אמצעי הגנת אש למבנה פלדה

בגלל חוזקו וגמישותו הגבוהים, למבנה הפלדה מאפיינים של משקל קל, ביצועים סייסמיים טובים ויכולת נשיאה גדולה. במקביל, ניתן לעבד את מבנה הפלדה בשדה עם תקופת בנייה קצרה, וניתן למחזר חומר. לכן, מבני מבנה פלדה מקומי וזרים נמצאו בשימוש נרחב.

מגבלת התנגדות האש של מבנה הפלדה מתייחסת לזמן בו החבר מאבד יציבות או שלמות ובידוד במהלך מבחן עמידות האש הרגיל.

למרות שהפלדה עצמה לא תתלקח ותישרף, תכונות הפלדה מושפעות מאוד מהטמפרטורה, אך קשיחות ההשפעה של הפלדה בגובה 250 צלזיוס פוחתת, ונקודת התפוקה והעוצמה הסופית יורדות משמעותית כאשר הטמפרטורה עולה על 300 C. שריפה בפועל, הטמפרטורה הקריטית של אובדן יציבות שיווי המשקל הסטטית של מבנה הפלדה היא כ 500 צלזיוס, ואילו הטמפרטורה הכללית של שדה האש היא 800 - 1000 C. לכן, מבנה הפלדה יופיע במהירות עיוות פלסטי ונזק מקומי תחת הטמפרטורה הגבוהה של שריפה, שתביא בסופו של דבר לקריסה וכישלון של מבנה הפלדה בכללותו.

יש לנקוט אמצעי הגנה מפני אש בבניין מבנה פלדה בכדי לגרום לבניין להיות מספיק מגבלת התנגדות אש. זה יכול למנוע מבנה פלדה לעלות במהירות לטמפרטורה הקריטית באש ומעיוות יתר להתמוטטות של מבנים, וכך לזכות בזמן יקר לכיבוי אש ופינוי בטוח של כוח אדם, ולהימנע או להפחתת הפסדים שנגרמו כתוצאה משריפה.

ניתן לחלק אמצעי הגנה מפני אש למבני פלדה לשתי קטגוריות על פי עקרונותיהם: האחת שיטת עמידות בחום, השנייה שיטת קירור מים. מטרת אמצעים אלה זהה: להעלות את הטמפרטורה של הרכיב בזמן שצוין ולא לחרוג מהטמפרטורה הקריטית שלו. ההבדל הוא ששיטת התנגדות החום מונעת את העברת החום לרכיב, בעוד ששיטת קירור המים מאפשרת העברת חום לרכיב ואז מועבר החום להשגת המטרה.

2.1 שיטת התנגדות תרמית

שיטת בידוד תרמי מחולקת לשיטת ריסוס ושיטת האריזה על פי עמידות החום של ציפוי מעכב אש וחומר אנקפסולציה. ריסוס מגן על המבנה על ידי ציפוי או ריסוס ציפויים מעכבי אש. ניתן לחלק את שיטת האקפסולציה לשיטת האינפסולציה החלולה ולשיטת האינפסולציה המוצקה.

2.1.1 שיטת ריסוס

ציפוי או ריסוס נגד אש על פני פלדה משמש בדרך כלל ליצירת שכבת מגן חסינת אש ובידוד חום לשיפור הגבול העמיד בפני אש של מבנה הפלדה. שיטה זו היא פשוטה בבנייה, קלה במשקל, זמן רב עקשן ואינה מוגבלת על ידי הצורה הגיאומטרית של חברי פלדה. יש לו כלכלה טובה ומימוש, והוא נמצא בשימוש נרחב. ישנם סוגים רבים של ציפויים מעכבי אש למבני פלדה, אותם ניתן לחלק לשתי קטגוריות: האחת היא ציפוי מעכב אש מצופה דק (קטגוריה B), כלומר מעכבי אש נרחבים למבני פלדה; השני הוא ציפויים עבים (קטגוריה H).

