钢结构厂房的消防设计
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钢结构厂房灭火器配置标准钢结构厂房灭火器配置标准是一个非常重要的安全要求,旨在确保工厂内部的火灾风险最大程度地得到控制和减少。
灭火器的配置应该根据厂房的大小、用途、防火等级和潜在的火灾风险来确定。
以下是对钢结构厂房灭火器配置标准的一些基本建议和要求。
1.灭火器种类的选择在钢结构厂房中,常见的灭火器种类包括干粉灭火器、二氧化碳灭火器和泡沫灭火器。
这些灭火器都具备不同的灭火特性,可以针对不同类型的火灾进行灭火。
根据厂房的具体情况,需要综合考虑这些因素来选择合适的灭火器种类。
2.灭火器的数量和放置位置根据中国消防协会的建议,钢结构厂房应该根据厂房的大小和布局来计算需要配置的灭火器数量。
一般来说,每100平方米的厂房面积至少应配置一个适当类型和容量的灭火器。
灭火器的放置位置也非常重要,它们应该能够方便地被员工看到和接近,同时需要确保能够覆盖到厂房的所有区域。
常见的灭火器放置位置包括主要出入口处、电气设备区、易燃易爆物品周围和高风险区域等。
3.灭火器的维护和检查灭火器的维护和检查是确保其正常运作的关键。
钢结构厂房应该制定一个灭火器维护计划,定期检查和维护灭火器。
常见的维护工作包括:-定期检查灭火器的过期日期,及时更换过期的灭火器;-确保灭火器的压力正常,必要时重新充装;-清洁灭火器的外表面,以确保标签和使用说明清晰可见;-确保灭火器的喷头和喷嘴没有堵塞或损坏。
4.灭火器的员工培训配置灭火器不仅仅是为了应对火灾,还需要培训员工正确使用灭火器的方法和技巧。
所有员工都应该接受针对灭火器使用的培训,包括如何正确选择灭火器、如何熟悉灭火器的操作方式、如何判断火灾的类型和大小、如何使用灭火器进行有效的灭火等。
此外,还需要定期进行火灾演练,以帮助员工熟悉逃生路线和灭火器的使用。
5.灭火器的技术规范最后,钢结构厂房灭火器的配置应符合相应的技术规范和标准。
一般来说,国家标准《GB 50116-2013工业企业设计防火规范》和《GB 50367-2013防火自动灭火系统设计规范》对钢结构厂房的灭火器配置提供了详细的要求和指导。
钢结构消防说明随着城市建设的快速发展,高层建筑的数量不断增加。
为了确保人员的生命安全和财产的安全,在高层建筑中采用钢结构消防是非常重要的。
钢结构消防是指在建筑的结构中使用钢材作为主要材料,并采取相应的消防措施,以提高建筑的抗火性能和安全性能。
钢结构消防的主要目的是延长火灾蔓延时间,减少火势对建筑结构的破坏,为人员疏散争取时间,从而减少人员伤亡和财产损失。
在钢结构消防中,首先需要考虑的是建筑的结构设计。
钢结构的设计要满足防火要求,采用防火涂料、防火板等材料对钢结构进行防火处理,以增加钢结构的耐火性能。
此外,还需要在建筑结构中设置防火分隔墙、防火门等设施,阻止火势蔓延到其他区域,保证人员的疏散通道畅通。
钢结构消防还需要考虑建筑内部的消防系统。
消防系统包括火灾报警系统、自动喷水灭火系统、消防水泵等设备。
火灾报警系统能够及时发现火灾,通知人员疏散;自动喷水灭火系统能够在火灾发生时自动喷洒水雾,控制火势的蔓延;消防水泵能够提供足够的水源,满足灭火需要。
这些消防设备的设置和使用都需要符合相关的标准和规范,确保其可靠性和有效性。
钢结构消防还需要加强日常的消防管理和维护。
建筑物的使用者和管理者应定期组织消防演练,提高人员的应急处理能力;定期检查消防设备的工作状态,确保其正常运行;制定和执行消防安全管理制度,加强消防安全意识,提高整体的消防管理水平。
在实际的钢结构消防工程中,需要根据建筑的具体情况制定相应的消防方案。
消防方案应包括建筑的结构设计、消防系统的设计、消防设备的选择和布置等内容。
同时,还应考虑建筑的使用性质、人员疏散的安全通道、灭火器材的配置等因素,制定合理有效的消防措施。
钢结构消防在高层建筑中起着重要的作用。
通过合理的结构设计、完善的消防系统和科学的管理措施,能够提高建筑的抗火性能,保护人员的生命安全和财产的安全。
在今后的建筑设计和施工中,应更加注重钢结构消防的重要性,提高相关技术的研发和应用,为人们创造更加安全可靠的生活和工作环境。
消防安全技术实务:建筑钢结构构件的设计耐火极限
钢结构自重轻、强度高、抗震性能好,便于工业化生产,施工速度快,是建筑中应用得主要结构形式之一。
但钢材热传导系数大,火灾情况下随着温度的升高,钢材强度下降,其承载力随之下降,致使钢结构不能承受外部载荷作用而失效破坏。
