CN112878577A - 一种防火保温安全型钢结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防火保温安全型钢结构，属于钢结构技术领域，通过在主钢板的外端壁上设置防火板，防火板与主钢板相衔接一面设有与多个钢筋相匹配的防火层，即起到良好的隔热、防火的作用，且配合多个钢筋，有效提高该钢结构的机械强度，同时，在防火板内部交错嵌设防火包囊层、吸水泡沫层，并在吸水泡沫层的外端面嵌设连接热熔水囊体，当钢结构遇到火灾时，热熔水囊体在高温环境下热熔释放出水溶液，并通过高吸水纤维将水溶液导入至吸水泡沫层内以使其温度降低，进一步增强了防火板的阻燃性能，且需要说明的是，将多个热熔水囊体设置于防火板的外端壁上，防火板与主钢板相衔接处设有防水、隔热的防火层，有效避免水渗入主钢板内部。

Description

一种防火保温安全型钢结构
技术领域
本发明涉及钢结构技术领域，更具体地说，涉及一种防火保温安全型钢结构。
背景技术
钢结构是由钢制材料组成的结构，是主要的建筑结构类型之一。钢结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。钢结构与普通钢筋混凝土结构相比，其匀质、高强、施工速度快、抗震性好和回收率高等优越性，钢比砖石和砼的强度和弹性模量要高出很多倍，因此在荷载相同的条件下，钢构件的质量更轻。
现有技术中的钢结构的保温性能差，耐火性较差，在高温环境下，尤其在火灾环境下很容易变形。在防火方面，传统的做法将水存的钢结构内部，但是，若直接将水与钢结构相接触设置，极易造成钢结构的生锈，从而导致钢结构的机械强度降低，从而难以起到长久的防火阻燃性能。
为此，我们提出一种防火保温安全型钢结构来有效解决现有技术中所存在的一些问题。
发明内容
1．要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种防火保温安全型钢结构，通过在主钢板的外端壁上设置防火板，防火板与主钢板相衔接一面设有与多个钢筋相匹配的防火层，即起到良好的隔热、防火的作用，且配合多个钢筋，有效提高该钢结构的机械强度，同时，在防火板内部交错嵌设防火包囊层、吸水泡沫层，并在吸水泡沫层的外端面嵌设连接热熔水囊体，当钢结构遇到火灾时，热熔水囊体在高温环境下热熔释放出水溶液，并通过高吸水纤维将水溶液导入至吸水泡沫层内以使其温度降低，进一步增强了防火板的阻燃性能，且需要说明的是，将多个热熔水囊体设置于防火板的外端壁上，防火板与主钢板相衔接处设有防水、隔热的防火层，有效避免水渗入主钢板内部。
2．技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种防火保温安全型钢结构，包括主钢板和固定连接于主钢板外端面的防火板，所述主钢板的外端面开设有多个衔接腔，多个所述衔接腔内部均套设有钢筋，所述防火板的位于多个钢筋一侧的内端壁上开设有防火腔，所述防火腔的底端部设有与多个钢筋相嵌设匹配的防火层，多个所述防火层的上端两侧均固定连接有分隔板，多个分隔板与防火层相配合将防火腔内部分隔成交错分布的子防火腔和水浸腔，多个所述子防火腔内部均填充有防火包囊层，多个所述水浸腔内部填充有吸水泡沫层，所述防火层嵌设于防火腔的一侧端面上包覆有防水层，所述防火板的外端壁上开设有多个与吸水泡沫层位置相对应的弧形嵌设腔，多个所述弧形嵌设腔的内部均嵌设安装有热熔水囊体，所述吸水泡沫层的内部嵌设有位于热熔水囊体底端部的高吸水纤维，所述防火板的外端壁上设有贴附于多个热熔水囊体外端的外饰板，所述外饰板的外壁上涂覆有纳米防火涂层。
