Brandbeskyttelsesforanstaltninger for stålkonstruktioner

 1. Brandmodstandsgrænse og brandmodstand af stålkonstruktion 

Fordelene ved høj styrke og duktilitet bestemmer, at stålkonstruktionen har karakteristika som let egenvægt, god seismisk ydeevne og stor bæreevne. Samtidig kan stålkonstruktionen bearbejdes i marken, byggeperioden er kort, og materialerne kan genbruges. Derfor er stålkonstruktioner blevet meget anvendt, uanset om de er indenlandske eller udenlandske.

Men stålkonstruktioner har en akilleshæl: dårlig brandmodstand. For at opretholde stålkonstruktionens styrke og stivhed i brand i lang tid og for at garantere sikkerheden for menneskers liv og ejendom, er der blevet anvendt en række brandbeskyttelsesforanstaltninger i praktiske projekter. I henhold til forskellige brandforebyggelsesprincipper er brandforebyggelsesforanstaltninger opdelt i varmebestandighedsmetode og vandkølingsmetode. Varmebestandighedsmetoden kan opdeles i sprøjtemetode og indkapslingsmetode (hul indkapsling og fast indkapslingsmetode). Vandkølingsmetoden har vandhældningskølemetode og vandskylningskølemetode. I denne artikel vil forskellige brandforebyggelsesforanstaltninger blive introduceret i detaljer, og deres fordele og ulemper vil blive sammenlignet. Modstand og brandmodstand
Brandmodstandsgrænsen for en stålkonstruktion refererer til den tid, hvor elementet mister sin stabilitet eller integritet og sin adiabatiske brandmodstand under standard brandmodstandsprøvning.

Selvom stålet i sig selv ikke vil brænde, påvirkes stålmaterialets egenskaber i høj grad af temperaturen. Stålets slagfasthed falder dog ved 250 ℃, og over 300 ℃ reduceres flydegrænsen og den ultimative styrke betydeligt. Ved faktisk brand forbliver belastningstilstanden uændret, og den kritiske temperatur, hvor stålkonstruktionen mister sin statiske ligevægtsstabilitet, er omkring 500 ℃, mens den generelle brandtemperatur når 800 ~ 1000 ℃. Som følge heraf vil stålkonstruktionen hurtigt opstå plastisk deformation under høj brandtemperatur, hvilket resulterer i lokalt svigt og i sidste ende resulterer i, at hele stålkonstruktionen kollapser. Brandforebyggende foranstaltninger skal træffes i stålkonstruktioner for at sikre, at bygningen har tilstrækkelig brandmodstandsgrænse. Forhindr stålkonstruktionen i at opvarmes hurtigt til den kritiske temperatur under branden, forhindr overdreven deformation, der forårsager bygningskollaps, for at vinde værdifuld tid til brandbekæmpelse og evakuering af personalets sikkerhed og undgå eller reducere tab forårsaget af branden.

2. Brandsikringsforanstaltninger for stålkonstruktioner

Brandbeskyttelsesforanstaltninger i stålkonstruktioner er i henhold til princippet opdelt i to kategorier: den ene er varmebestandighedsmetoden, den anden er vandkølingsmetoden. Formålet med disse foranstaltninger er ensartet: at forhindre komponentens temperatur i at stige over dens kritiske temperatur på et bestemt tidspunkt. Forskellen er, at varmebestandighedsmetoden forhindrer varme i at blive overført til komponenterne, mens vandkølingsmetoden tillader varme at blive overført til komponenterne og derefter fjernet til formålet.

2.1 Modstandsvarme

Modstandsvarmemetoden i henhold til varmemodstanden og varmebestandigheden af ​​belægningsmaterialet er brandhæmmende belægning opdelt i sprøjtemetoden og belægningsmetoden, sprøjtemetoden til at opbygge brandhæmmende belægning ved hjælp af belægning eller sprøjtebelægning for at beskytte og kan opdeles i hulbelægningsmetoden og fastbelægningsmetoden. 

