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防火分隔與防火玻璃

文檔作者：李引擎宋麗王安春文檔來源：中國建筑科學研究院建筑防火研究所北京格林京豐防火玻璃有限公司肖特股份有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年11月20日
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建筑玻璃與工業(yè)玻璃2010，№6
防火分隔與防火玻璃
中國建筑科學研究院建筑防火研究所 李引擎
北京格林京豐防火玻璃有限公司 宋麗
肖特股份有限公司 王安春
摘 要：防火分隔是防火分區(qū)體系中重要的一部分，本文介紹了防火玻璃的種類及其防火原理，作為
一種重要的防火分隔構(gòu)件，目前在我國大量使用，但是其檢測、評價、應(yīng)用及其制造中都存在一些不可
忽視的問題，文中一一指出，以促進防火玻璃產(chǎn)業(yè)在我國健康快速的發(fā)展。
關(guān)鍵詞：防火分隔 防火玻璃 防火檢測
1前言
從建筑使用功能上考慮，設(shè)計師總是希望將建筑
的內(nèi)空間設(shè)計得通達四方。但通暢無阻的內(nèi)空間則為
某一局部火災(zāi)的蔓延與發(fā)展提供了有利的條件。為了
防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，就必須從設(shè)計上將一棟較大面
積的建筑物有機地劃分成若干個小的防火區(qū)域，這就
是防火分區(qū)。防火分區(qū)的兒個主要功能是：
(1)嚴格保證本分區(qū)出現(xiàn)火災(zāi)后不在規(guī)定的時間
內(nèi)向其它區(qū)域蔓延；
(2)推遲火災(zāi)整體蔓延的時間，以保證建筑內(nèi)的
人員迅速撤離和消防隊及時撲滅火災(zāi)；
(3)對一時無法及時撤離的人員，暫時提供一相
對安全的區(qū)域。
合理設(shè)置防火分區(qū)具有很大的防火效果，是一種
理想的被動式防火方式。
防火分區(qū)又呵以劃分成水平與垂商兩種方式。所
謂水平防火分區(qū)即是阻止火災(zāi)沿水平方向蔓延的一
種分隔方式，所謂垂直防火分區(qū)即是防止火災(zāi)沿內(nèi)空
問垂直方向蔓延的一種分隔方式。但不論是水平分
區(qū)，還是垂直分區(qū)，都不可能不留出滿足使用功能的
一些通道，門、窗洞口。換句話說，只有解決了這些洞
口的斷火功能，才有可能談防火分區(qū)的真正實現(xiàn)。近
些年來，國內(nèi)一些生產(chǎn)廠家已推出多種隔火新產(chǎn)品并
取得了積極的社會效果。
防火玻璃就是一種新型的防火產(chǎn)品，它既可以與
框架一起組成防火分隔構(gòu)件，又可以作為配套防火
門、窗的防火材料。防火玻璃曾被單純的認作是一種
建筑用防火材料。如今，它已更多的作為一種完整的
防火構(gòu)件被使用在建筑工程中。特別是作為防火隔斷
墻，其與防火框、密封系統(tǒng)及五金件等共同構(gòu)成完整
的隔火隔熱系統(tǒng)。
2 我國防火玻璃的發(fā)展歷程
最早的防火玻璃源于歐美國家，我國在2O世紀
80年代開始生產(chǎn)防火玻璃。最初的防火玻璃是用于
防火門上的一種單片夾絲玻璃，面積一般不大于0．1
平方米，因此，當時的防火玻璃用量很小。
到了80年代中期，我國開始研制和生產(chǎn)隔熱型
防火玻璃，多用于防火門視窗，但外觀質(zhì)量與防火性
能的穩(wěn)定性與國際水平相距較多。
90年代初，單塊大面積防火玻璃研制成功，并用
于建筑內(nèi)防火隔墻及防火窗等。
2000年后，國內(nèi)研發(fā)出單片防火玻璃，并大量投
入市場。
經(jīng)過這20多年的發(fā)展，能生產(chǎn)防火玻璃的企業(yè)
已近千家。2007年我國防火玻璃市場已超過40萬平
方米。而技術(shù)方面也有質(zhì)的飛躍，已可滿足不同的防