进一步的，所述防火层为与多个钢筋相嵌设匹配的气凝胶，多个所述气凝胶左右拼接设置，多个所述钢筋的外端壁上固定套设有阻燃套，防火层严密套设于多个钢筋的外端面，气凝胶材料具有导热性低，起到良好的保温防火的作用，且其坚固耐用，配合多个钢筋，有效提高该钢结构的机械强度和使用寿命。
进一步的，所述防火层位于防火腔外的底端面以及多个阻燃套的外端面均开设有相互匹配的嵌设齿，有利于防火层与多个钢筋的紧密嵌设连接。
进一步的，所述防火包囊层采用防火纤维材料，所述吸水泡沫层采用聚苯乙烯泡沫材料，防火纤维材料以及聚苯乙烯泡沫材料均具有防火性能，且聚苯乙烯泡沫材料还具有保温性能。
进一步的，所述高吸水纤维上设有嵌设于吸水泡沫层内部的导水纤维须，所述高吸水纤维位于水浸腔顶端部一侧设有吸水球，所述吸水球相抵于弧形嵌设腔的底端部。
进一步的，所述吸水泡沫层的内部嵌设安装有多个硝石颗粒剂，所述硝石颗粒剂的外端面包覆有一层吸水棉，当该钢结构遇火灾时，位于防火板外端壁上的半椭形防渗囊热熔释放出水溶液，此时利用高吸水纤维将水溶液导入至吸水泡沫层内，吸水泡沫层内的硝石颗粒剂与水接触使其结冰，从而大大降低了吸水泡沫层的温度，进一步提高了吸水泡沫层的防火性能。
进一步的，所述热熔水囊体包括嵌设于弧形嵌设腔内部的半椭形防渗囊，所述半椭形防渗囊的内部填充有冷却液，所述半椭形防渗囊的底端与水浸腔的顶端部的相对位置处嵌设有热熔层。
进一步的，所述热熔层采用热熔性材料制成，所述水浸腔的顶端部与热熔层相衔接处开设有多个渗水孔。
进一步的，所述半椭形防渗囊的内部嵌设有与热熔层相衔接的导热纤维，所述导热纤维的外端贯穿半椭形防渗囊并延伸至外饰板内部，当该钢结构遇火灾时，首先外饰板外部温度快速升高，并将温度通过导热纤维传递至热熔层处，使得热熔层高温熔解，此时半椭形防渗囊内部的冷却液通过渗水孔溢入吸水泡沫层处。
进一步的，所述主钢板的外端面包覆一层防火膜，所述主钢板与防火板之间以及防火板与外饰板之间均通过防火建筑粘结剂粘接而成。
3．有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
（1）本方案通过在主钢板的外端壁上设置防火板，防火板与主钢板相衔接一面设有与多个钢筋相匹配的防火层，即起到良好的隔热、防火的作用，且配合多个钢筋，有效提高该钢结构的机械强度，同时，在防火板内部交错嵌设防火包囊层、吸水泡沫层，并在吸水泡沫层的外端面嵌设连接热熔水囊体，当钢结构遇到火灾时，热熔水囊体在高温环境下热熔释放出水溶液，并通过高吸水纤维将水溶液导入至吸水泡沫层内以使其温度降低，进一步增强了防火板的阻燃性能，且需要说明的是，将多个热熔水囊体设置于防火板的外端壁上，防火板与主钢板相衔接处设有防水、隔热的防火层，有效避免水渗入主钢板内部，有效提高了该钢结构的安全性能。
