Brandskyddsåtgärder för stålkonstruktioner

 1. Brandmotståndsgräns och brandmotstånd hos stålkonstruktioner 

Fördelarna med hög hållfasthet och duktilitet gör att stålkonstruktionen har egenskaper som låg dödvikt, god seismisk prestanda och stor bärförmåga. Samtidigt kan stålkonstruktionen bearbetas i fält, byggtiden är kort och materialen kan återvinnas. Därför har stålkonstruktioner, oavsett om de är inhemska eller utländska, använts i stor utsträckning.

Men stålkonstruktioner har en akilleshäl: dålig brandmotstånd. För att bibehålla stålkonstruktionens styrka och styvhet vid brand under lång tid och för att garantera säkerheten för människors liv och egendom har en mängd olika brandskyddsåtgärder vidtagits i praktiska projekt. Enligt olika brandförebyggande principer är brandförebyggande åtgärder indelade i värmebeständighetsmetod och vattenkylningsmetod. Värmebeständighetsmetoden kan delas in i sprutningsmetod och inkapslingsmetod (ihålig inkapsling och fast inkapslingsmetod). Vattenkylningsmetoden har vattengyllningsmetod och vattenspolningsmetod. I denna artikel kommer olika brandförebyggande åtgärder att introduceras i detalj och deras fördelar och nackdelar kommer att jämföras. Motstånd och brandmotstånd
Brandmotståndsgränsen för en stålkonstruktion avser den tid under vilken elementet förlorar sin stabilitet eller integritet och sitt adiabatiska motståndskraft mot brand under standardbrandmotståndstest.

Även om stålet i sig inte kommer att brinna, påverkas stålmaterialets egenskaper kraftigt av temperaturen, men stålets slagtålighet sjunker vid 250 ℃. Vid över 300 ℃ minskar sträckgränsen och den slutliga hållfastheten avsevärt. Vid faktisk brand förblir belastningsförhållandena oförändrade, och den kritiska temperaturen vid vilken stålkonstruktionen förlorar sin statiska jämviktsstabilitet är cirka 500 ℃, medan den allmänna brandtemperaturen når 800 ~ 1000 ℃. Som ett resultat kommer stålkonstruktionen snabbt att uppvisa plastisk deformation vid hög brandtemperatur, vilket resulterar i lokalt fel och så småningom leder till att hela stålkonstruktionen kollapsar. Brandförebyggande åtgärder måste vidtas i stålkonstruktioner för att säkerställa att byggnaden har tillräcklig brandmotståndsgräns. Förhindra att stålkonstruktionen värms upp till den kritiska temperaturen snabbt vid brand, förhindra överdriven deformation till byggnadens kollaps, för att vinna värdefull tid för brandbekämpning och evakuering av personalsäkerhet, undvika eller minska förluster orsakade av branden.

2. Brandskyddsåtgärder för stålkonstruktioner

Brandskyddsåtgärder för stålkonstruktioner enligt principen är indelade i två kategorier: en är värmebeständighetsmetoden och den andra är vattenkylningsmetoden. Syftet med dessa åtgärder är konsekvent: att förhindra att komponentens temperatur stiger över dess kritiska temperatur vid en viss tidpunkt. Skillnaden är att värmebeständighetsmetoden förhindrar att värme överförs till komponenterna, medan vattenkylningsmetoden tillåter att värme överförs till komponenterna och sedan avlägsnas för ändamålet.

2.1 Värmemotstånd

Beständighetsvärmemetoden enligt beläggningsmaterialets värmebeständighet och värmebeständighet delades brandskyddande beläggning in i sprutmetod och beläggningsmetod, sprutmetod för att bygga brandskyddande beläggning genom beläggning eller sprutbeläggningsmetod för att skydda och kan delas in i ihålig beläggningsmetod och fast beläggningsmetod. 

2.1.1 sprutmetod

Generellt ANVÄNDER man brandsäker färgbeläggning eller spraybeläggning på stålytan för att bilda ett eldfast isolerande skyddslager, vilket förbättrar stålkonstruktionens brandmotstånd. Denna metod är mycket lätt och eldfast under lång tid och bör inte begränsas av stålkomponenternas geometri. Den har god ekonomi och praktiska egenskaper samt ett brett användningsområde. Mångfalden av brandskyddsbeläggningar för stålkonstruktioner är grovt indelade i två kategorier: en är tunn beläggningstyp brandskyddsbeläggning (B-typ), nämligen expansionsbrandskyddsmaterial för stålkonstruktioner. En annan typ är tjockfilmsbeläggning (H) klass B brandskyddsbeläggning, beläggningstjockleken är generellt 2-7 mm, vilket gör att organiskt harts har en viss dekorativ effekt. Vid hög temperatur har expansionsgränsen 0,5 ~ 1,5 H för tunn, lätt och brandskyddsbelagd stålkonstruktion. Beläggningen har god vibrationstålighet för inomhusbruk. För lätta stålkonstruktioner inomhus används brandskyddsbeläggning av typen H för att förbättra brandbeläggningstjockleken på 8 ~ 50 mm. Vanligtvis används huvudingredienserna i oorganiska värmeisoleringsmaterial på granulära ytor, vilket ger lägre värmeledningsförmåga. Med låg densitet, en eldfasthetsgräns på 0,5 ~ 3,0 h, är en tjock belagd stålkonstruktion brandskyddande beläggning i allmänhet inte brinnande, åldringsbeständig och hållbar. Den är tillförlitlig och har dold stålkonstruktion inomhus. Alla stålkonstruktioner och stålkonstruktioner i flervåningsbyggnader har brandskyddsgränsen på 1,5 h och bör därför välja en tjock belagd stålkonstruktion brandskyddande beläggning.