火要求。其中特別要提及的是非隔熱型的硼硅防火玻
璃，這種防火玻璃一直廣泛使用于歐美建筑，如今我
國也正在自主研發(fā)硼硅防火玻璃。從耐火極限上講，
最初的防火玻璃只要求達到72分鐘。而如今，單片防
火玻璃最高可達到3小時耐火極限，而隔熱型防火玻
璃也已經(jīng)可以達到2小時耐火極限。在外觀與厚度方
一1 5—
Arch~tectural＆ Functional Glass № 6 201O
面，隔熱型防火玻璃也與國際先進的隔熱型防火玻璃
差異不大。另外，我國防火玻璃也已經(jīng)開發(fā)出多種類
多需求，適應(yīng)異型建筑的多功能防火玻璃，例如彎弧
型防火玻璃，異型防火玻璃，具有節(jié)能功能的防火玻
璃，防彈防火安全玻璃以及藝術(shù)防火玻璃等。
3 我國現(xiàn)有的防火玻璃類型
3．1 按結(jié)構(gòu)分類
防火玻璃按結(jié)構(gòu)分類，可分為復(fù)合防火玻璃及單
片防火玻璃。
復(fù)合防火玻璃(FFB)：由兩層或兩層以上玻璃復(fù)
合而成或由一層玻璃和有機材料復(fù)合而成，并滿足相
應(yīng)耐火等級要求的特種玻璃。
單片防火玻璃(DFB)：由單層玻璃構(gòu)成，并滿足
相應(yīng)耐火等級要求的特種玻璃。
3-2 按耐火性能分類
防火玻璃按耐火性能分類，可分為A、B、C三類。
A類防火玻璃：同時滿足耐火完整性，耐火隔熱
性要求的防火玻璃(又稱為隔熱型防火玻璃，歐標稱
為EI類防火玻璃)。
B類防火玻璃：同時滿足耐火完整性，熱輻射強
度要求的防火玻璃(歐標稱為EW 類防火玻璃)。
C類防火玻璃：滿足耐火完整性要求的防火玻璃
(又稱為非隔熱型防火玻璃，歐標稱為E類防火玻
璃)。
以上三類防火玻璃按耐火等級可分別分為I級、
Ⅱ級、Ⅲ 級、Ⅳ 級。
3．3 各種防火玻璃的防火原理
(1)A類防火玻璃又分為復(fù)合型防火玻璃及灌注
型防火玻璃。
復(fù)合型隔熱防火玻璃通常由兩層或多層玻璃原
片附加一層或多層無機防火膠夾層復(fù)合而成。當火災(zāi)
發(fā)生時，向火面玻璃遇高溫后很快炸裂，防火膠夾層
相繼發(fā)泡膨脹約十倍左右，并大量吸收火焰燃燒所帶
來的高熱量，形成白色不透明防火膠板，其堅硬程度
可保證耐火完整性，而多孔的結(jié)構(gòu)使其具有隔熱作
用。因此，復(fù)合 隔熱防火玻璃既可有效地阻隔高溫，
又可隔絕火焰、煙霧及有毒氣體，
灌注 隔熱防火玻璃是由兩片玻璃經(jīng)過密封后，
在其中問灌人無機防火膠制作而成。當火災(zāi)發(fā)生時，
向火面玻璃遇高溫后很快炸裂，中間透明膠凍狀的無
機防火膠層會迅速硬結(jié)，形成一張白色不透明防火隔
熱板，并大量吸收火焰燃燒所帶來的高熱量。在阻止
表1 A類防火玻璃技術(shù)參數(shù)表
復(fù)合型隔熱防火玻璃 灌注型隔熱防火玻璃
隔
熱 厚 尺 厚 尺
隔 厚 耐 透 耐 透 度 寸
畝 度 寸 厚 火 光 重量
火 型 火 光 型
度 公 公
時
號 度 里 公 公 號 等 窒 k
等 率 k m
mm 級 m 差 差 mm 差 差
間 ％ 級 ％
m m him m m m m
m ln
3O AF_12 12 AIV 85 29．5 ±1．0 ±3
AG一20 20 AIV 90 37 ±lI3 ±3
分鐘 AF一15 15 AIV 85 37．0 ±1．0 ±3
60 AF一23 23 AII 81 57．5 ±1_3 ±4
AG-25 25 AII 89 43 ±1．5 ±4
分鐘 AF-26 26 AU 80 65．0 ±1．5 ±5
9O AG-28 28 AI 87 47 ±1．5 ±5
AF一35 35 AI 75 87．5 ±1．5 ±5
分鐘 AG-32 32 AI 85 52 ±1．5 ±5
120
AF一56 56 AI 63 140 ±1．5 ±5 N0NE
分鐘
— J6一
建筑玻璃與工業(yè)玻璃2010，No6
火焰蔓延的同時，也阻止高溫向背火面?zhèn)鲗А?