（2）防火层为与多个钢筋相嵌设匹配的气凝胶，多个气凝胶左右拼接设置，多个钢筋的外端壁上固定套设有阻燃套，防火层严密套设于多个钢筋的外端面，气凝胶材料具有导热性低，起到良好的保温防火的作用，且其坚固耐用，配合多个钢筋，有效提高该钢结构的机械强度和使用寿命，且防火层位于防火腔外的底端面以及多个阻燃套的外端面均开设有相互匹配的嵌设齿，有利于防火层与多个钢筋的紧密嵌设连接。
（3）防火包囊层采用防火纤维材料，吸水泡沫层采用聚苯乙烯泡沫材料，防火纤维材料以及聚苯乙烯泡沫材料均具有防火性能，且聚苯乙烯泡沫材料还具有保温性能。
（4）热熔水囊体包括嵌设于弧形嵌设腔内部的半椭形防渗囊，半椭形防渗囊的内部填充有冷却液，半椭形防渗囊的底端与水浸腔的顶端部的相对位置处嵌设有热熔层，热熔层采用热熔性材料制成，水浸腔的顶端部与热熔层相衔接处开设有多个渗水孔，半椭形防渗囊的内部嵌设有与热熔层相衔接的导热纤维，导热纤维的外端贯穿半椭形防渗囊并延伸至外饰板内部，当该钢结构遇火灾时，首先外饰板外部温度快速升高，并将温度通过导热纤维传递至热熔层处，使得热熔层高温熔解，此时半椭形防渗囊内部的冷却液通过渗水孔溢入吸水泡沫层处。
（5）高吸水纤维上设有嵌设于吸水泡沫层内部的导水纤维须，高吸水纤维位于水浸腔顶端部一侧设有吸水球，吸水球相抵于弧形嵌设腔的底端部，吸水泡沫层的内部嵌设安装有多个硝石颗粒剂，硝石颗粒剂的外端面包覆有一层吸水棉，当该钢结构遇火灾时，位于防火板外端壁上的半椭形防渗囊热熔释放出水溶液，此时利用高吸水纤维将水溶液导入至吸水泡沫层内，吸水泡沫层内的硝石颗粒剂与水接触使其结冰，从而大大降低了吸水泡沫层的温度，进一步提高了吸水泡沫层的防火性能。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为本发明的主钢板与防火板相拆分时的立体图；
图3为本发明防火板与外饰板相拆分时的立体图；
图4为本发明的侧面示意图；
图5为本发明的防火板的部分内部示意图；
图6为本发明的热熔水囊体处内部示意图。
图中标号说明：
1主钢板、2防火板、201弧形嵌设腔、3外饰板、4钢筋、5防火层、6防火包囊层、7吸水泡沫层、8热熔水囊体、801半椭形防渗囊、802冷却液、803热熔层、804导热纤维、9分隔板、10硝石颗粒剂、11高吸水纤维。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-4，一种防火保温安全型钢结构，包括主钢板1和固定连接于主钢板1外端面的防火板2，主钢板1的外端面开设有多个衔接腔，多个衔接腔内部均套设有钢筋4，防火板2的位于多个钢筋4一侧的内端壁上开设有防火腔，防火腔的底端部设有与多个钢筋4相嵌设匹配的防火层5，防火层5为与多个钢筋4相嵌设匹配的气凝胶，多个气凝胶左右拼接设置，多个钢筋4的外端壁上固定套设有阻燃套，防火层5严密套设于多个钢筋4的外端面，气凝胶材料具有导热性低，起到良好的保温防火的作用，且其坚固耐用，配合多个钢筋4，有效提高该钢结构的机械强度和使用寿命，防火层5位于防火腔外的底端面以及多个阻燃套的外端面均开设有相互匹配的嵌设齿，有利于防火层5与多个钢筋4的紧密嵌设连接，另一方面有效避免防火板2外侧部的水渗入主钢板1内。
