Благодаря своей высокой прочности и пластичности, стальная конструкция обладает легким весом, хорошими сейсмическими характеристиками и большой несущей способностью. В то же время, стальная конструкция может быть обработана в полевых условиях с коротким периодом строительства, а материал может быть переработан. Поэтому как отечественные, так и зарубежные стальные конструкции стали широко использоваться.
Предел огнестойкости стальной конструкции относится ко времени, когда элемент теряет стабильность или целостность и изоляцию во время стандартного испытания на огнестойкость.
Хотя сама сталь не воспламеняется и не сгорает, на свойства стали сильно влияет температура, но ударная вязкость стали при 250 ° С уменьшается, а предел текучести и предел прочности значительно снижаются, когда температура превышает 300 ° С. При фактическом пожаре критическая температура потери статического равновесия устойчивости стальной конструкции составляет около 500 ° С, в то время как общая температура огненного поля составляет 800 - 1000 ° С. Поэтому в стальной конструкции быстро появятся пластические деформации и локальные повреждения при высокой температуре пожар, который в конечном итоге приведет к разрушению и разрушению стальной конструкции в целом.
В здании со стальной конструкцией должны быть приняты противопожарные меры, чтобы здание имело достаточный предел огнестойкости. Это может предотвратить быстрое повышение стальных конструкций до критической температуры при пожаре и чрезмерную деформацию, приводящую к обрушению зданий, что дает ценное время для пожаротушения и безопасной эвакуации персонала, а также позволяет избежать или уменьшить потери, вызванные пожаром.
Противопожарные меры для стальных конструкций можно разделить на две категории в соответствии с их принципами: одна - метод термостойкости, другая - метод водяного охлаждения. Цель этих мер одна и та же: повысить температуру компонента в течение указанного времени и не превысить его критическую температуру. Разница заключается в том, что теплостойкий метод предотвращает передачу тепла компоненту, в то время как метод водяного охлаждения позволяет передавать тепло компоненту, а затем тепло передается для достижения цели.
2.1 Метод термостойкости
Метод термоизоляции подразделяется на метод распыления и метод герметизации в зависимости от термостойкости огнезащитного покрытия и герметизирующего материала. Распыление защищает конструкцию, покрывая или распыляя огнезащитные покрытия. Метод инкапсуляции можно разделить на метод полой инкапсуляции и метод твердой инкапсуляции.
2.1.1 Метод распыления
Огнезащитное покрытие или распыление на поверхности стали обычно используют для формирования огнестойкого и теплоизоляционного защитного слоя для улучшения предела огнестойкости стальной конструкции. Этот метод прост по конструкции, имеет малый вес, длительный срок службы и не ограничивается геометрической формой стальных элементов. Он имеет хорошую экономичность и практичность и широко используется. Существует много видов огнезащитных покрытий для стальных конструкций, которые можно разделить на две категории: одна - это огнезащитные покрытия с тонким покрытием (категория В), то есть огнезащитные покрытия для стальных конструкций; другое - толстослойные покрытия (категория H).
Огнезащитные покрытия класса B, толщина покрытия обычно составляет 2-7 мм. Основным материалом является органическая смола, которая обладает определенным декоративным эффектом, расширяется и густеет при высокой температуре. Предел огнеупора может достигать 0,5-1,5 H. Тонкослойные огнезащитные покрытия для стальных конструкций характеризуются тонким покрытием, легким весом и хорошей виброустойчивостью. Когда предел огнестойкости стальной конструкции без покрытия и стальной конструкции легкой кровли составляет 1,5 часа или менее, следует выбирать тонкослойное огнезащитное покрытие для стальной конструкции. Толщина огнезащитных покрытий Н-типа обычно составляет 8-50 мм. Это гранулированный. Неорганический теплоизоляционный материал является основным компонентом, с низкой плотностью и низкой теплопроводностью. Предел огнеупора может достигать 0,5-3,0 H. Толстослойные огнезащитные покрытия для стальных конструкций, как правило, не горючи, устойчивы к старению и долговечны. Если предел огнестойкости скрытой внутренней стальной конструкции, многоэтажной цельнометаллической конструкции и стальной конструкции многоэтажного завода составляет более 1,5 часов, следует выбирать огнезащитные покрытия с толстым покрытием.
2.1.2 Метод инкапсуляции
1) Метод полой герметизации: огнеупорная плита или огнеупорный кирпич обычно используются для герметизации стальных элементов вдоль внешней границы стальных элементов. Большинство отечественных заводов по производству металлоконструкций в нефтехимической промышленности применяют метод строительства огнеупорных кирпичей и оберток стальных элементов для защиты стальной конструкции. Преимуществами этого метода являются высокая прочность и ударопрочность, но недостатками являются большая занимаемая площадь и проблемы с конструкцией. В качестве огнестойкого покрытия используются огнеупорные легкие плиты, такие как цементно-волокнистая плита, гипсокартон и вермикулитная плита. Способ упаковки в коробки для крупных стальных компонентов имеет много преимуществ, таких как гладкая декоративная поверхность, низкая стоимость, низкие потери, отсутствие загрязнения окружающей среды, устойчивость к старению и т. Д. Он имеет хорошие перспективы для продвижения.
2) Твердый метод герметизации: стальные элементы герметизируются и полностью закрываются заливкой бетона. Например, стальная колонна Pudong World Financial Building в Шанхае использует этот метод. Его преимуществами являются высокая прочность и ударопрочность, но его недостатки заключаются в том, что защитный слой бетона занимает большое пространство, а конструкция сложна, особенно на стальных балках и диагональных раскосах.
2.2 Метод водяного охлаждения
Метод водяного охлаждения включает в себя метод водяного охлаждения и метод водяного охлаждения.
2.2.1. Способ охлаждения струей воды
Способ охлаждения водяным распылением заключается в установке автоматической или ручной системы распыления на верхней части стальной конструкции. В случае пожара система распыления начинает формировать непрерывную водную пленку на поверхности стальной конструкции. Когда пламя распространяется на поверхность стальной конструкции, испарение воды отводит тепло и задерживает здание стальной конструкции до достижения критической температуры. Метод водяного охлаждения использовался в здании Гражданского инженерного колледжа университета Тунцзи.
2.2.2 Заполненный водой метод охлаждения
Заполненный водой метод охлаждения заключается в заполнении полых стальных элементов водой. Благодаря циркуляции воды в стальной конструкции тепло самой стали поглощается. Таким образом, стальная конструкция может поддерживать более низкую температуру при пожаре и не потеряет несущую способность из-за высокого повышения температуры. Чтобы предотвратить образование ржавчины и льда, в воду следует добавлять антикоррозионные и антифризы. Заполненный водой метод охлаждения используется для стальных колонн 64-этажного здания американской металлургической компании в Питтсбурге, США.