Brandsikring af stålkonstruktionsbygninger

stålkonstruktionsbygninger har en akilleshæl: dårlig brandmodstand. For at holde stålkonstruktionens styrke og stivhed i lang tid i branden og beskytte sikkerheden for menneskers liv og ejendom, vedtages en række brandbeskyttelsesforanstaltninger i det faktiske projekt.

Hvorfor har stålkonstruktioner, der ikke brænder, brug for brandbeskyttelse?

Stål er et byggemateriale, der ikke brænder. Sammenlignet med beton har stål mange fordele såsom jordskælvsmodstand og bøjningsmodstand. Derfor er stålkonstruktioner meget udbredt i moderne bygninger, ikke kun for relativt at øge bygningers belastningskapacitet, men også for at imødekomme behovene for arkitektonisk design æstetisk modellering, såsom forskellige enkelt- eller fleretagers fabrikker, skyskrabere, lagerbygninger , venteværelser Hallen er generelt udformet med stålkonstruktion.

Selvom stål ikke vil brænde, vil det deformeres, når det udsættes for høje temperaturer, hvilket resulterer i strukturelt sammenbrud. Som byggemateriale har stål nogle uundgåelige fejl i brandforebyggelse.

Generelt er brandmodstandsgrænsen for ubeskyttede stålkonstruktioner omkring 15 minutter. Normalt, ved en temperatur på 450 ~ 650C, vil bæreevnen gå tabt, og der vil forekomme stor deformation, hvilket resulterer i bøjning af stålsøjler, stålbjælker og endda strukturelt sammenbrud.

Brandsikringsforanstaltninger for stålkonstruktioner

Ifølge forskellige brandforebyggende principper er brandbeskyttelsesforanstaltningerne for stålkonstruktioner opdelt i varmemodstandsmetoder og vandkølingsmetoder.

varmebestandighedsmetoder

Varmemodstandsmetoden kan opdeles i sprøjtemetode og indkapslingsmetode.

Sprøjtemetode

Generelt bruges brandhæmmende belægning til at belægge eller sprøjte på ståloverfladen for at danne et brandbestandigt og varmeisolerende beskyttende lag og forbedre stålkonstruktionens brandmodstandsgrænse.

Denne metode er let at konstruere, let i vægt, lang i brandmodstand og ikke begrænset af stålkomponenternes geometri. Det har god økonomi og praktisk anvendelighed og er meget brugt.

Der er mange varianter af brandhæmmende belægninger til stålkonstruktioner, som groft er opdelt i to kategorier: den ene er tyndbelægningstypen brandhæmmende belægninger (type B), dvs. opsvulmende brandhæmmende materialer til stålkonstruktioner; den anden er tykbelægningstype belægninger (H).

Klasse B brandhæmmende belægninger, belægningstykkelsen er generelt 2-7 mm. Grundmaterialet er organisk harpiks, som har en vis dekorativ effekt, og udvider og fortykkes ved høje temperaturer. Brandmodstandsgrænsen kan nå 0.5 ~ 1.5 timer.

Den tyndbelagte stålstruktur brandsikre belægning har en tynd belægning, er let og har god vibrationsbestandighed. For indendørs udsatte stålkonstruktioner og lette tagstålkonstruktioner, når brandmodstandsgrænsen er specificeret til at være 1.5 timer og derunder, bør der anvendes tyndbelagte stålkonstruktioner brandsikre belægninger.

Tykkelsen af H klasse brandhæmmende belægning er generelt 8 ~ 50 mm. Granulær overflade. Hovedkomponenten er uorganisk termisk isoleringsmateriale med lav densitet og lav varmeledningsevne.

Brandmodstandsgrænsen kan nå 0.5 ~ 3.0 timer. Tykbelagte stålstruktur brandsikre belægninger er generelt ikke-brændbare, anti-ældning og mere holdbare. Til indendørs skjulte stålkonstruktioner, højhuse i stålkonstruktioner og værkstedsstålkonstruktioner i flere etager, når brandmodstandsgrænsen er specificeret til at være over 1.5 timer, bør der anvendes tykbelagte stålkonstruktioner, der er brandsikre belægninger. 

Indkapslingsmetode

Hul indkapslingsmetode: Brandsikker plade eller ildfast mursten bruges til at vikle stålelementet langs den ydre grænse af stålelementet. De fleste af stålkonstruktionsværkstederne i den indenlandske petrokemiske industri bruger metoden til at bygge ildfaste mursten til at pakke stålkomponenterne for at beskytte stålkonstruktionen.

Fordelene ved denne metode er høj styrke og slagfasthed, men ulemperne er, at den fylder meget og konstruktionen er mere besværlig. Ildfaste letvægtsplader såsom fiberarmerede cementplader, gipsplader, vermiculitplader etc. anvendes som brandsikre yderlag.

Metoden til kasseindpakning store stålkomponenter har fordelene ved en flad og glat dekorationsoverflade, lave omkostninger, små tab, ingen miljøforurening, ældningsbestandighed osv., og har en god salgsfremmende udsigt.