请参阅图2-4，多个防火层5的上端两侧均固定连接有分隔板9，多个分隔板9与防火层5相配合将防火腔内部分隔成交错分布的子防火腔和水浸腔，多个子防火腔内部均填充有防火包囊层6，多个水浸腔内部填充有吸水泡沫层7，防火层5嵌设于防火腔的一侧端面上包覆有防水层，防火包囊层6采用防火纤维材料，吸水泡沫层7采用聚苯乙烯泡沫材料，防火纤维材料以及聚苯乙烯泡沫材料均具有防火性能，且聚苯乙烯泡沫材料还具有保温性能，防火板2与主钢板1相衔接处设有防水、隔热的防火层5，有效避免水渗入主钢板1内部。
请参阅图2-6，防火板2的外端壁上开设有多个与吸水泡沫层7位置相对应的弧形嵌设腔201，多个弧形嵌设腔201的内部均嵌设安装有热熔水囊体8，吸水泡沫层7的内部嵌设有位于热熔水囊体8底端部的高吸水纤维11，防火板2的外端壁上设有贴附于多个热熔水囊体8外端的外饰板3，外饰板3的外壁上涂覆有纳米防火涂层，主钢板1的外端面包覆一层防火膜，主钢板1与防火板2之间以及防火板2与外饰板3之间均通过防火建筑粘结剂粘接而成，主钢板1、防火板2以及外饰板3层层堆叠设置，防火板2与外饰板3设置于主钢板1的外层，对其起到防火保温作用，而在防火板2的外端壁上嵌设安装上多个热熔水囊体8，当该钢结构遇火灾时，位于主钢板1外侧部的热熔水囊体8在高温环境下热熔释放出水溶液，以此降温阻燃。
请参阅图5-6，具体的，热熔水囊体8包括嵌设于弧形嵌设腔201内部的半椭形防渗囊801，半椭形防渗囊801的内部填充有冷却液802，半椭形防渗囊801的底端与水浸腔的顶端部的相对位置处嵌设有热熔层803，热熔层803采用热熔性材料制成，水浸腔的顶端部与热熔层803相衔接处开设有多个渗水孔，述半椭形防渗囊801的内部嵌设有与热熔层803相衔接的导热纤维804，导热纤维804的外端贯穿半椭形防渗囊801并延伸至外饰板3内部，当该钢结构遇火灾时，首先外饰板3外部温度快速升高，并将温度通过导热纤维804传递至热熔层803处，使得热熔层803因高温熔解，热熔层803由热熔性材料制成，此时半椭形防渗囊801内部的冷却液802通过渗水孔溢入吸水泡沫层7处。
高吸水纤维11上设有嵌设于吸水泡沫层7内部的导水纤维须，高吸水纤维11位于水浸腔顶端部一侧设有吸水球，吸水球相抵于弧形嵌设腔201的底端部，吸水泡沫层7的内部嵌设安装有多个硝石颗粒剂10，硝石颗粒剂10的外端面包覆有一层吸水棉，当该钢结构遇火灾时，位于防火板2外端壁上的半椭形防渗囊801热熔释放出水溶液，此时利用高吸水纤维11将水溶液导入至吸水泡沫层7内，吸水泡沫层7内的硝石颗粒剂10与水接触使其结冰，从而大大降低了吸水泡沫层7的温度，进一步提高了吸水泡沫层7的防火性能。
本方案通过在主钢板1的外端壁上设置防火板2，防火板2与主钢板1相衔接一面设有与嵌设于主钢板1上的多个钢筋4相匹配的防火层5，防火层5即起到良好的隔热、防火的作用，且配合多个钢筋4，有效提高该钢结构的机械强度和使用寿命，同时，在防火板2内部交错嵌设防火包囊层6、吸水泡沫层7，并在吸水泡沫层7的外端面嵌设连接热熔水囊体8，当钢结构遇到火灾时，热熔水囊体8在高温环境下热熔释放出水溶液，并通过高吸水纤维11将水溶液导入至吸水泡沫层7内以使其温度降低，进一步增强了防火板2的阻燃性能，且需要说明的是，将多个热熔水囊体8设置于防火板2的外端壁上，防火板2与主钢板1相衔接处设有防水、隔热的防火层5，有效避免水渗入主钢板1内部。
