近年來，我國社會經(jīng)濟的發(fā)展突飛猛進，隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展也致使各類建筑業(yè)的得到了空前的繁榮，一些大跨度、超高層建筑應運而生。建筑物中運用鋼結構種類越來越多，廠房、住宅、橋梁、倉庫、體育館、展覽館、超市等建筑也越來越廣泛運用鋼結構材料。鋼結構本身具備自重輕，強度高，施工快等獨特優(yōu)點，因此對高層、大跨度，尤其是超高層、超大跨度，采用鋼結構更是非常理想。鋼結構的快速發(fā)展，在我國取得了不少成就。第一，鋼結構建筑的數(shù)量不斷增加，應用范圍不斷擴大，如：2008年奧運主體育場“鳥巢”，世界第三高度420米的上海金茂大廈，具有國際領先水平的深圳賽格大廈72層、高度291米全部采用鋼管混凝土柱，采用國產鋼材、國內設計、施工的大連世貿中心，跨度216米的公路鐵路兩用低塔斜拉橋的蕪湖長江大橋，上海寶鋼大型軋鋼廠房，咸陽市也建成了西北地區(qū)首座鋼結構商住樓麗彩廣場C座，三十二層，建筑高度98米，成為現(xiàn)代咸陽的標志性建筑。第二，鋼結構技術不斷改進。由于以前鋼材使用受限制，建筑采用傳統(tǒng)的模式，而現(xiàn)在出現(xiàn)了鋼管、圓管、鋼構混凝土等，要求結構的節(jié)點也隨之變化，管管相接。材料上，有高強度的鋼，厚板鋼材，玻璃，不銹鋼，鈦合金。施工上也有新的工藝。鋼結構在我國具有極大的發(fā)展空間，國外鋼結構建筑使用鋼材占鋼材總量的10%左右，而中國僅占4%左右，我國的人均鋼材占有量剛達到世界人均水平100千克左右，日本人均鋼材占有量是400-500千克，有一定差距?，F(xiàn)階段我國鋼結構建筑只占建筑總量不足3％的比例，發(fā)達國家已占30％～50％。我國鋼結構發(fā)展具有較大的空間和潛力，伴隨著建筑市場的持續(xù)發(fā)展，鋼結構的發(fā)展將得到進一步的推動。中國處于全面建設的高峰期，正大量消耗著全球的自然資源。鋼結構與混凝土結構相比，它環(huán)保且更利于建筑產業(yè)化的發(fā)展。鋼結構建筑在現(xiàn)代建設中得到了越來越廣泛的應用。但鋼結構耐火性能低，如何提高鋼結構的耐火性能對于建筑的安全性至關重要。
二、鋼結構建筑火災特點
在加熱的情況下，鋼材的力學性能隨著溫度的升高而變化。一般表現(xiàn)為彈性模量、屈服強度、極限強度隨溫度的升高而下降，塑性變形和蠕變隨溫度的升高而增加。在200℃～350℃時熱軋鋼出現(xiàn)所謂的“藍脆”現(xiàn)象，此時鋼材的極限強度提高而塑性降低，與其他溫度段相比變“脆”。在500℃時，鋼的極限強度和屈服極限大大降低，塑性增大。在450℃～600℃ 時，碳化物趨于石墨化和球化。石墨化的產物是由于碳化鐵分解，生成游離的石墨粒的結果。如果加熱的溫度越高，時間越長，鋼的含碳量越高，則碳化物的球化便越劇烈。存在石墨化和球化，表明鋼在高溫下弱化了，力學性能降低。合金材料的加入一般會使鋼的上述變化需要的溫度提高。試驗結果表明：在200℃以內強度變化不明顯，屈服強度略有下降，而極限強度基本沒有變化。200℃以后屈服強度隨溫度升高而降低的速率開始加快。極限強度在200℃～300℃由于出現(xiàn)“藍脆”而較常溫下略有提高，300℃以后極限強度隨溫度升高明顯降低。在600℃時，低碳鋼的屈服強度和極限強度均只有常溫時的35%～40%，而碳素鋼絲的強度更低。隨著溫度進一步升高，在800℃時鋼材的強度基本消失。同時鋼材的伸長率和截面收縮率隨溫度升高面增大，表明高溫下鋼材的塑性性能增大，易于變形。此外，鋼材在一定溫度和應力作用下，隨時間的推移會發(fā)生緩慢變形，即蠕變，蠕變會導致材料松馳。
鋼材在高溫下屈服點降低是決定鋼結構耐火性能的重要因素，如某一鋼構件在常溫下受荷載作用應用值是屈服點的一半，但火災時由于鋼材在火災高溫作用下屈服強度降低，當實際應力值達到了降低了的屈服強度時就表現(xiàn)出屈服現(xiàn)象而破壞，使結構承載能力急劇下降，造成鋼結構建筑物部分或全部垮塌毀壞。這類典型的火災案例有，2001年世貿大廈被撞擊后飛機攜帶大量的燃油向大廈底部流淌，火勢迅速向下蔓延，燃燒不久，灼熱的高溫就通過鋼結構迅速傳遍整幢大樓，致使大廈承重的鋼結構熔化，撞機僅57分鐘南樓就徹底崩潰倒塌，而北樓也僅堅持了1小時22分鐘，造成了死亡2797人、損失360億美元的驚世慘案。2003年4月5日，青島市即墨正大食品有限公司廠房發(fā)生火災，在高溫作用下，鋼結構屋架僅僅約30分鐘便轟然倒塌，導致20多名員工被埋壓在廠房內遇難。目前，在建筑領域已采取了多種方式對鋼結構進行保護，鋼結構構件的各類防火措施也孕育而生。
二、鋼結構建筑耐火性能提高方法
建筑鋼結構的防火保護措施按照其防火行為來分主要分為主動防火和被動防火。主動防火主要是指水噴淋法以及消防員的滅火行為，即主動地控制建筑發(fā)生火災的趨勢。被動防火即不包括滅火行為采取其他形式提高鋼結構的耐火極限的一種防火保護方法。從熱量傳輸原理上來說，鋼結構防火保護措施可以分為截流法和疏導法。
1、水噴淋法。水噴淋法是在結構頂部設噴淋供水管網(wǎng)，火災時，自動啟動(或手動)開始噴水，在構件表面形成一層連續(xù)流動的水膜，從而起到保護作用?！ ?/p>
