[实用新型]建筑用防火钢结构

说明书

技术领域

本实用新型属于金属支承构件技术领域，尤其涉及一种建筑用防火钢结构。

背景技术

钢结构是主要建筑结构之一，因其强度高、自重轻、制造简便、施工速度快、塑性及韧性好等特点，在工业、民用建筑中广泛应用。钢材是一种不会燃烧的建筑材料，它具有抗震，抗弯等特性。在实际应用中，钢材既可以相对增加建筑物的荷载能力，也可以满足建筑设计美感造型的需要，还避免了混凝土等建筑材料不能弯曲，拉伸的缺陷。因此钢结构受到了建筑行业的青睐，单层、多层、摩天大楼、厂房、库房、候车室、候机厅等采用钢材都很普遍。

但是，钢材作为建筑材料在防火方面又存在一些难以避免的缺陷，它的机械性能，如屈服点、抗拉及弹性模量等均会因温度的升高而急剧下降，由于其极易导热，高温下会迅速受热失去强度而变形。当受热温度达到250℃以上时其强度下降很快，当受热达到600℃时，强度仅剩下1/3，而一般火场温度可高达700℃以上。作为建筑材料，钢材的耐火极限仅为15分钟左右，因而在火灾高温作用下，钢结构很快会因达到其耐火极限而丧失承载能力而失效，导致建筑物一部分或全部垮塌毁坏而酿成次生事故。因此必须采取措施，对钢结构进行防火保护，钢结构防火保护的目的在于将钢结构的耐火极限由0.25小时升高到防火设计规范规定的耐火极限，防止钢结构在火灾中迅速升温产生变形以至倒塌，从而为灭火和人员安全疏散赢得宝贵时间，避免或减少火灾损失。

实用新型内容

本实用新型的目的在提供一种建筑用防火钢结构，提高钢结构的防火性能，避免钢结构在火灾发生时迅速受热失去强度而变形。

为了达到上述目的，本实用新型的基础方案为：建筑用防火钢结构，包括蓄水箱、水管、传热铝条和工字钢主体，所述工字钢主体的腹板两侧均设有由防火板围成的储水腔，储水腔内滑动连接有将储水腔分隔为上箱层和下箱层的滑块；所述传热铝条的一端穿过上箱层且位于上箱层内，另一端位于上箱层外；所述下箱层内装有水，下箱层和滑块之间连接有弹簧；所述防火板上设有与储水腔连通的排气孔，所述弹簧在自然的状态下，滑块的下部将排气孔密封；所述上箱层上设有单向进气阀，下箱层上设有单向排气阀；所述水管的一端与下箱层连通，另一端与蓄水箱连通，所述水管上设有单向进水阀。

弹簧在自然的状态下指的是弹簧仅受到滑块施加的外力时所处的状态。

本基础方案的工作原理在于：铝具有导热快的特点，上箱层内的气体可以通过传热铝条与外界进行热交换。上箱层内的气体通过传热铝条吸收热量，气体吸热膨胀，推动滑块向下运动。在一般情况下，外界环境的温度不会过高，因此上箱层内的气体膨胀程度较小，难以克服弹簧的阻力推动滑块向下运动，因此储水腔内保持相对稳定的状态。当出现特殊情况时，如发生火灾等，外界温度急速升高，上箱层内的气体通过传热铝条吸收外界热量，气体吸热迅速膨胀，滑块克服弹簧的阻力向下运动。由于滑块的压缩，下箱层内的压强升高，此时单向排气阀打开，水通过单向排气阀喷出外界，降低周围环境的温度。当滑块向下运动到固定位置时，排气孔打开，上箱层内的气体通过排气孔排出外界，上箱层内的压强降低，此时在弹簧的推力下，滑块向上运动。上箱层的体积增大、压强减小，水管上的单向进水阀打开，蓄水箱中的水通过水管补充到下箱层内。

本基础方案的有益效果在于：

1、工字钢主体的腹板两侧均设有由防火板围成的储水腔，防火板具有良好的隔热性，能够减少工字钢主体吸收的热量，避免工字钢主体受热变形。

2、当外界环境温度过高时，下箱层能吸收蓄水箱中的水，在滑块的作用下，水能从单向排气阀中喷出，水喷在工字钢主体上以及工字钢主体的四周，降低环境温度；而当水汽化成气体时，汽化吸热，能进一步降低环境温度，增强钢结构的防火性能。

3、利用外界环境温度的急速升高，驱动滑块向下运动，使下箱层中的水能自动喷出，自动化程度高；水喷出后还能使水自动补充到下箱层中，不需人为加水，十分方便。

进一步，所述下箱层的外壁设有隔热层。隔热层的设置进一步减弱了下箱层的导热性能，上箱层的导热能力强，而下箱层的导热弱，保证了上箱层气体膨胀程度明显大于下箱层的气体膨胀，使得上箱层的气体能够推动滑块向下运动。

进一步，所述滑块的横截面设置为“H”形。滑块的横截面设置为“H”形，一方面保证了滑块运动的稳定性，另一方面保证滑块能够将排气孔密封。

进一步，所述下箱层上设有能喷出水雾的喷头，所述喷头与单向排气阀连通。单向排气阀打开后，下箱层内的水能够通过喷头喷出，喷出的水成水雾状，水能够快速汽化吸收热量，有效降低外界温度。