Brandskydd av stålkonstruktionsbyggnader

stålkonstruktionsbyggnader har en akilleshäl: dåligt brandmotstånd. För att behålla styrkan och styvheten hos stålkonstruktionen under lång tid i branden och skydda människors liv och egendom, antas en mängd olika brandskyddsåtgärder i själva projektet.

Varför behöver stålkonstruktioner som inte brinner brandskydd?

Stål är ett byggmaterial som inte brinner. Jämfört med betong har stål många fördelar som jordbävningsmotstånd och böjmotstånd. Därför, i moderna byggnader, används stålkonstruktioner i stor utsträckning, inte bara för att relativt öka byggnadernas lastkapacitet, utan också för att möta behoven av estetisk modellering av arkitektonisk design, såsom olika en- eller flervåningsfabriker, skyskrapor, lager. , väntrum Hallen är generellt utformad med stålkonstruktion.

Även om stål inte brinner, kommer det att deformeras när det utsätts för höga temperaturer, vilket resulterar i strukturell kollaps. Som byggmaterial har stål några oundvikliga defekter i brandförebyggande syfte.

I allmänhet är brandmotståndsgränsen för oskyddade stålkonstruktioner cirka 15 minuter. Vanligtvis, vid en temperatur på 450 ~ 650C, kommer bärigheten att gå förlorad, och stor deformation kommer att inträffa, vilket resulterar i böjning av stålpelare, stålbalkar och till och med strukturell kollaps.

Brandskyddsåtgärder för stålkonstruktioner

Enligt olika brandförebyggande principer är brandskyddsåtgärderna för stålkonstruktioner uppdelade i värmebeständighetsmetoder och vattenkylningsmetoder.

värmebeständighetsmetoder

Värmemotståndsmetoden kan delas in i spraymetod och inkapslingsmetod.

Spraymetod

I allmänhet används brandhämmande beläggning för att belägga eller spruta på stålytan för att bilda ett brandbeständigt och värmeisolerande skyddsskikt och förbättra stålkonstruktionens brandbeständighetsgräns.

Denna metod är lätt att konstruera, lätt i vikt, lång i brandbeständighet och inte begränsad av stålkomponenternas geometri. Den har god ekonomi och användbarhet och används flitigt.

Det finns många varianter av brandbeständiga beläggningar för stålkonstruktioner, som grovt delas in i två kategorier: en är tunnbeläggningstyp brandhämmande beläggningar (typ B), det vill säga svällande brandhämmande material för stålkonstruktioner; den andra är tjockbeläggningstyp (H).

Klass B brandskyddande beläggningar, beläggningens tjocklek är vanligtvis 2-7 mm. Basmaterialet är organiskt harts, som har en viss dekorativ effekt, och expanderar och tjocknar vid höga temperaturer. Brandmotståndsgränsen kan nå 0.5 ~ 1.5 timmar.

Den tunnbelagda stålstrukturen brandsäkra beläggningen har en tunn beläggning, är lätt och har bra vibrationsbeständighet. För exponerade stålkonstruktioner inomhus och lätta takstålkonstruktioner, när brandmotståndsgränsen är specificerad till 1.5 h och lägre, bör tunnbelagda stålkonstruktioner brandsäkra beläggningar användas.

Tjockleken på H klass brandskyddande beläggning är i allmänhet 8 ~ 50 mm. Granulär yta. Huvudkomponenten är oorganiskt värmeisoleringsmaterial, med låg densitet och låg värmeledningsförmåga.

Brandmotståndsgränsen kan nå 0.5 ~ 3.0 timmar. Tjockbelagda stålstrukturer brandsäkra beläggningar är i allmänhet obrännbara, anti-aging och mer hållbara. För dolda stålkonstruktioner inomhus, höghus i helt stålkonstruktioner och flervåningsverkstadsstålkonstruktioner, när brandmotståndsgränsen är specificerad att vara över 1.5 h, bör tjockbelagda stålkonstruktioner brandsäkra beläggningar användas. 

Inkapslingsmetod

Ihålig inkapslingsmetod: Brandsäker skiva eller eldfast tegel används för att linda stålelementet längs stålelementets yttre gräns. De flesta av stålkonstruktionsverkstäderna i den inhemska petrokemiska industrin använder metoden för att bygga eldfasta tegelstenar för att slå in stålkomponenterna för att skydda stålkonstruktionen.

Fördelarna med denna metod är hög hållfasthet och slagtålighet, men nackdelarna är att den tar mycket plats och konstruktionen är mer besvärlig. Eldfasta lättviktsskivor såsom fiberförstärkta cementskivor, gipsskivor, vermikulitskivor etc. används som brandsäkra ytterskikt.

Metoden för lådlindning stora stålkomponenter har fördelarna med en platt och slät dekoryta, låg kostnad, liten förlust, ingen miljöförorening, åldringsbeständighet, etc., och har en god marknadsföringsutsikt.