因此,钢结构的耐火性能较差。
为确保建筑钢结构的防火安全,《建筑钢结构防火技术规范》(GB 51249-2017),对工业与民用建筑中的钢结构以及钢管混凝土柱、压型钢板—混凝土组合楼板、钢与混凝土组合梁等组合结构(包括建筑中局部采用钢结构及上述组合结构的情况),制定了针对性的防火设计和保护措施要求。
建筑钢结构构件的设计耐火极限
对于钢结构而言,构件的设计耐火极限能否达到要求,是关系到建筑结构安全的重要指标。
钢结构构件的最低耐火极限要求,按厂房、仓库和民用建筑的相应耐火等级分别确定。
其中,柱间支撑的设计耐火极限应与柱相同,楼盖支撑的设计耐火极限应与梁相同,屋盖支撑和系杆的耐火极限应与屋顶承重构件相同。
钢结构节点的耐火性能及防火保护要求均不应低于被连接构件中要求最高者。
钢结构构件的设计耐火极限要求见表2-3-10。
表2-3-10 建筑钢结构构件的设计耐火极限
注:1.建筑物中的墙等其他建筑构件的设计耐火极限应符合《建筑设计防火规范》(GB 50016-2014,2018年版)的规定;
2.一、二级耐火等级的单层厂房(仓库)的柱,其设计耐火极限可按上表规定降低0.50h;
3.一级耐火等级的单层、多层厂房(仓库)设置自动喷水灭火系统时,其屋顶承重构件的设计耐火极限可按上表规定降低0.50h;
4.吊车梁的设计耐火极限不应低于上表中梁的设计耐火极限。
钢结构厂房设计常见细节问题及其解决对策1. 基础设计问题:钢结构厂房的基础设计是保证整个结构稳定和承载性能的重要环节。
常见问题包括基础承载能力不足、基础不均匀沉降等。
解决对策包括合理确定基础类型、增加基础强度和稳定性、做好基础排水等。
2. 结构连接问题:钢结构厂房的连接件设计和施工是确保整个结构安全性和稳定性的关键。
常见问题包括连接件的强度和刚度不足、螺栓松动易脱落等。
解决对策包括选用高强度连接件、合理设计连接方式、加强连接件的质量控制等。
3. 防火设计问题:钢结构厂房在设计中需要考虑防火问题,以确保工厂内部的消防安全。
常见问题包括防火涂料不均匀、防火封堵材料质量不达标等。
解决对策包括选用合格的防火涂料和封堵材料、加强施工质量控制、合理设计消防通道等。
4. 玻璃幕墙设计问题:钢结构厂房的玻璃幕墙设计需要考虑设计和安全性问题,常见问题包括玻璃幕墙的气密性和水密性不达标、玻璃幕墙的承载能力不足等。
解决对策包括选用高质量的玻璃幕墙产品、合理设计幕墙结构和连接方式、做好玻璃幕墙的施工质量控制等。
5. 抗震设计问题:钢结构厂房的抗震设计是保证结构在地震等自然灾害中不会倒塌的重要方面。
常见问题包括未充分考虑地震荷载、结构抗震性能不足等。
解决对策包括合理确定地震荷载、选用抗震性能良好的结构形式和材料、进行抗震设计和工程验收等。
钢结构厂房设计中常见的细节问题及其解决对策主要包括基础设计、结构连接、防火设计、玻璃幕墙设计和抗震设计等方面。
针对这些问题,设计者需充分考虑结构安全性和稳定性,选用合适的材料和连接方式,加强施工质量控制,确保厂房的设计和施工质量达到标准要求。
建筑工程2010.5 141钢结构建筑防火设计王秀翠1 连淑妹21.山东中粮建设集团有限公司 山东 龙口 2657012.山东省龙口市南山集团建筑设计院 山东 龙口 256706【摘 要】简述了钢结构具有的特点,参考国内外资料,论述了钢结构抗火设计及防火保护的基本方法。
并提出了今后工作中需大量研究的问题,为钢结构设计的完整性提供了参考【关键词】钢结构,抗火设计,耐火保护, 人员疏散随着经济的发展,近年来钢结构成为现代建筑工程中较普遍的结构形式之一。
距1995年的统计资料显示,我国建成的100栋超高层建筑中钢结构占了7%,如北京156.4米的国贸中心,183.5米高的京城大厦,上海365米高的金茂大厦,深圳310米高的地王大厦。
随着城市规模的发展,钢结构在我国建筑的应用具有非常广阔的前景。
一、钢结构与传统的钢筋混凝土结构的特点钢结构与传统的钢筋混凝土结构相比具有以下特点:1)钢材材质均匀,可认为为理想的弹性材料,受力状态简单明了。
2)钢材的塑性和韧性好,有利用提高结构的抗震性能。
3)钢结构强度高,自重轻,降低结构的自振周期,减小结构设计内力,降低基础造价。
4)钢结构制作周期短、施工速度快等。
钢结构的优点很多,但却有一个致命的缺陷,耐火性能差。
首先我们来分析一下钢结构建筑的火灾特点。
钢结构建筑的梁、柱、屋架是建筑的骨架,它的安全性直接关系到整幢建筑的安全,它们大都采用钢材,钢材虽然是不燃烧材料,但在火灾的高温作用下,其力学性能会发生很大的改变,屈服强度、弹性模量等随温度升高而大幅度下降。
