بسبب قوتها العالية و ليونها ، يتميز الهيكل الصلب بخصائص خفيفة الوزن ، والأداء الزلزالي الجيد وقدرة الحمل الكبيرة. في الوقت نفسه ، يمكن معالجة الهيكل الصلب في الحقل مع فترة بناء قصيرة ، ويمكن إعادة تدوير المواد. لذلك ، تم استخدام المباني الهيكلية الفولاذية المحلية والأجنبية على نطاق واسع
يشير الحد الأقصى لمقاومة الحريق في الهيكل الصلب إلى الوقت الذي يفقد فيه العضو الاستقرار أو السلامة والعزل أثناء اختبار مقاومة الحريق القياسي.
على الرغم من أن الفولاذ نفسه لن يشعل ويحترق ، فإن خواص الفولاذ تتأثر بدرجة الحرارة بدرجة كبيرة ، ولكن تقلص شدة الصلب عند درجة حرارة 250 مئوية ، وتقل نقطة الغلة والقوة النهائية بدرجة كبيرة عندما تتجاوز درجة الحرارة 300 درجة مئوية. النار الفعلية ، ودرجة الحرارة الحرجة لفقدان الاستقرار ثابت الهيكل الصلب حوالي 500 درجة مئوية ، في حين أن درجة الحرارة العامة لمجال النار 800- 1000 C. لذلك ، فإن الهيكل الصلب سوف تظهر بسرعة تشوه البلاستيك والأضرار المحلية تحت درجة حرارة عالية من النار ، والتي سوف تؤدي في نهاية المطاف إلى انهيار وفشل الهيكل الصلب ككل.
يجب اتخاذ تدابير الحماية من الحرائق في بناء الهيكل الصلب لجعل المبنى لديه ما يكفي من مقاومة الحريق. يمكن أن يمنع الهيكل الصلب من الارتفاع السريع إلى درجة الحرارة الحرجة في النار ومن التشوه المفرط إلى انهيار المباني ، وبالتالي كسب وقت ثمين لإطفاء الحريق والإخلاء الآمن للموظفين ، وتجنب أو تقليل الخسائر الناجمة عن الحريق.
يمكن تقسيم تدابير الحماية من الحرائق للهياكل الفولاذية إلى فئتين وفقًا لمبادئها: الأولى طريقة مقاومة للحرارة ، والأخرى طريقة التبريد بالماء. الغرض من هذه التدابير هو نفسه: رفع درجة حرارة المكون خلال الوقت المحدد وعدم تجاوز درجة الحرارة الحرجة. الفرق هو أن طريقة مقاومة الحرارة تمنع انتقال الحرارة إلى المكون ، في حين أن طريقة تبريد الماء تسمح بنقل الحرارة إلى المكون ، ثم يتم نقل الحرارة لتحقيق الغرض.
2.1 طريقة المقاومة الحرارية
تنقسم طريقة العزل الحراري إلى طريقة الرش وطريقة التغليف وفقًا للمقاومة الحرارية للطلاء ومواد التغليف المقاومة للحريق. الرش يحمي الهيكل من خلال طلاء أو رش الطلاء المقاوم للحريق. يمكن تقسيم طريقة التغليف إلى طريقة تغليف مجوفة وطريقة تغليف صلبة.
2.1.1 طريقة الرش
عادةً ما يتم استخدام طلاء أو رش مقاوم للحريق على سطح الصلب لتشكيل طبقة واقية مقاومة للحريق وعزل الحرارة لتحسين الحد المقاوم للحريق في الهيكل الصلب. هذه الطريقة بسيطة في البناء وخفيفة الوزن وطويلة في زمن الانكسار ولا تقتصر على الشكل الهندسي لأعضاء الصلب. لديها اقتصاد جيد وعملي ، ويستخدم على نطاق واسع. هناك العديد من أنواع الطلاء المقاوم للحريق للهياكل الفولاذية ، والتي يمكن تقسيمها إلى فئتين: الأولى هي الطلاء المقاوم للحريق ذو الطبقة الرقيقة (الفئة ب) ، أي مواد مقاومة للحريق الواسعة للهياكل الفولاذية ؛ والآخر هو الطلاء المغلفة سميكة (الفئة H).