Solid indkapslingsmetode: generelt ved at hælde beton, er stålelementerne pakket ind og helt lukket. Fordelene er høj styrke og slagfasthed, men ulemperne er, at betonbeskyttelseslaget optager stor plads og konstruktionen er besværlig, især konstruktionen på stålbjælker og diagonalstiver er meget vanskelig.

vandkølingsmetoder

Vandafkølingsmetoden omfatter vandbruser kølemetode og vandfyldende kølemetode.

Vandbruser kølemetode

Vandsprøjtekølemetoden er at arrangere et automatisk eller manuelt sprøjtesystem på den øverste del af stålkonstruktionen. Når der opstår en brand, aktiveres sprinklersystemet for at danne en kontinuerlig vandfilm på overfladen af ​​stålkonstruktionen. Når flammen spreder sig til overfladen af ​​stålkonstruktionen, fordamper vandet og fjerner varmen, hvilket forsinker stålkonstruktionens bygning til at nå sin grænsetemperatur.

Vandfyldt kølemetode

Den vandfyldte kølemetode er at fylde det hule stålelement med vand. Gennem cirkulationen af ​​vand i stålkonstruktionen optages varmen fra selve stålet. Derfor kan stålkonstruktionen holde en lavere temperatur i en brand, og vil ikke miste sin bæreevne på grund af for høj opvarmning. For at forhindre rust og frysning, tilsæt rusthæmmer og frostvæske til vandet.

Generelt kan varmemodstandsmetoden sænke hastigheden af ​​varmeledning til de strukturelle komponenter gennem det varmebestandige materiale. Varmemodstandsmetoden er mere økonomisk og praktisk, og den er meget udbredt i praktiske projekter.

Fordele og ulemper ved sprøjtemetode og indkapslingsmetode i brandbeskyttelsesforanstaltninger af stålkonstruktion

Brandsikkerhed

Med hensyn til brandmodstand er indkapslingsmetoden bedre end sprøjtemetoden. Brandmodstandsdygtigheden af ​​indkapslingsmaterialer som beton og ildfaste mursten er bedre end for almindelige brandsikre belægninger.

Derudover er brandmodstanden på den nye brandsikre plade også bedre end brandsikre belægninger. Dens brandmodstandsevne er betydeligt højere end brandsikre og termiske isoleringsmaterialer af stålkonstruktioner af samme tykkelse og højere end brandsikre belægninger.

Holdbarhed

Da indkapslingsmaterialerne såsom beton har god holdbarhed, er det ikke let at forringe ydeevnen over tid; og holdbarhed har altid været et problem, som stålstruktur brandsikre belægninger ikke har været i stand til at løse.

Tynde og ultratynde brandhæmmende belægninger baseret på organiske komponenter, uanset om de bruges udendørs eller indendørs, kan have problemer som nedbrydning, nedbrydning, ældning mv.

Konstruerbarhed

Sprøjtemetoden til brandsikring af stålkonstruktioner er enkel og nem at konstruere og kan konstrueres uden kompliceret værktøj.

Konstruktionskvaliteten af ​​sprøjtemetoden for brandhæmmende belægning er imidlertid dårlig, og det er vanskeligt at kontrollere rustfjernelsen af ​​substratet, belægningstykkelsen af ​​den brandhæmmende belægning og fugtigheden i konstruktionsmiljøet; konstruktionen af ​​indkapslingsmetoden er mere kompliceret, især for diagonalstivere og stålbjælker, men konstruktionen Stærk styrbarhed og nem kvalitetssikring.

Tykkelsen af ​​indkapslingsmaterialet kan varieres mere nøjagtigt for at kontrollere brandmodstandsgrænsen.

Miljøbeskyttelse

Sprøjtemetoden forurener miljøet under konstruktionen, især under påvirkning af høje temperaturer, kan den fordampe skadelige gasser. Indkapslingsmetoden har ingen giftige emissioner i byggeri, normalt brugsmiljø og høj temperatur på branden, hvilket er gavnligt for miljøbeskyttelse og personalesikkerhed i en brand.

Økonomisk

Sprøjtemetoden har fordelene ved simpel konstruktion, kort byggeperiode og lave byggeomkostninger. Men prisen på brandhæmmende belægninger er høj, og vedligeholdelsesomkostningerne er relativt høje på grund af manglerne ved belægninger såsom ældning.

Byggeomkostningerne ved indkapslingsmetoden er høje, men de anvendte materialer er billige, og vedligeholdelsesomkostningerne er lave. Generelt er indkapslingsmetoden mere økonomisk.

Anvendelsesområde

Sprøjtemetoden er ikke begrænset af komponenternes geometri og bruges mest til beskyttelse af bjælker, søjler, gulve, tage og andre komponenter. Den er især velegnet til brandsikring af stålkonstruktioner i lette stålkonstruktioner, gitterkonstruktioner og specialformede stålkonstruktioner.

Konstruktionen af ​​indkapslingsmetoden er kompliceret, især for stålbjælker, diagonalstivere og andre komponenter. Indkapslingsmetoden bruges generelt til søjler, og anvendelsesområdet er ikke så bredt som sprøjtemetoden.

Optaget plads

Den brandsikre maling, der anvendes i sprøjtemetoden, er lille i volumen, mens de indkapslingsmaterialer, der anvendes i indkapslingsmetoden, såsom beton og brandsikre mursten, vil optage plads og reducere den brugbare plads. Og kvaliteten af ​​indkapslingsmaterialet er også stor.