钢结构在温度达到350℃、500℃、600℃时,其强度分别下降1/3、1/2、2/3,在高温条件下其内部应力也会发生改变,使钢结构承重体系出现问题,按理论计算,在全负荷下,钢结构失去平衡稳定性的临界温度为500℃,一般火场温度都在800℃-1000℃左右,在这样的高温条件下,无任何保护的钢结构很快就会出现塑性变形,大约15分钟内就会倒塌。
第1篇随着我国经济的快速发展,钢结构厂房因其独特的优势,如结构轻便、施工周期短、抗震性能好等,被广泛应用于各类工业生产中。
然而,钢结构厂房在火灾发生时,由于其易燃、易燃速度快、难以扑救等特点,给人们的生命财产安全带来了严重威胁。
因此,加强厂房钢结构防火处理措施的研究与应用,对于提高厂房消防安全具有重要意义。
一、厂房钢结构防火处理的意义1. 保障人员生命财产安全:钢结构厂房在火灾发生时,若未采取有效的防火措施,火势蔓延速度极快,可能导致人员伤亡。
加强钢结构防火处理,可以有效降低火灾发生概率,保障人员生命财产安全。
2. 保护企业财产:火灾对企业的财产损失是巨大的。
加强钢结构防火处理,可以降低火灾造成的财产损失,减少企业经济损失。
3. 保障社会稳定:火灾事故不仅对企业造成损失,还会对社会造成恐慌。
加强钢结构防火处理,有利于维护社会稳定。
二、厂房钢结构防火处理措施1. 设计阶段防火处理(1)合理设计防火分区:根据《建筑设计防火规范》要求,对厂房进行合理的防火分区设计,将火灾控制在一定范围内。
(2)设置防火墙:在厂房内部设置防火墙,将不同防火分区隔离开,防止火势蔓延。
(3)设置防火门:在防火分区之间设置防火门,确保在火灾发生时,防火门能够及时关闭,阻止火势蔓延。
(4)设置排烟系统:在厂房内部设置排烟系统,排除火灾产生的烟雾,降低火灾蔓延速度。
2. 施工阶段防火处理(1)选用合格防火材料:在钢结构厂房施工过程中,选用符合国家标准的防火材料,如防火涂料、防火板等。
(2)加强施工现场管理:施工现场应保持整洁,严禁烟火,对易燃、易爆物品进行妥善保管。
(3)加强焊接作业管理:焊接作业时,应采取防火措施,如使用防火布、防火砂等。
(4)加强电气线路管理:电气线路应按照规定进行敷设,严禁私拉乱接,防止电气火灾发生。
3. 运营阶段防火处理(1)定期检查:对厂房钢结构进行定期检查,发现火灾隐患及时整改。
(2)加强消防安全培训:对员工进行消防安全培训,提高员工的消防安全意识。
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第1篇一、工程概况本工程位于XX市XX区,为一座占地面积约10000平方米的钢结构厂房。
厂房主要用于仓储和物流,内部结构复杂,消防安全隐患较大。
为确保厂房内人员和财产的安全,特制定本消防安装工程施工方案。
二、施工依据1. 国家及地方相关消防法规和标准;2. 消防设计图纸及施工图纸;3. 施工单位资质和施工人员资质;4. 施工现场实际情况。
三、施工范围1. 消防水池及消防泵房;2. 消防供水管道;3. 消防喷淋系统;4. 消防报警系统;5. 消防疏散指示标志;6. 消防疏散通道;7. 消防设施设备安装。
四、施工组织1. 施工队伍:由具备消防安装工程施工经验的施工队伍组成,包括项目经理、技术负责人、施工员、质检员、安全员等;2. 施工设备:包括消防泵、喷淋头、报警器、疏散指示标志、消防水池、消防管道等;3. 施工材料:包括消防管道、喷淋头、报警器、疏散指示标志、消防水池材料等。
五、施工工艺1. 消防水池及消防泵房施工(1)基础施工:按照设计图纸要求,进行消防水池及消防泵房的基础施工,确保基础稳固;(2)主体结构施工:按照设计图纸要求,进行消防水池及消防泵房的主体结构施工,包括墙体、屋顶等;(3)设备安装:按照设计图纸要求,进行消防泵、消防水池等设备的安装,确保设备安装到位、运行正常。
2. 消防供水管道施工(1)管道铺设:按照设计图纸要求,进行消防供水管道的铺设,确保管道铺设平直、无扭曲;(2)管道连接:使用焊接或法兰连接等方法,将消防供水管道连接起来,确保连接牢固;(3)管道试压:对消防供水管道进行试压,确保管道无泄漏。
3. 消防喷淋系统施工(1)喷淋头安装:按照设计图纸要求,进行消防喷淋头的安装,确保喷淋头安装牢固、方向正确;(2)管道连接:使用焊接或法兰连接等方法,将消防喷淋管道连接起来,确保连接牢固;(3)系统测试:对消防喷淋系统进行测试,确保系统运行正常。