ציפויים מעכבי אש מסוג Class B, עובי הציפוי הוא בדרך כלל 2-7 מ"מ. חומר הבסיס הוא שרף אורגני, בעל השפעה דקורטיבית מסוימת ומתרחב ומתעבה בטמפרטורה גבוהה. המגבלה עקשן יכול להגיע ל 0.5-1.5 H. ציפויים מעכבי אש דקים מצופים למבני פלדה מאופיינים על ידי ציפוי דק, משקל קל ועמידות בפני רעידות טובה. כאשר גבול התנגדות האש של מבנה פלדה חשוף ומבנה פלדה גג קל הוא 1.5 שעות ומטה, יש לבחור את הציפוי מעכב האש הדק המצופה למבנה הפלדה. עובי ציפויים מעכבי אש מסוג H הוא בדרך כלל 8-50 מ"מ. זה גרגירי. חומר בידוד תרמי אורגני הוא המרכיב העיקרי, בעל צפיפות נמוכה ומוליכות תרמית נמוכה. המגבלה המפרכת יכולה להגיע ל 0.5-3.0 H. ציפויים מעכבי אש מצופי עבה למבני פלדה הם בדרך כלל לא דליקים, עמידים בפני הזדקנות ועמידים. כאשר מגבלת התנגדות האש של מבנה פלדה מקורה נסתרת, מבנה פלדה רב-קומות וגובה מבנה פלדה לבניין מפעל רב קומות הוא מעל 1.5 שעות, יש לבחור ציפויים מעכבי אש מעובה.

2.1.2 שיטת אנקפסולציה

1) שיטת אנקפסולציה חלולה: לוח חסין אש או לבנים חסיני אש משמשים בדרך כלל כדי לעטוף את חברי הפלדה בגבול החיצוני של חברי פלדה. מרבית מפעלי מבנה הפלדה המקומי בתעשייה הפטרוכימית מאמצים את השיטה לבניית לבנים חסיני אש וגלישת פלדה כדי להגן על מבנה הפלדה. היתרונות של שיטה זו הם חוזק גבוה ועמידות בפני השפעות, אך החסרונות הם שטח גדול שנכבש וצרות בנייה. משמשות לציפוי חסין אש כמו לוחות בטון קלים בעלי משקל סיבי, לוח גבס ולוח ורמיקוליט. לשיטת עטיפת התיבה לרכיבי פלדה גדולים יתרונות רבים, כגון משטח קישוט חלק, עלות נמוכה, אובדן נמוך, ללא זיהום סביבתי, התנגדות להזדקנות וכו '. יש לו סיכויים טובים לקידום.

2) שיטת אנקפסולציה מוצקה: חברי פלדה מעוטרים וסוגרים לחלוטין על ידי מזיגת בטון. לדוגמה, עמוד הפלדה של בניין הפיננסים העולמי של פאדונג בשנחאי מאמץ שיטה זו. היתרונות שלה הם חוזק ועמידות בפני השפעה, אך חסרונותיה הם ששכבת המגן מבטון תופסת חלל גדול והבנייה קשה, במיוחד על קורות פלדה וסד אלכסוני.

2.2 שיטת קירור מים

שיטת קירור מים כוללת שיטת קירור ריסוס מים ושיטת קירור מילוי מים.

2.2.1 שיטת קירור ריסוס מים

שיטת קירור תרסיס מים היא לסדר מערכת ריסוס אוטומטית או ידנית בחלק העליון של מבנה הפלדה. במקרה של שריפה מתחילה מערכת הריסוס ליצור סרט מים רציף על פני מבנה הפלדה. כאשר הלהבה מתפשטת אל פני השטח של מבנה הפלדה, אידוי המים מסלק את החום ומעכב את בניין מבנה הפלדה כדי להגיע לטמפרטורה הקריטית שלו. שיטת קירור תרסיס מים שימשה בבניין המכללה להנדסה אזרחית באוניברסיטת טונג'י.

2.2.2 שיטת קירור מלאת מים

שיטת הקירור המלאה במים היא מילוי של פלדה חלולה במים. דרך זרימת המים במבנה הפלדה, החום של הפלדה עצמה נספג. כך שמבנה הפלדה יכול לשמור על טמפרטורה נמוכה יותר בשריפה, ולא יאבד את כושר הנשיאה בגלל עליית הטמפרטורה הגבוהה. על מנת למנוע היווצרות חלודה וקרח, יש להוסיף למים נזקי נוזלים לרדיאטור. שיטת הקירור המלאה במים משמשת לטורי פלדה בבניין חברת הפלדה האמריקאית בן 64 קומות בפיטסבורג, ארה"ב.