關(guān)于結(jié)構(gòu)超高層樓板防火設(shè)計(jì)研究

摘 要：南京經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，促進(jìn)了超高層建筑的一輪又一輪的摩天狂潮。首次摩天的超高層建筑為南京的老城發(fā)展格局打下了基礎(chǔ)，吸引后繼者集聚老城南北中軸和東西大道，尤其是商業(yè)中心區(qū)的高樓建設(shè)，成為這個(gè)時(shí)期南京摩天建設(shè)的主力。超高層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，壓型鋼板的組合樓板結(jié)構(gòu)因?yàn)槟軌虺浞掷娩摬呐c混凝土的力學(xué)特性，具有剛度大、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)。文章將分析正在建造的超高層的壓型鋼板—組合樓板的構(gòu)造牽涉到的防火問題并做一些研究討論。

關(guān)鍵詞：超高層壓型鋼板組合樓板;防火措施

2003年，河西新城規(guī)劃作為南京城市發(fā)展史上第一個(gè)先整體統(tǒng)一規(guī)劃、后組織實(shí)施的城市區(qū)域，歷經(jīng)15年，河西已經(jīng)發(fā)展成為南京城市新中心，也是現(xiàn)代化、國際化大都市的標(biāo)志區(qū)。

一、 項(xiàng)目背景

華新AB地塊位于南京市建鄴區(qū)河西大街以北、江東路以西，燕山路以東、富春江西街以南。項(xiàng)目總用地面積約9.6萬平方米。

二期建筑主要功能：二期附樓購物中心（華采天地）已于2019年5月開業(yè)，商業(yè)總面積約12.5萬平方米。自2015年南京市院開始設(shè)計(jì)1號樓超高層264.4米，地上58層，鋼管砼混合鋼框架—核心筒結(jié)構(gòu)，鋼梁+壓型鋼板組合樓板設(shè)計(jì)：壓型鋼板—混凝土組合樓板：其中壓型鋼板的基材采用 0.75毫米厚縮口型壓型鋼板;樓板厚H=120毫米每槽內(nèi)放置底部附加受力8鋼筋，鋼筋間距不小于160毫米。

二、 項(xiàng)目樓板設(shè)計(jì)防火理念

1號樓的樓板的壓型鋼板作為樓板承擔(dān)結(jié)構(gòu)受力作用，因壓型鋼板作為受力構(gòu)件時(shí)候，需要按照主體結(jié)構(gòu)防火要求。查GB50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》附表1，120毫米的現(xiàn)澆整體式梁板，10毫米和20毫米的保護(hù)層厚度，耐火極限分別為2.5/2.65小時(shí)?？梢哉J(rèn)定，該工程原樓板本身的防火時(shí)效不小于2.5小時(shí)。

招標(biāo)圖中，結(jié)構(gòu)施工說明標(biāo)注樓板耐火極限為1.5小時(shí)，梁耐火極限是2.0小時(shí)。新版《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》從2015年5月1日實(shí)施，過渡期為2015年10月1日，因此，該項(xiàng)目出圖時(shí)按照老規(guī)范要求執(zhí)行。

三、 項(xiàng)目消防超限審查規(guī)定

2017年4～5月召開了江蘇省公安廳消防局蘇公消【2017】35號關(guān)于印發(fā)《南京華新城AB地塊二期工程消防設(shè)計(jì)專家評審會(huì)會(huì)議紀(jì)要》的通知：其中會(huì)議后的專家評審意見：避難層的上、下層樓板和梁的耐火極限不低于3小時(shí)。

四、 項(xiàng)目消防規(guī)定

2017年7月份的現(xiàn)場施工圖，明確1#塔樓避難層上下層樓板，梁耐火極限3小時(shí)，同時(shí)，其他樓板耐火極限為2小時(shí)。

五、 消防設(shè)計(jì)規(guī)范產(chǎn)生變更

（一）設(shè)計(jì)要求

結(jié)構(gòu)總說明中7.1鋼結(jié)構(gòu)的防火應(yīng)符合《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GBJ 16）、《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》（CECS 200：2006）的要求：

《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》4.1.3鋼結(jié)構(gòu)采用涂料防火保護(hù)，非膨脹型防火涂料厚度不小于10毫米。

（二）設(shè)計(jì)要求

施工圖結(jié)構(gòu)總說明中7.3防火涂料性能、涂層厚度及質(zhì)量要求應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》（GB 14907）和《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（CECS 24）的要求：

1. 《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（CECS 24）中第2.0.3條厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料技術(shù)性能附錄2試驗(yàn)：涂料厚度40～50毫米;對應(yīng)耐火極限不低于2.5～3小時(shí)。

2. 《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》（GB 14907-2018）代替了設(shè)計(jì)圖紙中的GB14907-2002提出了膨脹性及非膨脹性的防火涂料;其中技術(shù)要求5.1要求中5.1.5非膨脹性防火涂料因其在火災(zāi)中不發(fā)生膨脹，自身具有隔熱性形成防火涂層，涂層厚度不應(yīng)小于15毫米，且可以達(dá)到防火時(shí)間3小時(shí)。

3. 總結(jié)新老標(biāo)準(zhǔn)的主要區(qū)別：試件失去承載能力（最大彎曲變形量達(dá)到L02/400h）達(dá)規(guī)定平均溫度（538℃）;變形未到，溫度先到，燃燒試驗(yàn)的條件更苛刻。

4. 防火產(chǎn)品的影響：新老規(guī)范的時(shí)間在舊版標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證證書自2019年6月1日實(shí)施GB14907-2018《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》實(shí)施之日起，僅用于之前銷售的產(chǎn)品驗(yàn)收之用，不得再生產(chǎn)、銷售舊證書覆蓋的產(chǎn)品;考慮新老標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合問題，已施工完工部分按照老標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收，后續(xù)待實(shí)施部分按照新標(biāo)準(zhǔn)來施工執(zhí)行。既符合國家規(guī)范要求，也與實(shí)際實(shí)施情況一致。