4. 消防报警系统施工(1)报警器安装:按照设计图纸要求,进行消防报警器的安装,确保报警器安装牢固、位置合理;(2)线路连接:使用专用电缆或电线,将报警器与控制中心连接起来,确保连接牢固、信号传输正常;(3)系统测试:对消防报警系统进行测试,确保系统运行正常。
钢厂消防设计方案1. 引言钢厂是一个充满危险的工业环境,火灾发生的风险较高。
为了保障钢厂生产和员工的安全,消防设计方案是至关重要的。
本文将阐述钢厂消防设计方案的必要性和重要性,并针对钢厂的特点提出一套综合的消防设计方案。
2. 钢厂消防设计方案的必要性2.1 高火灾风险钢厂是一个充满可燃物质的工业环境,例如锅炉、高温炉等。
这些设备的运行过程中可能发生火灾,造成严重的人身伤害和财产损失。
2.2 人员密集钢厂通常有大量的员工在工作,他们的安全是企业的重中之重。
一旦发生火灾,需要尽快疏散员工并提供安全的逃生通道。
2.3 物资堆放钢厂常常有大量的原材料、成品和半成品堆放,这些物资一旦发生火灾,可能引发火势扩大和毒烟释放的风险。
综上所述,钢厂消防设计方案是保障企业生产和员工安全的重要措施。
3. 钢厂消防设计方案的要求基于钢厂的特点和消防安全的要求,钢厂消防设计方案的要求如下:3.1 灭火系统钢厂应配备全面的灭火系统,包括消防水系统、灭火器和气体灭火系统。
消防水系统应按照相关标准进行设计,确保覆盖整个钢厂的每个区域。
灭火器和气体灭火系统应根据实际需要合理布局,以应对各种火灾情况。
3.2 疏散通道钢厂应有清晰的疏散通道,确保员工在发生火灾时迅速疏散。
疏散通道应符合相关建筑法规,通道的宽度和数量应满足人员密度和疏散时间的要求。
3.3 防烟排烟系统钢厂应配备有效的防烟排烟系统,以防止火灾蔓延和烟雾聚集。
防烟排烟系统应能快速排出有害烟雾,并确保疏散通道及逃生通道的畅通。
3.4 预警系统钢厂应有完善的火灾预警系统,包括烟雾、温度和气体传感器等。
预警系统应及时发出警报,以便员工能够及时反应并采取适当的逃生措施。
3.5 培训和演习钢厂应定期进行消防安全培训和演习,提高员工的消防安全意识和应急响应能力。
演习应包括火灾疏散演习、灭火器使用演习等,以确保员工能够熟练应对紧急情况。
4. 钢厂消防设计方案的实施步骤4.1 火灾风险评估首先,进行钢厂的火灾风险评估,分析钢厂各个区域的火灾风险,确定重点防控区域。
建筑钢结构防火设计规范及要点摘要:改革后,我国的建筑行业在社会发展下快速进步,现阶段,钢结构是建筑工程施工中的常用建材之一,其稳定性关系着建筑的整体质量,并且在建筑结构中,钢结构需要承担较大的荷载,若其稳定性不符合设计要求,会对建筑使用的安全性形成负面影响。
为提升钢结构的稳定性,论文探讨了钢结构稳定性设计的相关理论,阐述了设计中需遵守的几点原则,包括维持各个层面的稳定性、合理调整剪力以及完善强柱弱梁设计等,探究了钢结构稳定性的验算方法和设计要点,以供同行参考。
关键词:钢结构;建筑设计;防火保护措施引言在钢结构设计过程中,良好的稳定性设计是保障钢结构应用性能,提升整体工程质量与安全的关键。
因此,设计人员一定要对钢结构的设计做到足够重视,并根据建筑工程需求,结合实际情况,采取科学合理的策略来进行钢结构设计。
这样才可以显著提升钢结构的稳定性,满足建筑工程的实际应用需求。
1钢结构施工技术分析在建筑工程项目施工中,对钢结构施工技术的合理应用,不仅可有效提升整体建筑工程钢结构的施工质量,为后续施工提供基础;也可进一步提升整体建筑工程的使用性能,为后期应用的安全性提供良好保障。
通过分析可知,在建筑的钢结构施工中,吊装施工、安装施工、焊接施工以及螺栓预埋施工都是最为重要的施工环节,因此,在具体施工中,施工单位一定要对这些施工环节加以高度重视,确保钢结构施工质量,实现其技术优势。
2强化钢结构建筑防火保护有效措施2.1火灾烟气流动和控制设计在火灾流量的构建中,建筑防火性能化构建主要采用区域模拟和空间模拟两种方式。
如果发生火灾,时间会发生变化,上方热气层的状态和高度也会发生变化,由于室内设计的不同,烟气流动会受到一定限制。
因此,可以利用空间模拟的范围确定火灾发生的位置和程度,在消防系统的建设中,利用这两条路径可以有效控制火灾发生的可能性,降低火灾的风险。
在防火方面,中庭公共空间是次安全区域。
在这个区域,公共空间相对较大,空间灵活性也很高。
钢结构防火规范要求详解钢结构建筑具有高强度、轻质化等优势,在现代建筑中得到广泛应用。
然而,由于钢材是常温下易燃材料,需要采取相应的防火措施来确保建筑的安全性。
本文将对钢结构防火规范的要求进行详细讨论。
