建筑用防火钢结构的制作方法

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。

技术实现要素：

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。

进一步，所述工字钢主体的表面均涂设有隔热涂层。在工字钢主体的表面涂设隔热涂层能够进一步改善钢结构的防火性能。

进一步，所述工字钢主体的两侧均设有加强筋。加强筋的设置能够增强钢结构的强度，避免在火灾高温作用下，钢结构因达到其耐火极限而快速丧失承载能力。

附图说明

图1是本实用新型建筑用防火钢结构实施例的俯视图；

图2是储水腔与蓄水箱的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：工字钢主体1、储水腔2、上箱层21、下箱层22、防火板3、单向排气阀31、喷头32、排气孔33、单向进气阀34、滑块4、弹簧5、蓄水箱6、水管7、单向进水阀71、传热铝条8。

如图1、图2所示，建筑用防火钢结构，包括蓄水箱6、水管7、传热铝条8和工字钢主体1，工字钢主体1的表面均涂设有隔热涂层，工字钢主体1的两侧均设有加强筋。工字钢主体1的腹板两侧均设有储水腔2，该储水腔2由多块防火板3围合而成。储水腔2内滑动连接有滑块4，滑块4的横截面设置为“H”形，滑块4将储水腔2分隔为上箱层21和下箱层22。传热铝条8的一端穿过上箱层21且位于上箱层21内，另一端位于上箱层21外；铝具有导热快的特点，上箱层21内的气体可以通过传热铝条8与外界进行热交换。上箱层21中放置有少量液体，在一般情况下，液体不会汽化，而当外界温度过高时，传热铝条8导热使上箱层21中的温度急速升高，液体能迅速汽化为气体，使上箱层21内的气压快速增大。下箱层22的外壁设有隔热层，隔热层的设置能够有效减弱下箱层22的导热性能；下箱层22内装有水，下箱层22和滑块4之间连接有弹簧5。防火板上设有与储水腔2连通的排气孔33，弹簧5在自然的状态下，滑块4下部的侧壁能将排气孔33密封；弹簧5在自然的状态下指的是弹簧5仅受到滑块4施加的外力时所处的状态。上箱层21上设有单向进气阀34，当上箱层21内的压强降低时，单向进气阀34打开，外界的气体能够补充到上箱层21内；下箱层22上设有单向排气阀31，当下箱层22内的压强增大时，单向排气阀31打开；下箱层22上还设有喷头32，喷头32与单向排气阀31连通，下箱层22中的水从喷头32喷出时能变为水雾状。水管7的一端与下箱层22的下部连通，另一端与蓄水箱6连通，水管7上设有单向进水阀71，当下箱层22内的压强减少时，单向进水阀71打开。

在一般情况下，外界环境的温度不会过高，因此上箱层21内的气体膨胀程度较小，气体难以克服弹簧5的阻力推动滑块4向下运动，因此储水腔2内保持相对稳定的状态。而当出现特殊情况时，如发生火灾等，外界温度急速升高，上箱层21内的气体、液体通过传热铝条8吸收外界热量，气体吸热迅速膨胀，液体快速汽化，上箱层21内的气压增大，滑块4克服弹簧5的阻力向下运动。由于滑块4的压缩，下箱层22内的压强升高，单向排气阀31打开，水通过单向排气阀31喷出外界，能够有效降低周围环境的温度。当滑块4向下运动到固定位置时，排气孔33打开，上箱层21内的气体通过排气孔33排出外界，上箱层21内的压强降低，此时在弹簧5的推力下，滑块4向上运动。滑块4向上运动，上箱层21的体积增大、压强减小，水管7上的单向进水阀71打开，蓄水箱6中的水通过水管7补充到下箱层22中。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。