(2)c類防火玻璃又分為硼硅單片防火玻璃、銫
鉀單片防火玻璃、高強度單片防火玻璃。
硼硅單片防火玻璃是選用含高硼硅經(jīng)浮法工藝
生產(chǎn)出的一種原片玻璃，經(jīng)鋼化加工而制成的。它的
防火性能源自于其很低的熱膨脹系數(shù)，僅為4xlO
(20-300~C)，比普通玻璃(硅酸鹽玻璃)低2至3倍。此
外，硼硅單片防火玻璃還具有高軟化點，極好的抗熱
沖擊性和粘性等特質(zhì)。因此，當火災(zāi)發(fā)生時，硼硅單片
防火玻璃不易膨脹碎裂，是一種高穩(wěn)定性的單片防火
玻璃，其耐火時限高達3小時。
銫鉀單片防火玻璃是由普通浮法玻璃經(jīng)過特殊
的化學處理及物理鋼化制作而成的。其中，化學處理
的作用是在玻璃表面作高溫離子交換，使玻璃表層堿
金屬離子被熔鹽中的其他堿金屬離子置換，從而增加
了玻璃強度，提高了抗熱沖擊性能。而特殊的物理鋼
表2 C類防火玻璃技術(shù)參數(shù)表
參數(shù) 玻璃厚度 6mm 8mm 10mm 12mm
重量 14．1 kg／m 18．8 k m 23．5 krgm 28．2 k m
可見光透過率 92％ 92％ 91％ 91％
物理特性 單片玻璃降噪音 31+1dB 33+1dB 34+1dB 35+1dB
密度(25℃時) 2．35g／era
彈性模數(shù) 69kN／ram
U值 5．8W，n】2K
膨脹系數(shù)(20～300~C) 4xlf6
熱工參數(shù)
熱膨脹率 一0．3mm／m／l 00℃
熱傳導率(90℃時) 1．26W／mK
最大尺寸 2000mmx3OOOmm
最小尺寸 300mmx2OOmm(更小規(guī)格需特殊定制)
尺寸
尺寸公差 <1m±1mm <2m+2mm <3m+3mm
厚度公差 -+0．2mm ±0．2mm ±O．3mm ±0．3mm
化處理，使其達到安全玻璃的要求。其中高強度單片
防火玻璃經(jīng)過特殊的物理鋼化處理(大風壓)制造的
防火玻璃。
4 防火玻璃的檢測
防火玻璃的測試也遵循“系統(tǒng)”的概念，測試的是
整個防火玻璃系統(tǒng)構(gòu)件的耐火性能，包括防火玻璃、
框架、密封材料和其他配件。為達到系統(tǒng)測試的目的，
真正的防火測試要滿足如下幾方面的要求。
4．1 測試標準和測試設(shè)施
測試標準和測試要求因不同國家和地區(qū)的消防／
建筑防火法規(guī)不同而不同，BS標準被廣泛認可和使
用，許多國家的標準也依據(jù)該標準改編，另外比較有
影響的是美國的UL標準，該標準要求除了防火性能
測試和抗沖擊測試之外， 還要單獨做水喉(hose
stream test)~．4試，以測試玻璃抗熱沖擊的能力。在我
國的臺灣地區(qū)，防火性能測試后，還要對玻璃立即進
行抗沖擊測試。但大部分的測試都在BS或與其類似
的標準指導下進行。其中規(guī)定的時間一溫度曲線是防
火測試時升溫的標準。
關(guān)于測試爐的要求，各國都遵循一致的標準建
造，但是其中的溫度控制設(shè)備，測量設(shè)備卻質(zhì)量各異，
這直接影響到測試控制的精度和權(quán)威性。在有的地方
燃料供應(yīng)的控制和熱電偶的控制還使用人工手動調(diào)
節(jié)。
通常的測試爐尺寸為3m x3m，近年來也有的測
試中心建造了4mx 4m 的超大尺寸測試爐，以滿足現(xiàn)
代建筑對大尺寸玻璃的日益需求。
4．2 按照項目設(shè)計實際尺寸測試
防火測試的目的是為防火系統(tǒng)設(shè)計和項目防火
