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钢结构防火涂料的厚度

日期: 2017-12-13 13:32 浏览次数 :

一.厚度确定原则
  钢结构防火涂料的涂层厚度,可按下列原则之一确定:
  1.按照有关规范对钢结构不同构件耐火极限的要求,根据标准耐火试验数据选定相应的涂层厚度。
  2.根据标准耐火试验数据,参照相关规范计算,确定涂层的厚度。
  3.施加给钢结构的涂层质量应计算在结构荷载内,不得超过允许范围。
  4.保护裸露钢结构以及露天钢结构的防火涂层,应规定出外观平整度和颜色装饰要求。
二.钢结构防火涂料厚度与耐火极限的关系
  耐火极限是随着涂层厚度的增加而增加的,涂层厚度与耐火极限见表9一6和表9一7。

  《建筑钢结构防火技术规范》(CECS 200一2006)中对不同截面钢管涂料厚度与耐火极限给出了相应的规定。
  根据相关的标准,可以认为,钢结构防火涂料的耐火极限与检测时的涂层厚度是唯一对应的,施工时的实际喷涂厚度不能进行换算,必须根据耐火极限的检测数据确定。在施工现场进行质量检测时,涂层厚度是否满足设计要求应以该批次耐火极限的检测数据为依据。
三.钢结构防火涂料施用厚度计算方法
  根据《钢结构防火涂料》(GB 14907一2002),在设计防火保护涂层和喷涂施工时,根据标准试验得出某一耐火极限的保护层厚度,确定不同规格钢构件达到相同耐火极限所需的同种防火涂料的保护层厚度。
  一般说来,薄涂型钢结构防火涂料厚度在3、,厚涂型钢结构防火涂料厚度在25一40mm,所使用防火涂料的涂层厚度,应该直接采用实际构件的耐火试验数据。当构件的截面尺寸或形状与试验标准构件不同时,应按现行的CECS 24一90中的附录三,推算所需要的防火涂层厚度。
  《钢结构防火涂料应用技术规范》(CECS 24一90)中规定了钢结构防火涂料施用厚度计算方法。在设计防火保护涂层和喷涂施工时,根据标准试验得出某一耐火极限的保护层厚度,确定不同规格钢构件达到相同耐火极限所需的同种防火涂料的保护层厚度,可参照下列经验公式计算:

式中T1—待喷防火涂层厚度,mm;
       T2—标准试验时的涂层厚度,m m;
       W1—待喷钢梁质量,kg/m;
       W2—标准试验时的钢梁质量,kg/m;
       D1—待喷钢梁防火涂层接触面周长,m m;
       D2—标准试验时钢梁防火涂层接触面周长,m m;
       K—系数,对钢梁,K=1;对相应楼层钢柱的保护层厚度,宜乘以系数K,设K=1.25。
  公式的限定条件为:W/D≥22,T≥9mm,耐火极限t≥lh。
  重要的承重构件可以采用耐火钢外加防火涂料的防火方法,其防火设计对材料性能、构造施工等方面有技术要求,可以参考上海市地方标冫隹《钢结构防火技术规程》的规定。
四.厚度指标
1.参考厚度
  《钢结构应用技术规范》(CECS 24一90)对薄型钢结构防火涂料的厚度没有做出详细的规定,规范中的厚度以某一特定厚度应(至少)达到的耐火极限时间表示。工程使用防火涂料时,厚度一般根据厂家的检测报告确定。
  北京市地标《建筑防火涂料(板)工程设计、施工与验收规程》(DB 101245一2015)中对钢结构梁的防火涂料涂层设计厚度做出规定,不得低于表9一8的要求,严禁进行厚度换算。

  根据工程人员的经验,优质的薄型钢结构防火涂料可以达到表9一9所示指标。

  在结构耐火试验中,涂层厚度2mm的薄型钢结构防火涂料、涂层厚度l.8 m m的超薄型钢结构防火涂料、涂层厚度10 m m的厚型钢结构防火涂料,其耐火极限都能达到l.5h。
  在施工过程中,涂料厚度的掌握必须严格按照标准及法规的规定进行施涂,不可与地标、行标等发生冲突。钢结构防火涂料选用、施工时也应注,涂料并非厚度越厚,耐火极限越高。
  一般防火涂料的产品说明书中会列出耐火极限和相应的涂层厚度,在耐火极限的试验报告中,也能看出在进行耐火试验时所采用的型钢规格及涂层厚度。
  超薄型和薄型防火涂料使用过程中,可以耐火极限报告的涂层厚度为依据,进行选用;石化工程设计时,采用的厚型防火涂料往往不会对不同的构件设计成不同的厚度要求,一般一套装置钢结构按同一耐火极限进行要求。
2.参考用量
  使用钢结构防火涂料时,钢结构的耐火等级不同,要求涂刷不同的防火涂料。一般情况下,超薄型钢结构防火涂料在三类防火涂料中密度最大,其参考用料量为l.6kg/(m²·mm)左右,亦即每毫米干膜厚度,每平方米钢结构表面需要l.6kg的涂料;薄型钢结构防火涂料的参考用料量为l.2kg/(m²·mm)左右;厚型钢结构防火涂料目前单组分较为常见,其干料的密度一般为500kg/m³,与水1:1混合后施工,参考用料量为l.0kg/(m²·mm)左右。
  表9一10、表9一12为某厂家进行涂料施工时各类型涂料的参考用料量,可以作为研究参考,实际应根据涂料的耐火试验报告进行。