2.1.1 sprøjtemetode

Generelt BRUGES brandsikker maling eller sprøjtning af ståloverfladen for at danne et ildfast isolerende beskyttelseslag, forbedre brandmodstanden af ​​stålkonstruktionen. Denne metode er meget let, ildfast materiale i lang tid og bør ikke begrænses af stålkomponentgeometrien. Den har god økonomi og praktisk anvendelighed og er bred. Variationen af ​​brandhæmmende belægninger til stålkonstruktioner er groft opdelt i to kategorier: den ene er en tynd belægningstype brandhæmmende belægning (B-type), nemlig et ekspansionsbrandhæmmende materiale til stålkonstruktioner. Den anden type er en tykfilmbelægning (H) af klasse B brandhæmmende belægning, med en belægningstykkelse på generelt 2-7 mm, hvilket gør det til organisk harpiks og har en vis dekorativ effekt. Ved høj temperatur har en ekspansionstykkelse på 0,5 ~ 1,5 H, en tynd, let belagt stålkonstruktion brandhæmmende belægning. Belægningen er god til vibrationsmodstand. Den indendørs lette stålkonstruktion er god til let tagkonstruktion. Når dens brandsikkerhedsgrænse er 1,5 H, vælges en brandhæmmende belægning af H-type stålkonstruktion med en brandsikker belægningstykkelse på 8 ~ 50 mm. Den brandsikre belægningstykkelse er almindeligvis 8 ~ 50 mm i granulære overflader, hvilket ofte er de vigtigste ingredienser for uorganiske varmeisoleringsmaterialer, der har en lavere varmeledningsevne. Med lav densitets ildfasthedsgrænse på 0,5 ~ 3,0 h. En tykbelagt stålkonstruktion med brandhæmmende belægning er generelt ikke brændbar, ældningsbestandig og pålidelig. Til indendørs skjulte stålkonstruktioner er alle stålkonstruktioner og stålkonstruktioner i fabriksbygninger med flere etager ikke brandhæmmende. Når reglerne overstiger brandsikkerhedsgrænsen på 1,5 h, bør der vælges en tykbelagt stålkonstruktion med brandhæmmende belægning.

2.1.2 belægningsmetode

1) Hulbelægningsmetode: Generelt anvendes brandforebyggende plader eller mursten langs yderkanten af ​​stålelementerne. I den indenlandske petrokemiske industri anvendes der for det meste en metode med at lægge murstensbeklædte stålelementer i stålkonstruktioner for at beskytte dem. Metoden har den fordel, at den er høj i styrke og slagfast, men ulempen er, at den store konstruktion optager plads, hvilket gør det mere besværligt med ildfaste lette plader. F.eks. fiberforstærket cementgipsplade er en enkeltlagsplade til brandforebyggende dækning. Metoden bruges til at dække store stålkomponenter i kasser med lavt omkostningstab. Overfladen er jævn og glat uden miljøforurening, hvilket giver en ældningsbestandighed og andre fordele, hvilket giver gode muligheder for markedsføring. 2) Fast belægningsmetode: Generelt anvendes betonbelægning, hvor stålelementerne er pakket ind i hinanden og stålkonstruktionerne er helt lukkede. Fordelen er, at metoden har høj styrke og slagfasthed, men ulempen er, at betondækket optager meget plads. Konstruktionen er besværlig, især på stålbjælker og skrå afstivning.

2.2 Vandkølingsmetode

Vandkølemetoden omfatter vandhældningskølemetode og vandpåfyldningskølemetode.

2.2.1 Kølemetode med vandbruser

Sprøjtekølingsmetoden går ud på at anbringe et automatisk eller manuelt sprøjtesystem på den øverste del af stålkonstruktionen. I tilfælde af brand vil sprøjtesystemet starte for at danne en kontinuerlig vandfilm på overfladen af ​​stålkonstruktionen. Når flammen spreder sig til overfladen af ​​stålkonstruktionen, vil vandfordampningen fjerne varmen og forsinke stålkonstruktionen, før den når sin grænsetemperatur. Vandbruserkølingsmetoden anvendes i bygningen af ​​Tongji Universitys civilingeniørhøjskole.

