Medidas de protección contra incendios para estructuras de acero.

 1. Límite de resistencia al fuego y resistencia al fuego de la estructura de acero. 

Las ventajas de alta resistencia y ductilidad determinan que la estructura de acero tenga las características de peso muerto ligero, buen desempeño sísmico y gran capacidad de carga.Mientras tanto, la estructura de acero se puede procesar en el campo, el período de construcción es corto y los materiales se pueden reciclar. Por lo tanto, los edificios de estructura de acero nacionales o extranjeros han sido ampliamente utilizados.

Pero las estructuras de acero tienen un talón de Aquiles: poca resistencia al fuego. Para mantener la resistencia y rigidez de la estructura de acero en caso de incendio durante mucho tiempo y garantizar la seguridad de la vida y la propiedad de las personas, se han adoptado una variedad de medidas de protección contra incendios en proyectos prácticos. De acuerdo con diferentes principios de prevención de incendios, las medidas de prevención de incendios se dividen en método de resistencia al calor y método de enfriamiento por agua. El método de resistencia al calor se puede dividir en método de rociado y método de encapsulación (método de encapsulación hueca y encapsulación sólida). el método de enfriamiento por vertido de agua y el método de enfriamiento por lavado con agua. En este documento, se presentarán en detalle varias medidas de prevención de incendios y se compararán sus ventajas y desventajas. Resistencia y resistencia al fuego
El límite de resistencia al fuego de la estructura de acero se refiere al tiempo durante el cual el miembro pierde su estabilidad o integridad y su resistencia adiabática al fuego durante la prueba estándar de resistencia al fuego.

Aunque el acero en sí no se incendiará, la propiedad del material de acero se ve muy afectada por la temperatura, pero la resistencia al impacto del acero a 250 ℃ cae, más de 300 ℃, el límite elástico y la resistencia máxima disminuyeron significativamente. En el fuego real, la condición de carga permanece sin cambios, y la temperatura crítica a la que la estructura de acero pierde su estabilidad de equilibrio estático es de aproximadamente 500 ℃, mientras que la temperatura general del fuego alcanza los 800 ~ 1000 ℃. Como resultado, la estructura de acero aparecerá rápidamente deformación plástica bajo alta temperatura del fuego, lo que resulta en una falla local y, finalmente, en el colapso de toda la estructura de acero. Se deben tomar medidas de prevención de incendios en la construcción de estructuras de acero para que la construcción tenga suficiente límite de resistencia al fuego. Evite que la estructura de acero se caliente hasta el Temperatura crítica rápidamente en el fuego, evitar la deformación excesiva al colapso del edificio, a fin de ganar un tiempo precioso para la extinción de incendios y la evacuación de seguridad del personal, evitar o reducir las pérdidas causadas por el fuego.

2. Medidas de protección contra incendios para estructuras de acero.

Las medidas de protección contra incendios de estructuras de acero de acuerdo con el principio se dividen en dos categorías: una es el método de resistencia al calor, la otra es el método de enfriamiento por agua. El propósito de estas medidas es consistente: evitar que la temperatura del componente aumente más allá de su temperatura crítica en un tiempo específico. La diferencia es que el método de resistencia al calor evita que el calor se transfiera a los componentes, mientras que el método de refrigeración por agua permite que el calor se transfiera a los componentes y luego se transfiera para ese propósito.

2.1 Resistencia al calor

Método de resistencia al calor de acuerdo con la resistencia al calor y la resistencia al calor del material de recubrimiento, el recubrimiento ignífugo se dividió en método de pulverización y el método de recubrimiento método de rociado para construir un recubrimiento ignífugo por recubrimiento o método de recubrimiento por pulverización para proteger y se puede dividir en el hueco método de recubrimiento y método de recubrimiento sólido 