2.1.2 beläggningsmetod

1) Ihålig beläggningsmetod: Använd vanligtvis brandskyddsskivor eller tegel längs utsidan av stålelementen. Stålkonstruktioner i den inhemska petrokemiska industrin använder sig oftast av tegelbeläggning för att skydda stålkonstruktioner. Metoden har fördelen att de har hög hållfasthet och slagtålighet, men nackdelen är att de tar upp mycket plats. Stora konstruktioner har större problem med eldfasta lätta plattor. Till exempel fiberförstärkt cementgipsskiva, enskiktsplattor, används för brandskyddsbeläggning. Stora stålkomponenter i lådor förpackas i lådor och har låg kostnadsförlust. Ytan jämnas ut och är jämn utan miljöföroreningar. Den har även fördelar med åldringsbeständighet och goda framtidsutsikter. 2) Solid beläggningsmetod: Använd vanligtvis betong, stålelementen är inlindade och helt slutna. Fördelen med metoden är att de har hög hållfasthet och slagtålighet, men nackdelen är att betongbeläggningen tar upp mycket plats. Konstruktionen är besvärlig, särskilt på stålbalkar och lutande förstärkningar.

2.2 Vattenkylningsmetod

Vattenkylningsmetoden inkluderar kylning med vattenhällning och kylning med vattenpåfyllning.

2.2.1 Kylningsmetod med vattendusch

Spraykylningsmetoden går ut på att anordna ett automatiskt eller manuellt sprutsystem på den övre delen av stålkonstruktionen. Vid brand startas sprutsystemet för att bilda en kontinuerlig vattenfilm på stålkonstruktionens yta. När lågan sprider sig till stålkonstruktionens yta kommer vattenavdunstningen att ta bort värmen och fördröja stålkonstruktionen innan den når sin gränstemperatur. Vattenduschkylningsmetoden används i byggnaden för Tongji Universitys civilingenjörshögskola.

2.2.2 Vattenfylld kylningsmetod

Vattenfyllningsmetoden går ut på att fylla ihåliga stålelement med vatten. Genom vattencirkulationen i stålkonstruktionen absorberas den värme som absorberas av själva stålet. Således kan stålkonstruktionen hålla låg temperatur i brand och förlorar inte sin bärförmåga på grund av för hög temperaturökning. För att förhindra rost och frysning tillsätts vatten för att tillsätta rostskyddsmedel och frostskyddsmedel. Stålpelarna i den 64 våningar höga US Steel Company-byggnaden i Pittsburgh är vattenkylda.

3. Jämförelse av brandförebyggande åtgärder

Värmebeständighetsmetoden kan sänka värmeledningshastigheten till konstruktionselementen genom det värmebeständiga materialet. Generellt sett är värmeisoleringsmetoden ekonomisk och praktisk och används ofta i praktiska projekt. Vattenkylningsmetoden är en effektiv skyddsåtgärd mot brand, men den har inte marknadsförts särskilt väl inom ingenjörsområdet på grund av dess speciella krav på konstruktionsdesign och höga kostnad.

Värmemotståndsmetoden används ofta inom brandskydd av stålkonstruktioner, så följande fokuserar på att jämföra fördelar och nackdelar med sprutmetoden och beklädnadsmetoden vid mätning av värmemotstånd.

3.1 brandmotstånd

När det gäller brandmotstånd är beklädnadsmetoden överlägsen sprutmetoden. Brandmotståndet hos betong, eldfast tegel och andra höljesmaterial är bättre än vanliga brandsäkra beläggningar. Dessutom är den brandsäkra prestandan hos nya brandskyddsskivor också överlägsen brandskyddsbeläggning. Dess brandmotståndsgräns är uppenbarligen högre än samma tjocklek av stålkonstruktionens brandisoleringsmaterial, mer än expansionen av brandbeläggningar.

3.2 hållbarheten

Eftersom beklädnadsmaterial, såsom betong, har bättre hållbarhet är det inte lätt att försämras med tiden. Men hållbarheten är alltid den att brandskyddsbeläggningen i stålkonstruktioner inte löser det goda problemet. Oavsett om den används utomhus eller inomhus kan den organiska komponenten i den tunna och ultratunna brandsäkra beläggningen orsaka nedbrytning, nedbrytning, åldring och andra problem, så att beläggningen flagnar av pulver eller förlorar brandprestanda.