الطبقة ب الحرائق الطلاء ، سمك الطلاء عموما 2-7 ملم. المادة الأساسية هي راتنج عضوي ، له تأثير زخرفي معين ويمتد ويثخن في درجة حرارة عالية. يمكن أن يصل الحد الحراري إلى 0.5-1.5 H. تتميز الطلاءات الرقيقة المطلية بالحريق الرقيقة للهياكل الفولاذية بطبقة رقيقة وخفيفة الوزن ومقاومة جيدة للاهتزاز. عندما يكون الحد الأقصى لمقاومة الحريق لهيكل الفولاذ العاري وهيكل السقف الصلب الخفيف 1.5 ساعة أو أقل ، فيجب اختيار طلاء مقاوم للحريق المغطى بطبقة رقيقة للهيكل الصلب. سمك الطلاء H من نوع H النار عموما 8-50 مم. إنه حبيبي. مواد العزل الحراري غير العضوية هي المكون الرئيسي ، مع انخفاض الكثافة والتوصيل الحراري المنخفض. يمكن أن يصل حد المقاومة الحرارية إلى 0.5-3.0 H. طلاء مقاوم للحريق شديد السُمك للهياكل الفولاذية غير قابل للاشتعال ومقاوم للشيخوخة ودائم. عندما يكون حد مقاومة الحريق للهيكل الفولاذي الداخلي المخفي ، والبنية الفولاذية الشاهقة بالكامل ، والهيكل الفولاذية للمصنع متعدد الطوابق يزيد عن 1.5 ساعة ، يجب اختيار الطلاء المثبط للنيران السميك.
2.1.2 طريقة التغليف
1) طريقة التغليف المجوفة: تستخدم عمومًا ألواح مقاومة للحريق أو لبنة صهر لتغليف أعضاء الصلب على طول الحدود الخارجية لأعضاء الصلب. تعتمد معظم مصانع الهياكل الفولاذية المحلية في صناعة البتروكيماويات طريقة بناء الطوب الحراري وعناصر الصلب الملتوية لحماية الهيكل الصلب. مزايا هذه الطريقة هي قوة عالية ومقاومة تأثير ، ولكن العيوب هي مساحة كبيرة المحتلة ومشاكل البناء. يتم استخدام ألواح خفيفة الوزن مقاومة للحريق مثل لوح الأسمنت المقوى بالألياف ولوحة الجبس ولوح الفيرميكوليت كطلاء مقاوم للحريق. تتميز طريقة تغليف العلب للمكونات الفولاذية الكبيرة بالعديد من المزايا ، مثل سطح الزخرفة الناعم ، التكلفة المنخفضة ، الخسارة المنخفضة ، عدم وجود تلوث بيئي ، مقاومة الشيخوخة ، إلخ. لها آفاق جيدة للترقية.
2) طريقة التغليف الصلب: يتم تغليف الأعضاء الفولاذية ومغلقة بالكامل بصب الخرسانة. على سبيل المثال ، يعتمد العمود الصلب في Pudong World Financial Building في شنغهاي هذه الطريقة. مزاياها عالية القوة ومقاومة الصدمات ، لكن عيوبها هي أن الطبقة الواقية من الخرسانة تشغل مساحة كبيرة والبناء صعبًا ، خاصة على عوارض الصلب والأقواس المائلة.
2.2 طريقة تبريد المياه
تتضمن طريقة تبريد المياه طريقة تبريد رذاذ الماء وطريقة تبريد تعبئة الماء.
2.2.1 طريقة تبريد رذاذ الماء
طريقة تبريد رذاذ الماء هي ترتيب نظام رش أوتوماتيكي أو يدوي على الجزء العلوي من الهيكل الصلب. في حالة نشوب حريق ، يتم تشغيل نظام الرش لتشكيل فيلم ماء مستمر على سطح الهيكل الصلب. عندما ينتشر اللهب على سطح الهيكل الصلب ، فإن تبخر الماء يزيل الحرارة ويؤخر بناء الهيكل الصلب للوصول إلى درجة الحرارة الحرجة. تم استخدام طريقة تبريد رذاذ الماء في مبنى كلية الهندسة المدنية بجامعة تونغجى.
2.2.2 طريقة التبريد المملوءة بالماء
طريقة التبريد المملوءة بالماء هي ملء أعضاء الصلب المجوف بالماء. من خلال تداول الماء في الهيكل الصلب ، يتم امتصاص حرارة الصلب نفسه. بحيث يمكن للهيكل الصلب الحفاظ على درجة حرارة منخفضة في النار ، ولن تفقد القدرة على تحمل بسبب ارتفاع درجة الحرارة. لمنع الصدأ والجليد ، يجب إضافة مانع االصدأ والتجمد إلى الماء. تستخدم طريقة التبريد المملوءة بالماء في الأعمدة الفولاذية بمبنى شركة الولايات المتحدة للصلب المكون من 64 طابقًا في مدينة بيتسبورغ بالولايات المتحدة الأمريكية.