钢结构具备众多优点,如施工方便、自重轻、绿色环保等,但是,它也有缺点,那就是耐火性差。发生火灾时,钢构件会发生局部破坏,进而造成巨大损失。而当火灾发生在高层钢结构建筑中,损失会更加严重,所以对高层钢结构耐火方案的研究就显得尤为重要。钢结构的耐火方案有很多,但是很少从经济方面去进行比较。钢结构的耐火方案的费用占钢结构造价的比重很大,由于高层钢结构建筑的巨大体量,其防火费用更大。所以在相同的耐火极限时,耐火方案的经济性也同样重要。本项研究以哈尔滨环贸中心项目为例,从经济性出发,对高层钢结构耐火方案的选择进行研究。其耐火方案主要是指选择不同耐火材料时的方案,即在建筑设计防火方案不变的情况下,对选择不同耐火材料时的经济性进行比较研究。包括对所选择的耐火材料,及由材料变化带来的相应构造变化的相关造价研究。本项研究首先对钢结构的火灾特性做了简单的介绍,了解火灾的发展过程及在发生火灾时钢构件的高温特性所发生的变化;然后对钢结构的耐火原理及方法做相关分析,得出钢结构的耐火方案有充水冷却法、水喷淋法、喷涂防火涂料、包覆防火板、外包混凝土或砌筑砌体、包覆柔性卷材及涂抹砂浆灰胶泥这七种方法。通过对钢结构的这七种耐火方案进行对比分析,明确其使用范围及优缺点;并查阅大量文献,对国内外的高层钢结构建筑的耐火方案及其经济性进行调研并整理汇总,发现国内常用的钢结构耐火方案只有混凝土包覆法、防火板包覆法和喷涂防火涂料法。经过对钢结构耐火方案经济性的调研,发现多为估算法,缺乏实际项目数据支持。其次,对环贸中心项目及其钢结构构造进行介绍,主要分析其主体钢结构及柱拼接节点、柱梁节点、主次梁节点、支撑节点等特殊部位的耐火性。经过结合对钢结构耐火方案的基础性调查研究,结合本项目特征,针对本项目主楼钢结构部分,将七种耐火方案进行比较分析,评估其适用性。最终初步选定了涂料类耐火方案和防火板类耐火方案,并提出了组合类耐火方案。最后,分别对这三种耐火方案进行选材研究,经过对大量的耐火材料生产厂商及材料价格进行调查研究,确定耐火材料。使各方法在满足同样的耐火极限时,分别计算其各方案的工程量及造价。然后从经济性出发,结合施工工艺、装饰性、耐久性及后期维护等方面对这三种耐火方案进行综合对比分析。经研究,虽然从目前施工来讲,组合类耐火方案不是造价最低的方案,但是可以降低一部分由喷涂防火涂料带来的不确定性,减少后期补涂费用。所以,基于经济性考量,考虑建筑全生命周期,经过三种方案的造价对比,得出组合类耐火方案为最优高层钢结构耐火方案。本项研究希望对其他类似的钢框架-支撑体系的高层钢结构工程耐火方案的设计及选择提供参考。