[发明专利]一种耐高温的建筑钢结构

说明书

技术领域

本发明涉及建筑领域，特别是涉及一种耐高温的建筑钢结构。当钢结构房屋发生火灾时，可防止或延缓房屋钢结构强度因高温而降低造成钢结构坍塌并危及人员生命。

背景技术

根据《民用建筑设计通则》，高于24米或超过10层的建筑属于高层建筑。随着经济发展，又涌现出一批高于100米的建筑，它们被称为超高层建筑，公众习惯将其称为“摩天大楼”。高层建筑——尤其是外观怪异的高层建筑，一般是钢结构建筑或部分采用钢结构。

常用的建筑结构钢为Q235、Q345等，由于钢材中的碳在高温条件下造成脱碳，造成钢材强度降低，长期处在高温环境中（600℃-900℃）会造成钢材中铁元素的氧化，完全丧失钢材的性能，当温度高于钢材熔点时，会造成钢结构熔化坍塌。

对于这些摩天大楼，尽管钢结构具备主体结构比较轻、建造快、现场施工量小的优点，但其致命弱点是怕火，虽然钢本身并不燃烧，但普通钢材在600℃的环境下，强度就很差，根本无法支撑建筑物重量。所以，钢结构安装后会在表面喷涂一层厚厚的防火涂料，一般涂料保证的耐火时限为2～3小时，以供建筑内部的人员逃生。一旦大火烧过，钢结构往往严重受损。

例如，2001年9月11日，美国世贸中心双塔被恐怖份子用民航客机自杀式撞击最终倒塌。一架起飞重量160吨，满挂油料是45吨的波音767型飞机，撞击北塔；18分钟后，另一架起飞重量100吨，满挂油料是30吨的波音757型飞机，撞击南塔。刨除飞行消耗，双塔被撞时各被浇灌了小于30多吨高燃值的航空燃油，燃烧时高达1000℃的高温，使钢结构变软，钢结构承受不了上面的重量，瞬间倒塌。

再如，2009年2月9日，在建的中国中央电视台新台址园区文化中心发生特别重大火灾事故。造成直接经济损失巨大，要想保证整个大楼的结构，首先必须补偿因受火灾导致的钢结构强度降低的问题。为了增加钢结构的强度，不得不耗费巨资，采用多层碳纤维的方式，在尽量减轻结构重量的前提下、补偿钢结构的强度。

目前解决钢结构的抗高温能力，主要从提高钢结构耐火极限和迅速降低火场温度两方面考虑，主要方法有：1、阻隔温度，提高钢结构耐火极限，钢结构防火主要采用防火涂料、发泡防火漆和外包防火层等方法。2、迅速排烟，降低火场温度。无论采用哪种方式都是采用被动保护的方式或者改变外围环境条件力图解决钢结构的抗高温能力，这两种方式一是无法从根本上解决钢结构的抗高温能力，二是还受到灭火时间的限制，一般钢结构耐火时限为2-3小时，如果灭火时间太长，所有的保温材料的温度与钢结构的温度将趋于极限，防护能力都会大大削弱，钢结构的强度降低或丧失金属强度造成钢结构坍塌。此外，钢结构建筑物一旦失火，还不能用水直接灭火，如果救火时浇水，对其破坏将更加严重。钢结构高层建筑即使发生不大的火灾，技术上也必须拆除才能保证安全。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种耐高温的建筑钢结构，建筑钢结构不仅具有钢结构的结构强度作用，而且具有主动传热、散热的特性，能防止和延缓在火灾中钢结构强度降低，避免或降低建筑物受损程度，同时为建筑物中的人员争取宝贵的逃生时间。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种耐高温的建筑钢结构，包括结构为H型或C型的建筑型钢，其特征是所述的建筑型钢上沿长度方向设有用于传热的热管，所述的热管与建筑型钢之间具有传热结合面，热管的蒸发段位于室内，热管的冷凝段位于室外，在热管的冷凝段设有冷却水喷淋系统。

所述的热管为重力热管或内壁加吸液芯的热管。

所述的热管与建筑型钢为一体式，建筑型钢是热管的一部分。

所述的热管与建筑型钢为分体式，外加热管被固定在建筑型钢上，在传热结合面上涂有导热硅脂。

所述的建筑型钢包括钢立柱和钢梁。

所述的钢立柱和钢梁具有各自独立的热管。

所述的钢立柱和钢梁具有一体式的连体热管。

在热管的冷凝段设有散热鳍片。

所述的热管具有一个平面作为传热结合面，该热管的平面部分与建筑型钢的一个平面接触。

所述的冷却水喷淋系统，包括水泵、水泵与喷淋头之间的连接管路，在冷凝段的热管壁上设置有温度传感器，所述的传感器发出信号控制与其电连接的水泵开启和关闭。

本发明的有益效果是: