A causa della sua elevata resistenza e duttilità, la struttura in acciaio ha le caratteristiche di leggerezza, buone prestazioni sismiche e grande capacità portante. Allo stesso tempo, la struttura in acciaio può essere lavorata sul campo con un breve periodo di costruzione e il materiale può essere riciclato. Pertanto, sia gli edifici domestici che quelli stranieri sono stati ampiamente utilizzati.
Il limite di resistenza al fuoco della struttura in acciaio si riferisce al tempo in cui l'elemento perde stabilità, integrità e isolamento durante la prova di resistenza al fuoco standard.
Sebbene l'acciaio stesso non si accenda e non bruci, le proprietà dell'acciaio sono fortemente influenzate dalla temperatura, ma la resistenza all'impatto dell'acciaio a 250 ° C diminuisce e il punto di snervamento e la resistenza finale diminuiscono significativamente quando la temperatura supera i 300 ° C. incendio effettivo, la temperatura critica di perdita della stabilità di equilibrio statico della struttura in acciaio è di circa 500 C, mentre la temperatura generale del campo di incendio è di 800 - 1000 C. Pertanto, la struttura in acciaio apparirà rapidamente deformazione plastica e danni locali sotto l'alta temperatura di fuoco, che alla fine porterà al collasso e al fallimento della struttura in acciaio nel suo insieme.
Le misure di protezione antincendio devono essere adottate nell'edificio con struttura in acciaio in modo che l'edificio abbia un limite di resistenza al fuoco sufficiente. Può impedire che la struttura in acciaio salga rapidamente alla temperatura critica in caso di incendio e dall'eccessiva deformazione al collasso degli edifici, guadagnando così tempo prezioso per l'estinzione dell'incendio e l'evacuazione sicura del personale, evitando o riducendo le perdite causate da incendi.
Le misure di protezione antincendio per le strutture in acciaio possono essere suddivise in due categorie in base ai loro principi: uno è il metodo di resistenza al calore, l'altro è il metodo di raffreddamento ad acqua. Lo scopo di queste misure è lo stesso: aumentare la temperatura del componente entro il tempo specificato e non superare la sua temperatura critica. La differenza è che il metodo resistente al calore impedisce il trasferimento del calore al componente, mentre il metodo di raffreddamento ad acqua consente il trasferimento del calore al componente, quindi il calore viene trasferito per raggiungere lo scopo.
2.1 Metodo di resistenza termica
Il metodo di isolamento termico è diviso in metodo di spruzzatura e metodo di incapsulamento in base alla resistenza al calore del rivestimento ignifugo e del materiale di incapsulamento. La spruzzatura protegge la struttura rivestendo o spruzzando rivestimenti ignifughi. Il metodo di incapsulamento può essere diviso in metodo di incapsulamento vuoto e metodo di incapsulamento solido.
2.1.1 Metodo di spruzzatura
Il rivestimento ignifugo o la spruzzatura sulla superficie dell'acciaio vengono solitamente utilizzati per formare uno strato protettivo resistente al fuoco e termoisolante per migliorare il limite resistente al fuoco della struttura in acciaio. Questo metodo è semplice nella costruzione, leggero, lungo nel tempo refrattario e non è limitato dalla forma geometrica degli elementi in acciaio. Ha una buona economia e praticabilità ed è ampiamente usato. Esistono molti tipi di rivestimenti ignifughi per strutture in acciaio, che possono essere suddivisi in due categorie: uno è rivestimenti ignifughi a rivestimento sottile (categoria B), ovvero ritardanti ignifughi espansivi per strutture in acciaio; l'altro è rivestimenti spessi (categoria H).