3.3 konstruktion

Sprutmetoden för brandskydd i stålkonstruktioner är enkel och kan användas utan komplicerade verktyg. Men kvalitetskontrollen av sprutbeläggningens konstruktion är dålig, rostborttagningen av basmaterialet, beläggningstjockleken på den brandsäkra beläggningen och fuktigheten i konstruktionsmiljön är inte lätt att kontrollera. Konstruktionsmetoden för beklädnad är komplex, särskilt för lutande avstivningar och stålbalkar, men konstruktionen är kontrollerbar och kvaliteten är lätt att garantera. Brandgränsen kan kontrolleras genom att ändra beklädnadsmaterialets tjocklek exakt.

3.4 miljöskydd

Sprutmetoden förorenar miljön under byggnation, särskilt vid hög temperatur, då den kan förånga skadliga gaser. Det sker inga giftiga utsläpp vid byggnation, normal användning och höga brandtemperaturer, vilket är fördelaktigt för miljöskyddet och personalsäkerheten vid brand.

3,5 ekonomi

Sprutmetoden är enkel, har kort byggtid och låg byggkostnad. Men priset på brandsäker beläggning är högt, och eftersom beläggningen har nackdelar som åldring är underhållskostnaden högre. Byggkostnaden för inkapslingsmetoden är hög, men materialpriset är billigt och underhållskostnaden är låg. Generellt sett har inkapslingsmetoden god ekonomisk effektivitet.

3.6 tillämplighet

Sprutmetoden är inte begränsad av komponenternas geometri och används ofta för att skydda balkar, pelare, golv, tak och andra komponenter. Den är särskilt lämplig för brandskydd av lätta stålkonstruktioner, rutnätskonstruktioner och specialformade stålkonstruktioner. Beklädnadsmetoden är komplex i konstruktionen, särskilt för stålbalkar och lutande stödelement. Beklädnadsmetoden används generellt mer för pelare och används inte ofta för sprutning.

3.7 Upptaget utrymme

Volymen av brandskyddande beläggning som används med sprutmetoden är liten, och omslutningsmetoden ANVÄNDER omslutningsmaterial som betong och brandsäkert tegel, vilket tar upp plats och minskar utrymmesanvändningen. Och omslutningsmaterialets kvalitet är också högre.

 4. Sammanfatta

Följande slutsatser kan dras från diskussionen:

1) Vid antagandet av brandskyddsåtgärder för stålkonstruktioner bör man beakta inverkan av många faktorer, såsom komponenttyp, konstruktionssvårigheter, krav på konstruktionskvalitet, hållbarhetskrav och ekonomiska fördelar;

2) Genom att jämföra sprutmetoden med inkapslingsmetoden är de största fördelarna med sprutmetoden enkel konstruktionsprocessen och komponenternas utseende förändras inte särskilt mycket efter sprutning. De största fördelarna med packningsmetoden är låg kostnad, god brandprestanda och hållbarhet.

3) Alla typer av brandförebyggande åtgärder har sina egna fördelar och nackdelar. I tekniska tillämpningar kan de lära av varandra och kompensera för varandras brister. Och de kan vidta olika åtgärder för att upprätta flera brandförsvarslinjer.

Med ett modernt lager och en bearbetningsanläggning i norra Kina kan vi förse dig med ett brett utbud av stålprodukter: varmvalsade och kallvalsade, inklusive ett brett utbud av stång-, konstruktions- och rörprodukter. Med plasma-, laser- och oxyskärmaskiner, CNC-plåtborrning och plasmamärkning samt en fullt utrustad borrlinje kan vi förse dig med allt ditt stål, skuret, borrat, präglat och klart för användning.

Vårt produktsortiment:

1. Stålrör(Rund / Fyrkantig / Specialformad / SSAW)
2. Elektriskt rör(EMT/IMC/RMC/BS4568-1970/BS31-1940)
3. Kallformad stålprofil(C /Z /U/M)
4. Stålvinkel och balk(V-vinkel/H-stråle/U-stråle)
5. Stålställningsstöd
6. Stålkonstruktion(Ramverk)
7. Precisionsprocess på stål(skärning, rätning, plattning, pressning, varmvalsning, kallvalsning, stansning, borrning, svetsning etc. Enligt kundens krav)

Från konstruktionsstål, bearbetningsstål och rörformigt stål till kommersiella rör och stänger, har vi alla stålförnödenheter och tjänster du kan tänkas behöva för hushåll, företag och industri.

Tianjin Rainbow Steel Group Co., Ltd.

Tina

Mobil: 0086-13163118004

E-post:tina@rainbowsteel.cn

Wechat: 547126390

Web:www.rainbowsteel.cn

Web:www.tjrainbowsteel.com