一、分类及防火等级要求根据建筑物的用途和结构形式,钢结构可以分为多种类别,如工业厂房、商业综合体、居民楼等。
而根据钢结构所处位置和重要程度的不同,又可进一步划分为不同的防火等级。
1. 工业厂房:一般要求防火等级不低于二级。
2. 商业综合体及办公楼:要求防火等级不低于一级。
3. 居民楼:要求防火等级不低于二级。
根据不同防火等级要求,建筑中的钢结构需要采取不同的防火措施。
二、被动防火措施被动防火措施是通过改善建筑材料和构件的防火性能来提高钢结构的防火能力。
以下是常见的被动防火措施:1. 防火涂料:针对钢结构表面,可以使用防火涂料进行涂覆,提高其耐火时间。
2. 防火板材:在钢结构表面安装防火板材,形成阻燃层,起到隔热和防火的作用。
3. 防火隔板:在建筑的不同区域设置隔火墙、防火门等隔离措施,确保火灾不蔓延。
4. 防火封堵:合理设置防火封堵材料,如防火涂料、防火胶带等,对钢结构的通风孔、管道等位置进行封堵,防止火灾烟气扩散。
三、主动防火措施主动防火措施主要是通过消防设备、系统来监测和控制火灾,迅速进行灭火并疏散人员。
以下是常见的主动防火措施:1. 火灾报警系统:安装火灾报警器,可以实时监测建筑物内部的火灾情况,及时报警并采取相应措施。
2. 自动喷水灭火系统:在钢结构建筑中安装自动喷水灭火系统,当火灾发生时,系统会自动启动并进行灭火。
3. 防烟排烟系统:安装防烟排烟设备,及时排除火灾产生的烟气,保证人员疏散通道的畅通和安全。
四、检测与验收钢结构防火规范要求对建筑中的防火措施进行检测与验收,以确保其符合相关标准和要求。
以下是相关的检测与验收要点:1. 防火涂料、防火板材的检测:对涂覆在钢结构表面的防火涂料、防火板材进行耐火性能测试,确保其满足要求。
上海市建设和管理委员会文件沪建建(2000)第0544号关于批准《建筑钢结构防火设计规程》为上海市工程建设规范的通知各有关单位:根据我委沪建建(98)第0088号文下达的上海市工程建设规范编制计划的要求,由同济大学、上海市消防协会主编的《建筑钢结构防火设计规程》,经有关专家审查和我委审核,现批准为上海市工程建设推荐性规范,统一编号为DG/TJ08-008-2000,自2000年10月1日起实施。
该推荐性规范由上海市工程建设标准办公室负责组织实施,同济大学负责解释。
上海市建设和管理委员会二○○○年八月六日1 总则1.0.1为减轻钢结构在火灾中的破坏,避免钢结构建筑在火灾中局部和整体倒塌造成人员伤亡及疏散和灭火困难,减少火灾后钢结构的修复费用与间接经济损失,安全、经济、合理地对钢结构采取防火保护措施,特制订本技术规程。
1.0.2本规程适用于下列新建、扩建和改建的各类钢结构建筑和其它建筑中的钢结构构件:1、民用钢结构建筑;2、工业用钢结构建筑;3、工业和民用建筑中的钢结构构件。
1.0.3在进行钢结构防火技术设计时,除执行本《规程》规定外,还应符合国家、行业和上海市现行的有关标准的规定。
2 符号和术语2.1符号ξ—构件的荷载等级α—系数αb—系数αc—以对流方式由空气向构件表面传热的传热系数αr—以辐射方式由空气向构件表面传热的传热系数αs—钢材的热膨胀系数βm,βt—等效弯矩系数δ—构件的特征变形χT—高温下钢材弹性模量折减系数ηT—高温下钢材强度折减系数λ—构件的长细比λi—保护层的导热系数λs—钢材的导热系数ρi—保护层的密度ρs—钢材的密度γF—温度效应的分项系数γG—永久荷载分项系数γQi—楼面或屋面活载分项系数γR—钢材抗力分项系数或钢材抗火设计强度调整系数γW—风载分项系数γX—塑性发展系数—常温下对应长细比和截面类型的轴心受压柱的稳定系数—高温下钢梁的整体稳定系数—高温下轴心受压构件的稳定系数—高温下工字形截面梁下翼缘关于y轴的稳定系数△t —时间增量△T—构件或结构的温度变化A—构件截面面积A f—一个翼缘截面面积A W—梁腹板截面面积B—构件单位长度综合传热系数B n—与梁连接有关的常数c s—钢材的比热容c i—保护层的比热C G、C Qi、C W、C F—分别为永久荷载、楼面或屋面活载、风载和温度影响的效应系数d i—保护层厚度E—常温下钢材的弹性模量E T—高温下钢材的弹性模量f—常温下钢材的设计强度F—构件单位长度的受火表面积F i—单位构件长度的保护层的内表面积f y—常温下钢材的屈服强度f yT—高温下钢材的屈服强度G k—永久荷载标准值h—构件的截面高度h w—梁腹板的高度I—受火构件截面惯性矩I f—梁下翼缘绕y轴的惯性矩l—构件的长度或跨度l 0—构件的计算长度M fi—按等效作用力分析得到的受火构件的杆端弯矩M p—塑性弯矩M