Solid inkapslingsmetod: i allmänhet genom att gjuta betong, lindas stålelementen och helt stängda. Fördelarna är hög hållfasthet och slagtålighet, men nackdelarna är att betongskyddsskiktet tar ett stort utrymme och konstruktionen är besvärlig, speciellt konstruktionen på stålbalkar och diagonalstag är mycket svår.

vattenkylningsmetoder

Vattenkylningsmetoden inkluderar kylningsmetod för vattendusch och vattenfyllande kylningsmetod.

Kylningsmetod för vattendusch

Vattenspray-kylningsmetoden är att anordna ett automatiskt eller manuellt spraysystem på den övre delen av stålkonstruktionen. När en brand uppstår aktiveras sprinklersystemet för att bilda en kontinuerlig vattenfilm på stålkonstruktionens yta. När lågan sprider sig till stålkonstruktionens yta avdunstar vattnet och tar bort värmen, vilket försenar stålkonstruktionsbyggnaden att nå sin gränstemperatur.

Vattenfylld kylmetod

Den vattenfyllda kylmetoden är att fylla den ihåliga ståldelen med vatten. Genom cirkulationen av vatten i stålkonstruktionen absorberas värmen från själva stålet. Därför kan stålkonstruktionen hålla en lägre temperatur i en brand och kommer inte att förlora sin bärighet på grund av överhettning. För att förhindra rost och frysning, tillsätt rostskyddsmedel och frostskyddsmedel i vattnet.

I allmänhet kan värmebeständighetsmetoden sakta ner hastigheten för värmeledning till de strukturella komponenterna genom det värmebeständiga materialet. Värmebeständighetsmetoden är mer ekonomisk och praktisk, och den används ofta i praktiska projekt.

Fördelar och nackdelar med sprutmetod och inkapslingsmetod vid brandskyddsåtgärder av stålkonstruktioner

Brandmotstånd

När det gäller brandmotstånd är inkapslingsmetoden bättre än spraymetoden. Brandmotståndet hos inkapslingsmaterial som betong och eldfast tegel är bättre än för vanliga brandsäkra beläggningar.

Dessutom är brandbeständigheten hos den nya brandsäkra skivan också bättre än brandsäkra beläggningar. Dess brandbeständighetsklassning är betydligt högre än för brandsäkra stålkonstruktioner och värmeisoleringsmaterial av samma tjocklek, och högre än för svällande brandsäkra beläggningar.

Hållbarhet

Eftersom inkapslingsmaterialen som betong har god hållbarhet är det inte lätt att försämras i prestanda över tid; och hållbarhet har alltid varit ett problem som brandsäkra beläggningar av stålstrukturer inte har kunnat lösa.

Tunna och ultratunna brandhämmande beläggningar baserade på organiska komponenter, oavsett om de används utomhus eller inomhus, kan ha problem som sönderdelning, nedbrytning, åldrande etc.

Byggbarhet

Spraymetoden för brandskydd av stålkonstruktioner är enkel och lätt att konstruera och kan konstrueras utan komplicerade verktyg.

Konstruktionskvaliteten för sprutmetoden för brandskyddsbeläggning är dock dålig, och det är svårt att kontrollera rostborttagningen av substratet, beläggningstjockleken på den brandhämmande beläggningen och fuktigheten i konstruktionsmiljön; konstruktionen av inkapslingsmetoden är mer komplicerad, speciellt för diagonalstag och stålbalkar, men konstruktionen Stark styrbarhet och enkel kvalitetssäkring.

Tjockleken på inkapslingsmaterialet kan varieras mer exakt för att kontrollera brandmotståndsgränsen.

Miljöskydd

Spraymetoden förorenar miljön under konstruktionen, särskilt under inverkan av höga temperaturer, kan den förånga skadliga gaser. Inkapslingsmetoden har inga giftiga utsläpp i konstruktion, normal användningsmiljö och hög temperatur på branden, vilket är gynnsamt för miljöskyddet och personalens säkerhet vid en brand.

Ekonomisk

Spraymetoden har fördelarna med enkel konstruktion, kort byggtid och låg byggkostnad. Priset på brandhämmande beläggningar är dock högt, och underhållskostnaderna är relativt höga på grund av beläggningarnas brister som åldring.

Byggkostnaden för inkapslingsmetoden är hög, men materialen som används är billiga och underhållskostnaden låg. Generellt sett är inkapslingsmetoden mer ekonomisk.

Tillämplighet

Spraymetoden är inte begränsad av komponenternas geometri och används mest för att skydda balkar, pelare, golv, tak och andra komponenter. Den är särskilt lämplig för brandskydd av stålkonstruktioner i lätta stålkonstruktioner, gallerkonstruktioner och specialformade stålkonstruktioner.

Konstruktionen av inkapslingsmetoden är komplicerad, speciellt för stålbalkar, diagonalstag och andra komponenter. Inkapslingsmetoden används vanligtvis för kolonner, och tillämpningsområdet är inte lika brett som spraymetoden.

Upptaget utrymme

Den brandsäkra färgen som används i sprutmetoden är liten i volym, medan de inkapslingsmaterial som används i inkapslingsmetoden, såsom betong och brandsäkra tegelstenar, kommer att ta plats och minska det användbara utrymmet. Och kvaliteten på inkapslingsmaterialet är också stor.