本发明中的所采用的部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种防火保温安全型钢结构，包括主钢板（1）和固定连接于主钢板（1）外端面的防火板（2），其特征在于：所述主钢板（1）的外端面开设有多个衔接腔，多个所述衔接腔内部均套设有钢筋（4），所述防火板（2）的位于多个钢筋（4）一侧的内端壁上开设有防火腔，所述防火腔的底端部设有与多个钢筋（4）相嵌设匹配的防火层（5），多个所述防火层（5）的上端两侧均固定连接有分隔板（9），多个分隔板（9）与防火层（5）相配合将防火腔内部分隔成交错分布的子防火腔和水浸腔，多个所述子防火腔内部均填充有防火包囊层（6），多个所述水浸腔内部填充有吸水泡沫层（7），所述防火层（5）嵌设于防火腔的一侧端面上包覆有防水层，所述防火板（2）的外端壁上开设有多个与吸水泡沫层（7）位置相对应的弧形嵌设腔（201），多个所述弧形嵌设腔（201）的内部均嵌设安装有热熔水囊体（8），所述吸水泡沫层（7）的内部嵌设有位于热熔水囊体（8）底端部的高吸水纤维（11），所述防火板（2）的外端壁上设有贴附于多个热熔水囊体（8）外端的外饰板（3），所述外饰板（3）的外壁上涂覆有纳米防火涂层。
2.根据权利要求1所述的一种防火保温安全型钢结构，其特征在于：所述防火层（5）为与多个钢筋（4）相嵌设匹配的气凝胶，多个所述气凝胶左右拼接设置，多个所述钢筋（4）的外端壁上固定套设有阻燃套。
3.根据权利要求2所述的一种防火保温安全型钢结构，其特征在于：所述防火层（5）位于防火腔外的底端面以及多个阻燃套的外端面均开设有相互匹配的嵌设齿。
4.根据权利要求1所述的一种防火保温安全型钢结构，其特征在于：所述防火包囊层（6）采用防火纤维材料，所述吸水泡沫层（7）采用聚苯乙烯泡沫材料。
5.根据权利要求4所述的一种防火保温安全型钢结构，其特征在于：所述高吸水纤维（11）上设有嵌设于吸水泡沫层（7）内部的导水纤维须，所述高吸水纤维（11）位于水浸腔顶端部一侧设有吸水球，所述吸水球相抵于弧形嵌设腔（201）的底端部。
6.根据权利要求5所述的一种防火保温安全型钢结构，其特征在于：所述吸水泡沫层（7）的内部嵌设安装有多个硝石颗粒剂（10），所述硝石颗粒剂（10）的外端面包覆有一层吸水棉。
7.根据权利要求6所述的一种防火保温安全型钢结构，其特征在于：所述热熔水囊体（8）包括嵌设于弧形嵌设腔（201）内部的半椭形防渗囊（801），所述半椭形防渗囊（801）的内部填充有冷却液（802），所述半椭形防渗囊（801）的底端与水浸腔的顶端部的相对位置处嵌设有热熔层（803）。
8.根据权利要求7所述的一种防火保温安全型钢结构，其特征在于：所述热熔层（803）采用热熔性材料制成，所述水浸腔的顶端部与热熔层（803）相衔接处开设有多个渗水孔。
9.根据权利要求8所述的一种防火保温安全型钢结构，其特征在于：所述半椭形防渗囊（801）的内部嵌设有与热熔层（803）相衔接的导热纤维（804），所述导热纤维（804）的外端贯穿半椭形防渗囊（801）并延伸至外饰板（3）内部。
10.根据权利要求1所述的一种防火保温安全型钢结构，其特征在于：所述主钢板（1）的外端面包覆一层防火膜，所述主钢板（1）与防火板（2）之间以及防火板（2）与外饰板（3）之间均通过防火建筑粘结剂粘接而成。
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