T—受火构件的杆端温度弯矩M L、M R—分别为构件两端的温度弯矩M x—构件的最大弯矩设计值N—构件轴力设计值N EXT —高温下的欧拉临界力N f —按等效作用力分析得到的受火构件的轴力N T—受火构件的轴向温度内力P—保护层中所含水份的百分比q—梁所受的均布荷载或等效均布荷载Q ki —楼面或屋面活载标准值R—常温下结构或构件的最大承载力R d—高温下结构或构件的承载力S—荷载组合效应S f —梁下翼缘关于X轴的面积矩S m—高温下结构或构件内的组合效应t—时间t′—构件温度达到100℃的时间t d—结构或构件的耐火时间t m—结构或构件的耐火极限t v—延迟时间t w—梁腹板的厚度T0 —受火前构件的内部温度T1、T2 —受火构件两侧或上下翼缘的温度T d—结构或构件的临界温度T′g—实际室内火灾升温T g(0)—火灾发生前的室内平均空气温度T g—对应t时刻的室内平均空气温度T s—钢构件温度T m—耐火时间内结构或构件的最高温度T s0—火灾前构件的初始温度V—单位长度构件的体积v s—钢材的泊桑比W k—风载标准值W p—截面塑性抵抗拒W x—绕X轴的毛截面抵抗拒lg(x)—以10为底的对数函数。
大跨度钢结构建筑防火设计分析摘要:近年来,建筑物中运用大跨度钢结构种类越来越多,同时此类建筑火灾也时有发生,造成重大财产损失和严重社会影响,笔者结合此类建筑的特点和火灾特点,就防火设计中的一些问题进行讨论。
关键词:大跨度钢结构建筑防火设计1. 绪言近年来,随着我国社会经济的飞速发展,建筑物中运用大跨度钢结构种类越来越多,如厂房、桥梁、仓库、体育馆、展览馆、超市、机场候机厅等。
大跨度钢结构以其强度高、自重轻、跨度大、施工方便和施工时间短等优势为社会所普遍认可和运用,例如2008年北京奥运会主体育场“鸟巢”、高度为420 m的上海金茂大厦、高度为291 m的深圳赛格大厦、大连世贸中心、跨度为216 m的芜湖长江大桥,上海宝钢大型轧钢厂房等。
同时此类建筑火灾也时有发生,近年的例如2009年12月10日3时56分,山东淄博山川医用器材有限公司车间发生火灾,过火面积约5 000 m2,波及范围约9 000 m2,财产损失452.56万元。
这类火灾的发生,不仅造成重大财产损失和严重社会影响,笔者结合此类建筑的特点和火灾特点,就防火设计中的一些问题进行讨论。
2. 大跨度钢结构建筑的及其火灾特点2.1 大跨度钢结构建筑的特点1、结构跨度大、结构空间大、建筑结构和功能复杂建筑利用各种钢结构作为承重构件,如屋架、梁、板等,具有跨度大、空间大、承重能力强的特点。
例如前文中提到的山东淄博发生火灾的山川医用器材有限公司车间,东西长64m,南北长106 m,占地面积6 784 m2,建筑面积13 248m2,建筑高度10.5 m,共两层,梁、柱等承重构件均为钢结构,承载能力强。
大跨度钢结构建筑大多为工业建筑,机器设备、原料成品堆积,加之为适应生产和工艺需要,现代大跨度钢结构建筑的上部安装有通风、水、中央空调、蒸汽管道等多种管道,有的还安装有可燃气体和油管道,而外墙和间隔墙多为铁皮夹聚胺脂加工而成。
另外,一部分非承重构件,如屋面、吊顶、地板等,以及其他装修材料使用高分子有机材料。
钢结构厂房的消防设计钢结构厂房由于其施工简便、节约经济等优点,在现代工业建筑中已得到广泛应用,但钢结构耐火性能低,使消防设计显得有为重要。
接合工作中遇到的实际问题,通过对钢结构厂房的特点和火灾危险性的分析,提出几点关于钢结构厂房在消防设计中应注意的问题。
1、钢结构厂房的特点钢结构厂房建设、安全机械化程度高。
钢构件所用的材料单一,而且是成品,加工简便,机械化程度高,施工周期短。
钢结构厂房自重轻,虽然钢的比重大,但其机械性能很好,可以承受较大负荷,钢结构截面尺寸小,同样荷载时,钢屋架的重量最多不过钢筋混凝土屋架的13或14。
钢结构的重量小,便于运输。
钢结构标准厂房平面布局灵活,建筑面积利用率高。
钢结构厂房灵活多变的车间工艺布置要求和最大限度的空间利用率,同时也能很好的解决厂房的通风、采光、保暖隔热以及屋面排水、生活设施布置、人员疏散等。
2、钢结构厂房的火灾危险性钢结构厂房具有耐火性能低的弱点,在未进行防火处理的情况下,其本身虽然不会起火燃烧,但火灾时,强度会迅速下降,一般结构温度达到350℃、500℃、600℃时,强度分别下降13、12、23。
理论计算显示,在全负荷情况下,钢结构失去静态平衡稳定性的临界温度为500℃左右,而一般火场温度达到800~1000℃,在这样的火场温度下,裸露的钢结构一般在15min 左右,就会出现塑性变形,产生局部损坏,造成钢结构整体倒塌失效。