2.1.1 método de pulverización

Generalmente UTILIZA una capa de pintura ignífuga o rocía la superficie del acero, la formación de una capa de protección aislante refractaria, mejora la resistencia al fuego de la estructura de acero de este método es refractario de peso muy ligero durante mucho tiempo, y no debe restringirse la geometría del componente de acero tiene buena economía y practicidad, amplia aplicación. La variedad de revestimiento ignífugo de estructura de acero es más, dividida aproximadamente en dos categorías: una es un revestimiento ignífugo de tipo revestimiento delgado (tipo B), a saber, material ignífugo de expansión de estructura de acero; Otro tipo es una película gruesa Recubrimiento (H) Recubrimiento ignífugo de clase B, el espesor del recubrimiento es generalmente de 2-7 mm para resina orgánica, tiene cierto efecto de adorno, cuando la expansión a alta temperatura engrosa el límite refractario de 0.5 ~ 1.5 H Estructura de acero recubierta delgada, delgada y liviana revestimiento ignífugo resistencia a la vibración del revestimiento buena estructura de acero desnudo interior estructura de acero de techo ligero, cuando su límite ignífugo en 1,5 H y lo siguiente, apropiado elige estructura de acero tipo scumble H revestimiento ignífugo revestimiento de pintura ignífuga espesor de 8 ~ 50 mm comúnmente en superficie granular ingredientes principales para los materiales de aislamiento térmico inorgánico, menor conductividad térmica de baja densidad Límite refractario de 0,5 ~ 3,0 h estructura de acero recubierta de espesor revestimiento ignífugo generalmente no se quema resistencia al envejecimiento durabilidad y estructura de acero oculta interior confiable toda la estructura de acero y la estructura de acero de múltiples -Edificios de fábrica de pisos, cuando las reglas superan su límite ignífugo en 1,5 h, deben elegir un revestimiento ignífugo de estructura de acero revestido grueso

2.1.2 método de recubrimiento

1) método de revestimiento hueco: generalmente se utiliza un tablero o ladrillo para la prevención de incendios, a lo largo del borde exterior de los miembros de acero, la estructura de acero se empaqueta en el taller de estructuras de acero de la industria petroquímica nacional que adopta principalmente el método de colocación de miembros de acero envueltos en ladrillos de la estructura de acero para proteger el método tiene la ventaja de una alta resistencia a los impactos, pero la desventaja es que ocupa espacio una construcción más grande más problemas con la placa ligera refractaria, como la losa monocapa de cartón yeso de cemento reforzado con fibra para la prevención de incendios método de cobertura para el paquete de caja de grandes componentes de acero con La pérdida de bajo costo para decorar el nivel de la superficie es suave sin resistencia al envejecimiento de la contaminación ambiental y otras ventajas, tiene buenas perspectivas de promoción.2) método de recubrimiento sólido: generalmente mediante el vertido de hormigón, miembros de acero envueltos, piezas de estructura de acero completamente cerradas, como la columna de acero del centro financiero mundial Shanghai Pudong, su ventaja es que por el método de alta resistencia, resistencia al impacto, pero la desventaja es que la cubierta de hormigón para ocupar el espacio es grande La construcción es problemática, especialmente en vigas de acero y arriostramientos inclinados

2.2 Método de refrigeración por agua

El método de enfriamiento por agua incluye el método de enfriamiento por vertido de agua y el método de enfriamiento por llenado de agua.

2.2.1 Método de enfriamiento por ducha de agua

El método de enfriamiento por rociado consiste en disponer un sistema de rociado automático o manual en la parte superior de la estructura de acero. En caso de incendio, el sistema de rociado comenzará a formar una película continua de agua en la superficie de la estructura de acero.Cuando la llama se extiende a la superficie de la estructura de acero, la evaporación del agua quitará el calor y retrasará que la estructura de acero alcance su temperatura límite. El método de enfriamiento por ducha de agua se usa en el edificio de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad de Tongji.

2.2.2 Método de enfriamiento lleno de agua

El método de enfriamiento lleno de agua consiste en llenar con agua los elementos huecos de acero. A través de la circulación del agua en la estructura de acero, se absorbe el calor absorbido por el propio acero. Por lo tanto, la estructura de acero puede mantener una temperatura baja en el fuego y no pierde su capacidad de carga debido a un aumento de temperatura demasiado alto. Para evitar la oxidación y la congelación, agregue agua para inhibir la oxidación y anticongelante. Las columnas de acero del edificio de 64 pisos de la US Steel Company en Pittsburgh se enfrían con agua.

3. Comparación de medidas de prevención de incendios

El método de resistencia al calor puede ralentizar la velocidad de conducción del calor a los miembros estructurales a través del material de resistencia al calor. En términos generales, el método de aislamiento térmico es económico y práctico, y se usa ampliamente en proyectos prácticos. El método de refrigeración por agua es una medida de protección eficaz contra fuego, pero no ha sido bien promovido en el campo de la ingeniería debido a sus requisitos especiales en el diseño estructural y alto costo.