3.防火涂料的工程用量
  钢结构建筑施工前,可由建筑工程造价人员根据建筑工程的表面积进行精确计算。防火工程造价占据较大成本,英国40%~50%的多层结构都采用钢框架,防火工程的造价占总工程造价的2 0%左右,我国防火工程的造价大约占工程造价的1/3。如果要精确计算,需先算出钢结构的表面积。
  (1)轻型钢结构建筑物。轻型钢结构中需要进行防火处理的受力部件包括柱、梁、檩条、连接件,各种构件的使用部位不同,部件的防火要求不同,因此,涂刷面积要分开进行计算。
  a.柱形。柱形结构有两种,包括方形柱、H形柱。
  方形柱的面积按长方形计算其周长(a+b)×2,再乘以高度L,即可得出面积。
  H形柱主要采用的是H形钢,计算面积时,先算出其周长,上下翼缘板的四面和腹板的两面,即(4b+2h)再乘以高度L,即可得出面积。以上计算的是主面积,另外,如果要考虑接头、伸腿等处的面积,可以加5%的系数。
  b.梁。梁的纵切面一般为H形,由于中间的弓高不一定相同,因此,梁的纵切面结构一般按梯形面计算面积。
  C.檩条一般为C形钢,纵切面为C,以尺寸为300mm×200mm×100 m m×3 mm的C形檩条为例,其纵高300m m,横端200mm,拐点100 mm,壁厚3 mm。
  计算面积公式为:S=(300×2+200×4+100×4)×L。
  梁和檩条架在柱上,与柱的连接处部分面积被遮盖,不能涂刷钢结构涂料,所以可以扣除不超过8%的面积。
  d.其他连接件。在钢结构建筑安装中,需要圆钢拉筋、角钢斜撑、圆管、螺栓、铆钉等紧固件连接建筑。这些连接件面积小,占总面积的5%~15%。
  以5#角钢为例,∠50×5表示角钢为等边角钢,边长为50mm,面积公式为:S=50×4×L。
  圆管的面积公式为:S=外圆周长×L。
  轻型钢架建筑物承力结构涂刷钢结构防火涂料时,可以按照上述方法进行工程量的计算,计算过程严格按照图纸,构件较多,应注意避免漏计或重复计算的情况。
  (2)网架结构。钢网架结构是由很多杆件根据不同的网格形式,通过节点联结而成的,基本组件为直径相同或不同的钢管与钢球。其部分杆件和节占的形状、尺寸相同,形成了网架的基本单元,包括三角锥、三棱体、正方体、截头四角锥等。
  由于结构的特殊性,其计算方法有所不同,网架结构一般为双层结构,部分网架为三层结构,由钢球、钢管等构件组成,可以根据构件的面积及数目计算出总面积。
  (3)防火涂料工程的造价计算。钢结构防火涂料工程的造价需要根据钢构件表面积、防火等级、涂料种类分别进行计算,涂料、施工、消防验收等各项支出均应包含在内,工程总价包括(涂料的理论用量×损耗系数×单价)施工费、税费、利润。如果采用喷涂施工,可以增加10%~30%损耗量,如果采用刷涂或辊涂施工,损耗量为5%~20%。
  也可以用钢结构总质量乘以系数0.0 5,公式为:涂料总质量=钢结构总质量×0.05×涂层厚度×涂料相对密度。
  还可以通过此公式进行计算,理论用量(m²/L)=1000×体积固含量÷干膜厚度(μm)。
  钢结构防火涂料工程复杂,应注意各项施工资料整理保管,施工单位不仅要注意防火涂料的材料费,还应考虑材料检测费、脚手架费、运输及保险费、人工费、施工机械费,因运输、二次搬运及安装造成的材料损耗费、现场施工产生的二次搬运费,临时设施费、垃圾清运费、水电费、消防报建验收费、工商税费、售后服务费、管理费、利润等各项费用。