钢结构的特性使必须要对钢结构必须采取措施进行保护。
3、钢结构厂房的防火设计若用没有防火保护的普通建筑用钢作为建筑物承载的主体,一旦发生火灾,则建筑物会迅速坍塌,对人民的生命和财产安全造成严重的损失。
目前,国内的钢结构防火保护时间是按照《建筑设计防火规范》、《高层民用建筑设计防火规范》所规定的建筑结构构件耐火极限来确定的。
一是对钢构件进行耐火保护,使其在火灾时温度升高不超过临界温度,结构在火灾中就能保护稳定性;二是对厂房内部进行有效的防火分区,防止火势向其他区域蔓延、扩散。
不过对于现代轻钢结构厂房的大跨度、大空间来说,防火分区的设置具有一定难度。
用防火墙将厂房分隔不是非常可行的。
不仅因为厂房大空间被分割后影响其通透性,而且从生产工艺的连续性要求心以及厂房内物流组织的;顷畅性来说,也是不太可行的。
若从生产管理的角度看,有些建设方也不会接受这样的方案。
那么可以使用防火门、防火卷帘等来划分防火分区。
利用防火门与防火卷帘进行防火分区,在民用建筑中是轻而易举的。
可面对大跨度的轻钢厂房(经常采用13~36m跨),就很难实现。
这不仅因为没有如此跨度的卷帘,而且这样大的跨度,在收放时很难控制,容易卡在滑槽里。
所以利用防火门、防火卷帘进行防火分区也不是十分可行的。
还可以利用自动喷水灭火划分防火分区,既然《建筑设计防火规范》规定,设自动喷水灭火装置的建筑,每层最大防火分区面积允许增加1倍。
首先,根据《自动喷水灭火系统设计规范》,高度超过8m的大空间建筑物,安装自动喷水灭火系统的作用不大,而单层轻钢结构厂房的高度一般都超过8m,其次,虽安装自动喷水灭火系统后,防火分区允许面积扩大1倍也无法覆盖全厂房。
所以此方法不完全可行。
水幕可以起防火墙的作用,用独立水幕作防火分隔,是一个非常好的方案。
防火水幕带宜采用喷雾型喷头,也可采用雨淋式水幕喷头。
水幕喷头的排列不应少于3排,防火水幕带形成的水幕宽度不宜小于5m,流量2L/(s-m)。
这种分隔方式灵活,不像防火墙要把车间截断,也没有大跨度防火卷帘的麻烦,理论上多大跨度都可以。
在正常生产时,就好象它不存在,一旦有火灾需要防火分隔时,它可以立即实现有效分隔。
但独立水幕作防火分隔也不是完美解决方案:1)需水量大。
2)厂房内发生火灾开始往往是局部的,只需几个灭火器就能解决问题,可此时若启动水幕,会对生产设备造成破坏,由此造成的损失比局部火灾的损失更大。
因此需严格控制水幕的启动时机,防止误动,所以设计时采用人工手动启动更合适。
3)有效维护麻烦,无法试水检验水幕系统的可靠性。
目前,保护钢结构厂房最常用的方法是在其表面涂覆钢结构防火涂料,发生火灾时它作为耐火隔热保护层,有效地提高钢构件的耐火极限,满足现行国家规范的要求。
涂覆钢结构防火涂料作为防火保护的一种手段,不但具有很高的防火效率,而且使用十分方便,施工不受钢结构几何形状的限制,且一般不需要辅助设施,有广泛的适用性。
按照防火机理,可将其分为隔热型防火涂料和膨胀型钢结构防火涂料两大类。
目前膨胀型钢结构防火涂料已经被成功应用于各类工业及民用建筑中的钢结构防火保护,它在我国的研究及应用中虽然起步较晚,但却十分活跃和迅速,并正向超薄型、低污染、高性能、装饰性好等多功能方向发展。
总之,在现代工业厂房中大量采用钢结构,目前钢结构工业厂房的耐火保护和防火分区存在各方法,我们仍需在工作中不断探索和研究,以便更好为钢结构厂房在现代工业应用中做出更好的服务意见轻质钢结构厂房消防设计轻钢结构建筑作工业厂房具有较多的优点,如建设周期短、造价低、可作大跨度、造型美观、现代感强等,因此在现代工厂设计中得到越来越多的采用。
然而,轻钢结构建筑耐火等级较低,大空间、大跨度厂房对防火分区又提出新的要求,这些问题有的可以采取技术措施解决,有的还没有完美的解决方案。
现根据本人的设计实践,就上述设计问题进行初步探讨:一、轻钢结构工业厂房的耐火等级轻钢结构厂房的承重构件一般为钢柱、网架,建筑外表面覆以彩色铝锌钢板或镀铝锌钢板等。
根据<<建筑设计防火规范>>,其柱、梁的耐火时间均为0.25~0.5小时,建筑物的耐火等级仅为四级(耐火等级较低)。
以我院经常设计的中密度纤维板厂或家具厂单层轻钢结构厂房为例,其生产类别为丙类,规范要求的最低耐火等级为三级,这样,轻钢结构厂房就不够资格作丙类厂房。
解决的方法,可在柱、梁表面覆以1.5厘米厚的LG防火隔热涂料或2厘米厚的L Y防火隔热涂料保护层,其耐火时间可达1.5~2.3小时,这样,建筑物的耐火等级可按三级考虑,满足规范要求,但应注意,应要求轻钢结构厂家在作结构计算时考虑防火涂层的重量。