El método de resistencia térmica se usa ampliamente en la protección contra incendios de estructuras de acero, por lo que lo siguiente se enfoca en comparar las ventajas y desventajas del método de rociado y el método de revestimiento en las medidas de resistencia térmica.

3.1 resistencia al fuego

En términos de resistencia al fuego, el método de revestimiento es superior al método de rociado. La resistencia al fuego del hormigón, ladrillo refractario y otros materiales envolventes es mejor que el revestimiento ignífugo general. Además, el rendimiento ignífugo de la nueva placa de prevención de incendios también es superior al revestimiento de prevención de incendios. Su límite de resistencia al fuego es obviamente más alto que el mismo espesor del material de aislamiento contra incendios de la estructura de acero, más que la expansión de los revestimientos contra incendios.

3.2 la durabilidad

Debido a que la durabilidad del material de revestimiento, como el concreto, es mejor, no es fácil que se deteriore con el tiempo. Pero la durabilidad siempre es que el revestimiento ignífugo de la estructura de acero no pudo resolver el buen problema. Ya sea que se use para exteriores o interiores, el orgánico El componente del recubrimiento ignífugo delgado y ultrafino puede producir descomposición, degradación, envejecimiento y otros problemas, de modo que el recubrimiento se pele o pierda el rendimiento del fuego.

3.3 construcción

El método de rociado de la estructura de acero para la prevención de incendios es simple y se puede usar sin herramientas complicadas. Pero el control de calidad de la construcción del revestimiento ignífugo de rociado es deficiente, la desoxidación del material base, el espesor del revestimiento del revestimiento ignífugo y la humedad ambiental de la construcción no es fácil de controlar ;La construcción del método de revestimiento es compleja, especialmente para arriostramientos inclinados y vigas de acero, pero la construcción es controlable y la calidad es fácil de garantizar. El límite ignífugo se puede controlar cambiando el grosor del material de revestimiento con precisión.

3.4 protección del medio ambiente

El método de rociado contamina el medio ambiente durante la construcción, especialmente bajo la acción de altas temperaturas, puede volatilizar gases nocivos. No hay liberación tóxica en la construcción, ambiente de uso normal y alta temperatura del fuego, lo que es beneficioso para la protección del medio ambiente y la seguridad del personal en caso de incendio. .

3.5 economía

El método de rociado es simple, tiene un período de construcción corto y un costo de construcción bajo. Pero el precio del recubrimiento ignífugo es alto, y debido a que el recubrimiento tiene la desventaja del envejecimiento, su costo de mantenimiento es más alto. El costo de construcción del método de envoltura es alto, pero el material el precio es económico y el costo de mantenimiento es bajo. En términos generales, el método de encapsulación tiene una buena eficiencia económica.

3.6 aplicabilidad

El método de rociado no está limitado por la geometría de los componentes y se usa ampliamente para la protección de vigas, columnas, pisos, techos y otros componentes. Es especialmente adecuado para la protección contra incendios de estructuras de acero ligero, estructuras de rejilla y estructuras especiales. estructura de acero con forma. El método de revestimiento es complejo en la construcción, especialmente para vigas de acero y elementos de arriostramiento inclinados.El método de revestimiento generalmente se usa más para columnas y no se usa mucho para rociar.

3.7 Espacio Ocupado

El volumen de recubrimiento ignífugo utilizado por el método de rociado es pequeño, y el método envolvente UTILIZA material envolvente como hormigón, ladrillo ignífugo, ocupará espacio, reducirá el uso del espacio. Y la calidad del material envolvente también es mayor.

 4. Resumir

De la discusión se pueden sacar las siguientes conclusiones:

1) La adopción de medidas de protección contra incendios para estructuras de acero debe considerar la influencia de muchos factores, como el tipo de componente, la dificultad de construcción, los requisitos de calidad de construcción, los requisitos de durabilidad y los beneficios económicos;

2) Al comparar el método de pulverización con el método de encapsulación, las principales ventajas del método de pulverización son simples en el proceso de construcción y la apariencia de los componentes no cambia mucho después de la pulverización. Las principales ventajas del método de embalaje son bajo costo, buena resistencia al fuego y durabilidad.

3) Todos los tipos de medidas de prevención de incendios tienen sus propias ventajas y desventajas.En la aplicación de ingeniería, pueden aprender unos de otros y compensar las deficiencias de los demás. Y pueden tomar diferentes medidas para establecer múltiples líneas de defensa contra incendios.

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