅度更为明显,一般在15分钟左右就会丧失承重能力而垮塌。国内外钢结构建筑物的火灾案例都证明,发生火灾后20分钟以内就把建筑物烧垮,最后形成一片废墟。1973年5月天津市体育馆火灾,1969年12月上海文化广场火灾,1972年8月北京二七机车车辆厂纤维板车间火灾,都曝露了钢结构耐火性能差的致命弱点。

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