應(yīng)用提供測試，驗證依據(jù)，從而保證施工時安裝的防
火玻璃系統(tǒng)符合設(shè)計要求。
實際尺寸測試，試件尺寸和實際尺寸為1：1的比
例。
如果項目中有不同的系統(tǒng)尺寸，應(yīng)該測試其中最
一1 7—
Architectural＆ Functional GlaSS № 6 20lO
大的尺寸。
測試材料和施工材料的一致性。
通常測試使用包含不同尺寸的復(fù)合框架系統(tǒng)，符
合多框架系統(tǒng)能在最大程度上模擬實際應(yīng)用時的情
況，因為大部分的幕墻／隔墻系統(tǒng)都是連續(xù)的多框架
系統(tǒng)。
4．3 防火測試報告的評估報告
不同項目的防火設(shè)計要求千差萬別，對每一個新
設(shè)計的系統(tǒng)都進行測試是不可能也是不現(xiàn)實的。“評
估報告”是在不需要實際防火測試的情況下，對特定
的防火系統(tǒng)進行防火驗證和認證，使該系統(tǒng)的安全性
得到保證，同時又為業(yè)主和防火系統(tǒng)開發(fā)商節(jié)約了費
用和時間。評估報告由防火測試機構(gòu)頒發(fā)。其效力同
等于測試報告。
4．4 防火測試系統(tǒng)圖集
防火測試不是僅僅幾頁紙的測試報告，而是一套
系統(tǒng)的描述該防火系統(tǒng)的詳細尺寸、材料使用、防火
性能的完整資料。圖集中說明了測試時該系統(tǒng)使廂的
各種框架材料和配件的種類、厚度、形狀、尺寸、裝配
細節(jié)、節(jié)點圖，甚至連固定螺釘?shù)拇笮『臀恢枚加性?
細描述。
4．5 測試多樣性。滿足當前建筑的要求
防火測試永遠追隨建筑設(shè)計要求并為其服務(wù)，現(xiàn)
代的建筑設(shè)計師和業(yè)主追求建筑功能的多樣化，新穎
性，這對防火系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計和測試提出了更高的要
求。同時，防火系統(tǒng)開發(fā)商和防火玻璃生產(chǎn)商也不斷
推出新的高效的防火系統(tǒng)，從而使設(shè)計師許多沒想變
為現(xiàn)實，從而促進了防火系統(tǒng)在建筑的應(yīng)用和測試手
段的不斷提高。
國內(nèi)防火玻璃的測試、使用和驗收與國外有相同
點也有很不同的地方，具體差異有：
a)現(xiàn)行的測試機構(gòu)只對測試樣品負責，而不參與
后期的工程驗收，從而造成測試的系統(tǒng)和實際使用的
完全不同。
b)注重防火玻璃本身，對構(gòu)成系統(tǒng)的框架、配件
及施工情況缺少具體的要求。
c) 防火玻璃國家標準要求的測試尺寸是
1lOOmmx600mm，該標準本身沒有問題，但其測試報
告被無限制地通用，從而造成一個固定尺寸的測試報
告適用于任何尺寸的現(xiàn)狀．
d)無評估報告的程序，實際的工程應(yīng)用僅依據(jù)實
驗室的檢測報告。
5 防火玻璃的使用要求
一1 8一
防火玻璃可廣泛用于高級賓館、飯店、機場、體育
館、圖書館、計算機房等現(xiàn)代公共建筑中，它主要用于
制作防火門、窗和隔墻。用玻璃作為內(nèi)外分隔墻體已
有數(shù)年的歷史。這種形式的建筑在國內(nèi)已屢有出現(xiàn)。
它的優(yōu)點包括：比傳統(tǒng)的墻體輕且可提高建筑的有效
使用面積；施工速度快，施工質(zhì)量容易得到保證；具有
清澈空透、純凈光亮的外表，既可以嶄新建筑形象，又
可與藍天融為一體若現(xiàn)若隱；提高了建筑內(nèi)的透明度
