鋼結構之災害探討 班級:營建工程系3B 組員:9711117 巫文勝 9711119 鄭惟元
一、前言 以前的建築物施作方法有很多種,如木製、磚製、石製、水泥製等,但現在為了許多因素,如地震、風力、火災、載重等而需設計抵抗這些因素的構造物,「鋼」成為了我們新時代的構材,鋼之所以可以被大量使用是因為它擁有可靠的性能,所以現在很多建築業會選擇鋼來當作主結構,鋼雖然有較高的強度、韌性、抗震性,但它的耐熱性、耐蝕性低且因斷面小而容易產生挫屈,所以需要用一些輔助性質的材料來更加的強化結構體。
二、本文
2.1鋼結構之災害 烏魯木齊一工業園起火 燒塌2500平方米廠房 在6月12日當天,烏魯木齊的工業園區發生了兩家合租的加工廠房發生火災,其火災面積為2500平方公尺,其中結構是用彩鋼板和鋼結構所搭建的,但在這些彩鋼板夾層中的保麗龍EPS板〈又名聚苯乙烯板〉被火燃燒後而加以的再對鋼結構造成高溫的燃燒,在這燃燒之中也因為保麗龍EPS板而產生大量的有毒氣體,而且這加工廠房裡的材料幾乎都是易燃材料,導致整個屋頂的鋼結構因為承受不了高溫而倒塌,所幸當時為下班時間,沒有工作人員在工廠裡面,所以無任何人員傷亡。
2.1鋼結構之災害 烏魯木齊一工業園起火 燒塌2500平方米廠房 圖一 燃燒的廠房
2.2災害之探討 很多工廠幾乎都使用鋼結構為主結構,因為施工快速、且強度高,所以很多的鋼結構廠房若沒有使用防火的保護層,一旦發生火災,很容易釀成損失,在此來討論這鋼結構的工廠是否有做好防火之措施 。
2.2災害之探討 1.在彩鋼板的夾層中使用保麗龍EPS板
2.2災害之探討 圖二 大量待使用的保麗龍EPS板
2.2災害之探討 圖三 正在做保麗龍EPS板的保護層
圖四 因保麗龍EPS板被燃燒而產生又毒又嗆的黑煙 2.2災害之探討 但這種保麗龍EPS板只能些微的防水且十分不防火 ,而且經過燃燒會產生出相當毒的戴奧辛 ,所以 我們應該要避免使用這種材質的防火保護層。 圖四 因保麗龍EPS板被燃燒而產生又毒又嗆的黑煙
三、改善和預防
3.1使用正確的防火保護層 因為鋼在高溫下強度會急速驟降,一般的鋼材受熱到溫度700℃時之後會開始膨脹變形,所以須使用防火性的材料來保護鋼,而此種防火保護層又稱為「防火被覆」,以下介紹建築業對結構較常使用的防火性輔助材料。
3.1使用正確的防火保護層 防火漆:如油漆一樣,只需要把它塗在結構上即可 ,而它的優點是在於不會對結構物增加額 外的載重,而且它受到燃燒時會自動膨脹 產生一道保護層,使結構體不會快速受到 高溫。
3.1使用正確的防火保護層-防火漆 圖五 正在施工防火漆及已施工完防火漆
3.1使用正確的防火保護層-防火漆 燃燒前 燃燒中 燃燒後 圖六 測試防火漆受到火焰的結果
3.1使用正確的防火保護層 除了對結構體的防火,也可以再從牆板再加以的防火,達成雙重的防火效果,而防火效果也有分三種等級,以下介紹三種等級的防火牆板。
3.1使用正確的防火保護層-防火牆板 1.不燃材料(耐燃一級材料) 在火災初期時,不容易發生燃燒的現象,也不會產 生有害的濃煙及氣體,其常見材料下。 (1) 混凝土、磚或空心磚、瓦、石料、鋼鐵、 鋁、玻璃、玻璃纖維、礦棉、陶瓷品、砂 漿、石灰等其他材料所搭成的防火牆。
3.1使用正確的防火保護層-防火牆板 圖七 磚砌牆
3.1使用正確的防火保護層-防火牆板 2.耐火板(耐燃二級材料) 在火災初期時,只會發生極少燃燒現象,其燃燒速 度極慢,其常見材料如下。 (1) 木絲水泥板、紙面石膏板等其他材料所搭成 的防火牆。
3.1使用正確的防火保護層-防火牆板 圖八 左為木絲水泥板,右為紙面石膏板
3.1使用正確的防火保護層-防火牆板 3.耐燃材料(耐燃三級材料) 在火災初期時,只會發生微量燃燒現象,其燃燒速 度緩慢,其常見材料如下。 (1) 耐燃合板、耐燃纖維板、玻璃纖維板等其他 材料所搭成的防火牆。
3.1使用正確的防火保護層-防火牆板 圖九 玻璃纖維板
3.1使用正確的防火保護層 除了以上介紹的防火輔助性質材料外,還有其他許多防火的輔助材料,在此只列出些許的材料當作範本。
四、結論 看完了以上敘述的事件和改正方法,我覺得主要還是不要為了省錢而損失了更多的東西,雖然保麗龍EPS板廉價,但它對結構物是沒有幫助反而有害的 ,在此雖然只有討論防火性質,但鋼結構的缺點也是不能忽略的,就像前言所說因斷面較小而容易產生挫屈,所以改善方法為再鋼結構的側面加以輔助支撐或使用加勁板等,來防止鋼結構之挫屈,不過鋼結構的未來發展也是有很大的空間,如熱強化鋼材、耐大氣腐蝕鋼等其他再對鋼的缺點進行強化的地方,使鋼結構可以更加的穩固、抵抗,但這些都是需要實驗和研究才可能完成的。
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