隨之而來的挑戰(zhàn)就是如何增加鋼結構的防火性能,當建筑物一旦遇到大火時,能最大程度減輕對生命的威脅。
真鋼也怕大火
在400°C的溫度下,鋼架結構的強度開始降低(取決于負載情況),在溫度達到600°C時,結構性鋼架的抗屈強度將降低一半。大樓室內(nèi)火災經(jīng)常會產(chǎn)生非常高的溫度,因此,必須確保所有構件具備抗高溫保護。
具體地說,在評估無防護的鋼構件在暴露到火中的性能時,需要考慮如下多個因素:火災的嚴重程度、發(fā)生火災時建筑物的負荷和支撐情況、力學性能(比如抗屈強度)、鋼結構的橫截面積和暴露在火中的周長、鋼材與墻壁和地板的相互作用以及熱邊界條件。
人們過去認為,當橫截面溫度達到550°C時,無防護層鋼柱將會倒塌,當橫截面溫度達到620°C將導致支撐地板的無防護層橫梁倒塌。但是最新調(diào)查顯示,在這些溫度下,鋼材不會“絕對”失效——引起鋼結構失效的實際溫度(通常稱為極限溫度或臨界溫度)主要取決于發(fā)生火災時鋼構件的負荷和支撐情況。例如一根沒有保護的S275規(guī)格鋼柱,在既定的設計荷載下,當增加0.5%荷載時,它會在溫度到達550°C時倒塌,這需時13分52秒;然而當增加1.5%荷載時,鋼柱到484°C時便會倒塌,而到達這個溫度只需11分38秒。