和光亮度。
從防火角度看，對玻璃幕墻應(yīng)有如下的要求：
a)提高玻璃本身的耐火性。這種耐火性包括穩(wěn)定
性、完整性和熱傳導性。其中穩(wěn)定性和完整性對外幕
墻十分重要。但日前國內(nèi)生產(chǎn)的整體用于外幕墻的防
火玻璃基本是空白，這主要是就目前技術(shù)水平而言，
生產(chǎn)這種玻璃的價格還比較貴，其防火穩(wěn)定性和其他
功能性也有待進一步提高。故大規(guī)模的擴大其在外幕
墻上的使用，尚有一定的距離。
b)當使用普通玻璃外幕墻時應(yīng)在室內(nèi)設(shè)置自動
噴水滅火系統(tǒng)。尤其應(yīng)在室內(nèi)靠幕墻的上方裝側(cè)噴的
開式噴頭，以保護幕墻。
C)在玻璃幕墻壁與樓板、隔墻的交接處填塞防火
封堵材料密封，既要保證延緩煙氣及火焰的垂直蔓
延，義要給玻璃的熱膨脹留有變形的余地。
d)無窗檻墻或窗檻墻高度小于0．8米的建筑幕
墻，應(yīng)存每層樓板外沿設(shè)置耐火極限不低于1小時，
高度不低于0．8米的不燃燒體裙墻或防火玻璃裙墻。
6 工程應(yīng)用中存在的問題
防火玻璃雖然已有一段不短的使用歷史，但在實
際應(yīng)用中，仍存在一些不可忽視的問題，下面幾點值
得社會關(guān)注和進行技術(shù)方面共同探討。
6．1 隔熱型與非隔熱型防火玻璃的使用界限不明確
火焰在燃燒過程中會產(chǎn)生極高的熱量，并以熱輻
射和熱傳導的方式透過玻璃，使玻璃背火面的溫度不
斷升高。當達到一定程度時，熱量會使人或可燃物在
沒有碰觸到火焰的情況下，被灼傷或引燃。經(jīng)過國外
的一些相關(guān)測試顯示，在非隔熱型防火玻璃向火面遇
火27分鐘后，火焰燃燒所帶來的熱量會透過非隔熱
型防火玻璃將背火面的物品引燃。因此，在某些防火
分隔區(qū)域，是需要明確使用隔熱型防火玻璃的。不過，
非隔熱型單片防火玻璃加以水噴淋系統(tǒng)也是可以同
時起到隔熱作用的。但如計算機房、圖書館貯藏室和
儀器機房等是否可以用配以水噴淋系統(tǒng)的單片防火
玻璃做有隔熱要求的防火分隔，仍是需要有明確定論
建筑玻璃與工業(yè)玻璃2010，No6
的。水噴淋系統(tǒng)是否會對物品造成損毀，這類因素應(yīng)
考慮在內(nèi)。因此，在標準制定，建筑設(shè)計及實際使用
中，明確區(qū)分出哪些建筑部位應(yīng)有隔熱要求，哪些部
位必須使用隔熱型防火玻璃是至關(guān)重要的。
6_2 防火檢測系統(tǒng)不全面
a)水噴淋系統(tǒng)
在使用水噴淋系統(tǒng)的時候，熱膨脹系數(shù)較高的單
片防火玻璃容易因為高溫和驟冷的巨大溫差而碎裂，
因此何種單片防火玻璃可以配以水噴淋系統(tǒng)并能保
證其完整性，是需要有，臟格測試的。目前成功通過歐
洲標準一水噴淋系統(tǒng)測試的硼磚單片防火玻璃，卻極
少被用作有隔熱要求的防火區(qū)域里，取而代之的是大
量未經(jīng)過水噴淋系統(tǒng)測試的單片非隔熱型防火玻璃。
b)拼接式防火系統(tǒng)
為了建筑的美觀，并提供最大限度的視覺通透
性，無豎框拼接式防火玻璃隔斷墻越來越受設(shè)計師的
鐘愛。而此類防火系統(tǒng)也需要有嚴格的防火測試，這
種拼接式防火墻是需要用特殊的可膨脹防火膠來連
接的，從而代替突兀的豎框結(jié)構(gòu)。
c)玻璃的水平放置與垂直放置的方向，會直接影
響其防火時間的長短。
d)在工程中，與防火隔斷墻配套的大面積防火玻
璃門常采用帶地簧的自由門，多數(shù)沒有防火密封系