二、轻钢结构工业厂房的防火分区现代工业要求的厂房常是大空间、大跨度、通透的。
为有效的把火灾控制在较小范围内,<<建筑设计防火规范>>要求在建筑物内划分防火分区,并明文规定了各级防火分区的最大允许面积。
现轻钢厂房的占地面积通常较大,如中密度纤维板厂主车间的建筑面积一般都超过5000平方米,而规范允许的分区面积为3000平方米(生产类别为丙类,采取防火涂层保护后,耐火等级按三级考虑),因此应作应做防火分区的分隔。
防火分区在普通民用建筑中较易实现,如在门、厅、楼梯等处采取一些技术措施,用防火墙、防火门、防火卷帘加水幕都可以较好的解决,若建筑内设有自动喷水灭火设备,每层最大允许建筑面积还可增加一倍。
但若试图把这些技术措施平移到大面积的轻钢结构厂房,就会遇到问题。
1、防火墙与防火分区因成套设备生产线的工艺要求,不可能用防火墙把厂房一分两半,这样截断了连贯的生产线设备,也不利于物料及半成品、成品的运输。
而且,从生产管理的角度,业主也不会接受这样的方案。
2、防火卷帘与防火分区民用建筑中通用的防火门与防火卷帘,在面对大跨度的轻钢厂房时,也不很合适。
如某刨花板车间,单跨达36米,如何定制这样大跨度的防火卷帘呢,这样的卷帘,因跨度太大,在收放时很难控制,容易卡在滑槽里,且造价又高,工程实践中极少见(我没遇过)。
3、自动喷水灭火与防火分区能否在整个车间设自动喷水灭火装置,使允许的防火分区面积增加一倍,从而满足规范要求呢。
这有两个问题:(1)、单层轻钢结构车间的高度大多远超过8米,而根据<<自动喷灭火系统设计规范>>第4.3.2条,超过8米的大空间建筑物,安装闭式喷头的作用就不大了。
(2)、有的丙类三级单层轻钢车间面积达9000平方米,需分三个防火分区,若全车间安装自喷,则防火分区允许面积虽扩大一倍,但仍然不够(安装自喷后,防火分区的允许面积从3000平方米扩大到6000平方米,但仍小于9000平方米)。
4、独立水幕与防火分区用独立的水幕作防火分隔,是我院经常采用的方案,作一条防火水幕带,区域宽5米,流量2升/秒米。
这种分隔方式很灵活,不像防火墙要把车间截成两半,也没有大跨度防火卷帘的麻烦,理论上多大的跨度都行,一般正常生产时,就好像它不存在,一旦有火灾需要防火分隔时,它可以立即实现有效分隔。
但是,单独水幕作防火分隔也有三大难题:(1)、需水量太大,水池造价高。
仍以跨度36米计算,水幕供水量为2升/秒米,按消防历时2小时考虑,则水幕贮水量应为518立方米,再加上室内外消火栓的贮水量,则消防水池的造价较高。
(2)、水幕启动时,大量的水突然喷泄而下,会对昂贵的生产设备造成较大的损失。
如果车间内发生了局部较小的火灾,几支灭火器加一支水枪就能解决,此时冒然启动水幕防火分隔,则也许水幕的大水造成的损失会比局部火灾的损失更大。
因此需严格掌握水幕的启动时机。
它只适于火势烧了半个车间,并有蔓延之势时启动。
为防止误动作造成损失,我院设计的车间水幕,大多采用人工手动启动,因为通常只依靠几个闭式喷头来启动水幕的方式在这里不可靠。
(3)、有效维护麻烦,没有办法试水,来检验水幕系统可靠性。
理论上,如果车间建造安装时,先安装消防设施,再安装生产设备,则有机会在水幕安装完毕,但生产设备还末安装时,让水幕试水。
但是,在工程实践中,为早日投产,大多把生产设备当作第一重要,一到货立即安装,消防设施都排在了后面。
那么,在水幕安装完毕后,大家将永不知道它的实际喷水情况如何(除非发生大火灾,才有机会一试),但如果平时无法试水维护,在关键时刻水幕工作不正常怎么办。
试水的问题只好在技术上近似解决,在设计时,消防泵房水幕泵的出水管上可设试水管及试水阀门,利于平时检验水幕泵的工作状态。
但车间上方的水幕管与水幕喷头是否阻塞,喷水是否均匀,就无法测试了。
5、另类解决方案对于防火分区,还有一个另类解决方案,这里提出来,看各位同行有什么看法。
根据<<建筑设计防火规范>>第3.3.1条,四级耐火等级厂房之间的防火间距为18米,依此类推,如在生产类别为丙类,耐火等级为三级的轻钢结构单层厂房内部设一区域宽18米的防火隔离带,在隔离带里没有可燃物,理论上,是否可看作有效的防火分隔呢?实际设计中,可以控制隔离带里可以没有堆放生产原料、半成品等可燃物,但肯定有生产线的设备,而设备的橡胶传送带是可燃的,传送带上的原料或半成品也是可燃的,不过,传送带可以在有火灾时停下来,可燃物不多,一支水枪可有效封锁,那么,上述的这样一个隔离带究竟算不算防火分区的有效分隔呢。