5. 滿足防火要求措施

（1）防火板：①考慮超高層建筑在施工采用防火板優(yōu)點(diǎn)：存在龍骨方式固定，與樓板連接可靠;整體抗震好;結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，使用壽命相對較長;干作業(yè)，不受氣候條件影響。②超高層施工缺點(diǎn)：須預(yù)留其他管線安裝空間;交叉作業(yè)協(xié)調(diào)單位多;工序多，施工相對復(fù)雜;造價(jià)高。

（2）防火涂料：考慮到施工便捷，選取防火涂料作為防火措施。其中材料選擇：①水泥基的缺點(diǎn)：刷膠掛網(wǎng)分層工序多與鍍鋅板黏結(jié)差，易開裂脫落難滿足現(xiàn)場施工需求。②石膏基非膨脹型防火涂料：輕質(zhì)高效耐火時(shí)間可達(dá)4小時(shí)附著力強(qiáng);施工便捷機(jī)械噴涂一次成型不刷底膠不掛網(wǎng)。

6. 造成后果：因避難層的樓板的防火涂料新老規(guī)范問題，設(shè)計(jì)變更現(xiàn)場簽證達(dá)到了五百萬元。

六、 總包施工管理中的討論

（一）相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范

根據(jù)《組合樓板設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》（CECS273：2010）第 7.1.4 條規(guī)定：“無防火保護(hù)的壓型鋼板組合樓板的耐火極限可采用耐火測試方法或計(jì)算方法確定。采用耐火測試方法確定耐火極限時(shí)，測試試件的各樓板參數(shù)及邊界條件應(yīng)與實(shí)際工程相同，并應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)方法》GB/T9978的規(guī)定。”

（二）設(shè)計(jì)說明要求

因受組合樓板的現(xiàn)場施工水準(zhǔn)、工程做法，壓型鋼板材料品質(zhì)及相關(guān)材料選型，樓板配筋等因素的影響，設(shè)計(jì)院為確保樓板滿足建筑防火要求，特在設(shè)計(jì)說明規(guī)范條文施工圖中均注明組合樓板耐火時(shí)間須通過施工單位的防火計(jì)算、相關(guān)耐火檢測試驗(yàn)，兩者都通過檢測后方可進(jìn)行鋪設(shè)施工。

（三）總包施工管理中的問題

1. 2019年4月開始塔樓組合樓板施工，施工前提供壓型鋼板布置圖。

2. 2019年5月8日1#塔樓壓型鋼板組合樓板耐火極限時(shí)間及防火保護(hù)措施等相關(guān)議題于項(xiàng)目現(xiàn)場進(jìn)行會(huì)議，總包單位提供2018年12月11日耐火試驗(yàn)檢測報(bào)告，得出結(jié)論：壓型鋼板耐火極限大于1.5小時(shí)，并提出須根據(jù)檢測結(jié)論要求增加防火保護(hù)措施以滿足設(shè)計(jì)要求。

3. 總包單位應(yīng)按照施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)層組合樓板耐火極限2.0小時(shí)進(jìn)行耐火實(shí)驗(yàn)。

4. 設(shè)計(jì)要求中避難層上下3小時(shí)防火時(shí)間，應(yīng)采取防火措施達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

七、 壓型鋼板組合樓板的防火設(shè)計(jì)討論

（一）根據(jù)《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ99-2015，2016年5月1日實(shí)施）11.3.1條：“當(dāng)壓型鋼板組合樓板中的壓型鋼板不充當(dāng)板底受拉鋼筋參與結(jié)構(gòu)受力時(shí)，壓型鋼板可不進(jìn)行防火保護(hù)?！逼渲惺┕D在壓型鋼板底沿壓型鋼板板肋方向，每槽內(nèi)放置一根直徑為8的鋼筋，該鋼筋作為承載受力鋼筋，同時(shí)提高防火設(shè)計(jì)承載力，滿足普通樓層壓型鋼板組合樓板2.0小時(shí)耐火極限，可不進(jìn)行防火保護(hù)。見圖1。

（二）從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案與防火超限審查角度，壓型鋼板組合樓板設(shè)計(jì)對比：金鷹世界結(jié)構(gòu)樓板：采用壓型鋼板-混凝土組合樓板;壓型鋼板的基材采用0.75毫米厚縮口型壓型鋼板;樓板厚H=120毫米;板面拉通鋼筋為10@150雙向，每槽內(nèi)放置底部附加受力8鋼筋，鋼筋間距不小于160毫米;設(shè)計(jì)說明注明壓型鋼板板底不涂防火涂料;此處樓板的壓型鋼板作為模板使用，上部設(shè)置的雙層雙向鋼筋作為混凝土樓板承擔(dān)結(jié)構(gòu)受力作用，即不用與結(jié)構(gòu)樓板防火要求相同涂刷防火涂料。

八、 設(shè)計(jì)管理與總包施工管理反思

此后期設(shè)計(jì)超限樓板應(yīng)該避免此類問題：壓型鋼板組合樓板不配正彎矩鋼筋，不涂防火涂料的情況下，在滿足一定厚度的混凝土樓板時(shí)可以滿足防火要求，并在日常的設(shè)計(jì)工程管理中應(yīng)該要求總包單位在圖紙交底時(shí)注重超高建筑的施工周期會(huì)存在新老規(guī)范變更問題，做到總價(jià)包干，避免后期的設(shè)計(jì)變更。

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作者簡介：

龍玫，華新（南京）置業(yè)開發(fā)有限公司。