2.2.2 Vandfyldt kølemetode

Vandkølemetoden går ud på at fylde vand i hule stålelementer. Gennem cirkulation af vand i stålkonstruktionen absorberes den varme, der absorberes af selve stålet. Således kan stålkonstruktionen holde lav temperatur i brand og mister ikke sin bæreevne på grund af for høj temperaturstigning. For at forhindre rust og frost tilsættes vand for at forhindre rusthæmmer og frostvæske. Stålsøjlerne i den 64-etagers bygning fra US Steel Company i Pittsburgh er vandkølede.

3. Sammenligning af brandforebyggende foranstaltninger

Varmebestandighedsmetoden kan sænke varmeledningshastigheden til de strukturelle elementer gennem det varmebestandige materiale. Generelt er varmeisoleringsmetoden økonomisk og praktisk og anvendes i vid udstrækning i praktiske projekter. Vandkølingsmetoden er en effektiv beskyttelsesforanstaltning mod brand, men den er ikke blevet godt promoveret inden for ingeniørområdet på grund af dens særlige krav til strukturdesign og høje omkostninger.

Termisk modstandsmetoden er meget anvendt i brandbeskyttelse af stålkonstruktioner, så det følgende fokuserer på at sammenligne fordele og ulemper ved sprøjtemetoden og beklædningsmetoden i termisk modstandsmålinger.

3.1 brandmodstand

Med hensyn til brandmodstand er beklædningsmetoden bedre end sprøjtemetoden. Brandmodstanden af ​​beton, ildfaste mursten og andre beklædningsmaterialer er bedre end almindelig brandsikker belægning. Derudover er den brandsikre ydeevne af nye brandforebyggende plader også bedre end brandforebyggende belægninger. Dens brandmodstandsgrænse er naturligvis højere end den samme tykkelse af stålkonstruktionens brandisoleringsmateriale, mere end udvidelsen af ​​brandbelægninger.

3.2 holdbarheden

Fordi holdbarheden af ​​beklædningsmaterialer, såsom beton, er bedre, er det ikke let at forringes med tiden. Men holdbarheden er altid den, at brandhæmmende belægning af stålkonstruktioner ikke løser det gode problem. Uanset om den bruges udendørs eller indendørs, kan den organiske komponent i den tynde og ultratynde brandsikre belægning forårsage nedbrydning, nedbrydning, ældning og andre problemer, således at belægningen skaller af pulver eller taber brandegenskaber.

3.3 konstruktion

Sprøjtemetoden til brandforebyggelse i stålkonstruktioner er enkel og kan bruges uden komplicerede værktøjer. Men kvalitetskontrollen af ​​sprøjtekonstruktionen med brandsikker belægning er dårlig, afrustningen af ​​basismaterialet, belægningens tykkelse og fugtigheden i konstruktionsmiljøet er ikke let at kontrollere. Konstruktionsmetoden for beklædning er kompleks, især for skrå afstivning og stålbjælker, men konstruktionen er kontrollerbar, og kvaliteten er let at garantere. Brandsikkerhedsgrænsen kan kontrolleres ved at ændre tykkelsen af ​​beklædningsmaterialet nøjagtigt.

3.4 miljøbeskyttelse

Sprøjtemetoden forurener miljøet under byggeri, især under påvirkning af høje temperaturer, da den kan fordampe skadelige gasser. Der er ingen giftige udledninger under byggeri, normalt brugsmiljø og høje brandtemperaturer, hvilket er gavnligt for miljøbeskyttelse og personalesikkerhed i tilfælde af brand.