統(tǒng)。目前我國對此類構(gòu)件尚尢明確規(guī)定。
6．3 檢測與實際應(yīng)用的問題
a)通常檢測防火玻璃的尺寸為1200mmx6OOmm
左右，較小面積的防火玻璃更容易達到所需的耐火極
限檢測。為了擁有更好的透光效果與極佳的視野空
間，目前單塊防火玻璃的實際應(yīng)用尺寸越來越趨向于
大板面。
b)廠家選用作檢測的防火玻璃與實際用于工程
中的防火玻璃，可能不是一致的。
c)防火玻璃的分隔是一個構(gòu)件的概念，要作為一
個系統(tǒng)去完整考慮。
d)框架也需防火，特別是單片防火玻璃的框架，
如無防火填充，在火災(zāi)中會很快變形，導致玻璃破損。
e)B類防火玻璃雖然有此類玻璃的定義及標準，
但在實際應(yīng)用中，沒有對此類玻璃安裝使用范圍的相
關(guān)規(guī)定，也沒有相關(guān)的檢測。
6．4 防火玻璃的一些技術(shù)性問題
a)隔熱型灌注防火玻璃在制作、使用中尚存在：
密封不嚴，容易出泡流膠，腐蝕門窗，紫外光照射會使
產(chǎn)品發(fā)白等。因其工藝原因，在火災(zāi)中灌注型隔熱防
火玻璃容易脫膠，作為大板面使用的時候此問題尤其
突出。
b)隔熱型復(fù)合防火玻璃的外觀問題：復(fù)合隔熱型
防火玻璃的外觀上常帶有微氣泡，因此通透性較差。
目前我國只有少數(shù)廠家可以解決此類問題。
C)銫鉀單片防火玻璃的應(yīng)用缺陷：如果玻璃表面
有劃傷或磕碰，玻璃有磕角、崩邊，防火性能會喪失。
d)高強度 片防火玻璃的應(yīng)用缺陷：
如果玻璃表面有劃傷或磕碰，玻璃有磕角、崩邊，
防火性能完全喪失。另外由于大風壓的處理，也會造
成玻璃容易自爆。
6．5 一些構(gòu)造作法考慮不周
a)防火窗無法開啟，通風難。或可開肩，但需人工
關(guān)閉。
b)大面積玻璃防火門的欠缺：隔熱型大玻璃門因
為玻璃厚重的原因，很難做到自由開啟，往往在使用
一段時問后被普通玻璃替換。
c)中空防火玻璃、夾膠防火玻璃等，在安裝使用
中，沒有對向火面或背火面的安裝做出規(guī)定。
7 結(jié)語
如今，在對外進一步開放，各種國際交往日益增
多的情況下，我國消防事業(yè)的現(xiàn)代化將與國際社會發(fā)
生更加密切的聯(lián)系。雖然我們?nèi)〉昧撕艽蟮某删停?
是由于我國消防產(chǎn)業(yè)的起步晚，與國外一些兒十年上
百年的消防產(chǎn)業(yè)歷史相比，我們的發(fā)展還落后于世界
先進水平。例如對于系統(tǒng)概念的認識，應(yīng)用設(shè)計，材料
制作，深加工技術(shù)，生產(chǎn)過程中質(zhì)量控制管理等方面
均有一定的差距。為此，注視國際消防動態(tài)，了解外國
消防法規(guī)和消防管理，研究消防丁作中所出現(xiàn)的問
題，是十分必要的。為了市場的發(fā)展，也為了創(chuàng)造一個
更好的消防產(chǎn)業(yè)環(huán)境，更進一步的完善制度規(guī)定，提
高現(xiàn)有產(chǎn)品的技術(shù)水平，及時解決工程應(yīng)用中的難
題，是我們今后努力的方向。
參考文獻
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中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2003(11)：33~36
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