Rivestimenti ignifughi di classe B, lo spessore del rivestimento è generalmente di 2-7 mm. Il materiale di base è la resina organica, che ha un certo effetto decorativo e si espande e si addensa ad alta temperatura. Il limite refrattario può raggiungere 0,5-1,5 H. I rivestimenti ignifughi con rivestimento sottile per strutture in acciaio sono caratterizzati da rivestimento sottile, leggero e buona resistenza alle vibrazioni. Quando il limite di resistenza al fuoco della struttura in acciaio nudo e della struttura in acciaio del tetto leggero è di 1,5 ore o meno, è necessario selezionare il rivestimento ignifugo con rivestimento sottile per la struttura in acciaio. Lo spessore dei rivestimenti ignifughi di tipo H è generalmente di 8-50 mm. È granulare. Il materiale isolante termico inorganico è il componente principale, con bassa densità e bassa conducibilità termica. Il limite refrattario può raggiungere 0,5-3,0 H. I rivestimenti ignifughi con rivestimento spesso per strutture in acciaio sono generalmente non infiammabili, resistenti all'invecchiamento e durevoli. Quando il limite di resistenza al fuoco della struttura nascosta in acciaio per interni, la struttura interamente in acciaio a molti piani e la struttura in acciaio dell'edificio multipiano è superiore a 1,5 ore, è necessario selezionare rivestimenti ignifughi spessi.
2.1.2 Metodo di incapsulamento
1) Metodo di incapsulamento cavo: il pannello ignifugo o il mattone refrattario sono generalmente utilizzati per incapsulare elementi in acciaio lungo il confine esterno degli elementi in acciaio. La maggior parte delle fabbriche domestiche di strutture in acciaio nell'industria petrolchimica adottano il metodo di costruzione di mattoni refrattari e avvolgimento di elementi in acciaio per proteggere la struttura in acciaio. I vantaggi di questo metodo sono l'elevata resistenza e la resistenza agli urti, ma gli svantaggi sono l'ampio spazio occupato e i problemi di costruzione. Lastre leggere resistenti al fuoco come lastre di cemento rinforzato con fibre, lastre di gesso e lastre di vermiculite sono utilizzate come rivestimento ignifugo. Il metodo di avvolgimento della scatola per componenti in acciaio di grandi dimensioni presenta numerosi vantaggi, quali superficie decorativa liscia, basso costo, bassa perdita, nessun inquinamento ambientale, resistenza all'invecchiamento, ecc. Ha buone prospettive di promozione.
2) Metodo di incapsulamento solido: gli elementi in acciaio sono incapsulati e completamente chiusi dal getto di calcestruzzo. Ad esempio, la colonna d'acciaio del Pudong World Financial Building a Shanghai adotta questo metodo. I suoi vantaggi sono l'elevata resistenza e la resistenza agli urti, ma i suoi svantaggi sono che lo strato protettivo in calcestruzzo occupa un ampio spazio e la costruzione è difficile, specialmente su travi in acciaio e controventi diagonali.
2.2 Metodo di raffreddamento ad acqua
Il metodo di raffreddamento ad acqua include il metodo di raffreddamento a spruzzo d'acqua e il metodo di raffreddamento a riempimento d'acqua.
2.2.1 Metodo di raffreddamento a spruzzo d'acqua
Il metodo di raffreddamento a spruzzo d'acqua è quello di disporre un sistema di spruzzo automatico o manuale sulla parte superiore della struttura in acciaio. In caso di incendio, il sistema di nebulizzazione inizia a formare un film d'acqua continuo sulla superficie della struttura in acciaio. Quando la fiamma si diffonde sulla superficie della struttura in acciaio, l'evaporazione dell'acqua toglie calore e ritarda l'edificio della struttura in acciaio per raggiungere la sua temperatura critica. Il metodo di raffreddamento a spruzzo d'acqua è stato utilizzato nella costruzione del Civil Engineering College dell'Università di Tongji.
2.2.2 Metodo di raffreddamento ad acqua
Il metodo di raffreddamento riempito con acqua consiste nel riempire di acqua elementi d'acciaio cavi. Attraverso la circolazione dell'acqua nella struttura in acciaio, il calore dell'acciaio stesso viene assorbito. In modo che la struttura in acciaio possa mantenere una temperatura più bassa nel fuoco e non perderà la capacità portante a causa dell'aumento della temperatura elevata. Al fine di prevenire la formazione di ruggine e ghiaccio, è necessario aggiungere all'acqua antiruggine e antigelo. Il metodo di raffreddamento ad acqua viene utilizzato per le colonne in acciaio dell'edificio US Steel Company a 64 piani a Pittsburgh, negli Stati Uniti.