3,5 økonomi

Sprøjtemetoden er enkel, har en kort byggeperiode og lave byggeomkostninger. Men prisen på brandsikker belægning er høj, og fordi belægningen har ulemper som ældning, er vedligeholdelsesomkostningerne højere. Byggeomkostningerne ved indpakningsmetoden er høje, men materialeprisen er billig, og vedligeholdelsesomkostningerne er lave. Generelt har indkapslingsmetoden god økonomisk effektivitet.

3.6 anvendelighed

Sprøjtemetoden er ikke begrænset af komponenternes geometri og anvendes i vid udstrækning til beskyttelse af bjælker, søjler, gulve, tag og andre komponenter. Den er især velegnet til brandbeskyttelse af lette stålkonstruktioner, gitterkonstruktioner og specialformede stålkonstruktioner. Beklædningsmetoden er kompleks i konstruktionen, især til stålbjælker og skrå afstivning. Beklædningsmetoden anvendes generelt mere til søjler og anvendes ikke i vid udstrækning til sprøjtning.

3.7 Optaget plads

Mængden af ​​brandhæmmende belægning, der anvendes ved sprøjtemetoden, er lille, og omslutningsmetoden BRUGER omslutningsmaterialer som beton og brandsikre mursten, hvilket vil optage plads og reducere pladsudnyttelsen. Og kvaliteten af ​​omslutningsmaterialet er også større.

 4. Opsummer

Følgende konklusioner kan drages af diskussionen:

1) Ved indførelsen af ​​brandsikringsforanstaltninger for stålkonstruktioner bør der tages hensyn til indflydelsen af ​​mange faktorer, såsom komponenttype, konstruktionsvanskeligheder, krav til konstruktionskvalitet, holdbarhedskrav og økonomiske fordele;

2) Ved at sammenligne sprøjtemetoden med indkapslingsmetoden er de vigtigste fordele ved sprøjtemetoden enkel konstruktionsprocessen, og komponenternes udseende ændrer sig ikke væsentligt efter sprøjtning. De vigtigste fordele ved pakningsmetoden er lave omkostninger, god brandsikkerhed og holdbarhed.

3) Alle former for brandforebyggende foranstaltninger har deres egne fordele og ulemper. I tekniske anvendelser kan de lære af hinanden og kompensere for hinandens mangler. Og de kan træffe forskellige foranstaltninger for at etablere flere brandforsvarslinjer.

Med et moderne lager og forarbejdningsanlæg i det nordlige Kina kan vi levere et bredt udvalg af stålprodukter: varmvalset og koldvalset, herunder en bred vifte af handelsstål, konstruktions- og rørprodukter. Med plasma-, laser- og oxyskæremaskiner, CNC-pladeboring og plasmamærkning samt en fuldt udstyret borelinje kan vi levere alt dit stål skåret, boret, stemplet og klar til brug.

Vores produktsortiment:

1. Stålrør(Rund / Firkantet / Specialformet / SSAW)
2. Elektrisk rørledning(EMT/IMC/RMC/BS4568-1970/BS31-1940)
3. Koldformet stålprofil(C /Z /U/M)
4. Stålvinkel og bjælke(V-vinkel/H-stråle/U-stråle)
5. Stål stilladsstøtte
6. Stålkonstruktion(Rammeværker)
7. Præcisionsproces på stål(skæring, glatning, udjævning, presning, varmvalsning, koldvalsning, prægning, boring, svejsning osv. efter kundens krav)

Fra konstruktionsstål, bearbejdningsstål og rørformet stål til kommercielle rør og handelsstænger har vi alle de stålforsyninger og -tjenester, du måtte have brug for til husholdnings-, erhvervs- og industribrug.

Tianjin Rainbow Steel Group Co., Ltd.

Tina

Mobil: 0086-13163118004

E-mail:tina@rainbowsteel.cn

Wechat: 547126390

Web:www.rainbowsteel.cn

Web:www.tjrainbowsteel.com