一、金属结构的耐火性能

金属材料在常温和高温下的力学性能具有很大的差异。当温度达到400℃时，钢材的强度逐渐下降；温度达到600℃时，强度将降至常温时的50%以下。和钢材相比，铝合金的防火性能较差。当温度升高时，铝合金材料的强度和弹性模量下降很快，200℃时，结构用铝合金的强度开始明显下降；300℃时强度下降到常温下强度的50%以下；温度达到550℃时，结构用铝合金材料的强度和弹性模量基本丧失。欧洲规范中，碳钢和6061-T6 铝合金的高温材料特性如图1所示。而火灾情况下，火场温度一般可达800℃以上，因此，金属结构的建筑一旦发生火灾，其承载能力随着温度的升高逐渐的降低，结构的挠度增大，很可能使金属结构构件在很短的时间内达到屈服以至于造成整个结构的破坏甚至倒塌。显然，钢结构、铝合金结构等金属结构的耐火性能极差，一般需要进行抗火设计，并采取有效的防火保护措施。

图1  碳钢和6061-T6 铝合金的高温材料特性

图2 无保护铝合金构件耐火试验

二、金属结构的防火保护方法

金属结构的防火保护方法主要有以下几种：

（1）喷涂（抹涂、刷涂）防火涂料 ，包括膨胀型防火涂料和非膨胀型防火涂料；

（2）包覆防火板，主要有纸面石膏板、纤维增强水泥板、纤维增强硅酸钙板、蛭石防火板、硅酸钙防火板、玻镁平板等；

（3）包覆柔性毡状隔热材料，主要有硅酸铝纤维毡、岩棉毡、玻璃棉毡等各种矿物棉毡；

（4）外包混凝土、砂浆或砌筑砖砌体；

（5）复合防火保护方法，主要指在钢构件表面涂敷非膨胀防火涂料或采用柔性防火毡包覆，再用纤维增强无机板材、石膏板等作饰面板；

（6）其他防火保护措施：安装自动喷水灭火系统（水冷却法）、单面屏蔽法和在金属构件中中充水等。其中单面屏蔽法主要是在金属构件的迎火面设置阻火屏障，将构件与火焰隔开，避免杆件附近火焰的直接辐射的影响，如钢梁下面吊装防火平顶，钢外柱内侧设置有一定宽度的防火板等。

图3 膨胀型防火涂料

图4 金属结构防火保护板