專利名稱：一種耐火金屬構(gòu)件、耐火金屬結(jié)構(gòu)的制造方法和用途的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種耐火金屬構(gòu)件、耐火金屬結(jié)構(gòu)的制造方法和用途，屬土木工程金屬結(jié)構(gòu)領域，特別是建(構(gòu))筑物的鋼結(jié)構(gòu)領域。
傳統(tǒng)的建(構(gòu))筑物的鋼結(jié)構(gòu)都采用截流防火方法，即在鋼結(jié)構(gòu)承重構(gòu)件外包覆一層防火材料截斷熱源熱流，防止鋼材受熱升溫軟化失效。這種方法有下述缺點1、截流防火方法的耐火時間短，一般在1-2個小時之間，因此不能從根本上解決金屬結(jié)構(gòu)的長時間耐火難題；2、外包覆防火材料不耐久耐用，時間一長便會脫落和失效。在“911”事件中，美國世界貿(mào)易中心兩座鋼結(jié)構(gòu)大樓在失火一個小時左右相繼倒塌，它典型地暴露出建(構(gòu))筑物的鋼結(jié)構(gòu)防火截流方法存在致命缺陷。3、截流防火方法的成本比較高，一般防火保護部份的費用約占建(構(gòu))筑物鋼結(jié)構(gòu)分部造價的30％；4、防火措施和材料功能單一，不能多功能綜合利用，降低和節(jié)約費用。
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術的缺點，而提供具有低價耐用、功能用途多和高性價比的一種耐火金屬構(gòu)件、耐火金屬結(jié)構(gòu)的制造方法和它們的用途。
本發(fā)明的目的通過如下措施達到一種耐火金屬構(gòu)件，包括有承重構(gòu)件1和充水腔2；承重構(gòu)件1的表面上有充水腔2、或接合有充水腔2，或者充水腔2覆蓋、圍合承重構(gòu)件1的表面；充水腔2的腔壁是由承重構(gòu)件1構(gòu)成，或者是由腔壁圍板3構(gòu)成，或者是由承重構(gòu)件1和腔壁圍板3的接合共同構(gòu)成。當遇到火災高溫時，承重構(gòu)件1的熱量被充水腔2中的水、水蒸氣帶走，保證承重結(jié)構(gòu)件1不會受熱、升溫軟化和失效倒塌。
本發(fā)明的目的通過如下方法達到一種耐火金屬結(jié)構(gòu)的制造方法，在金屬結(jié)構(gòu)的承重構(gòu)件1上設置充水腔2；承重構(gòu)件1的表面上有充水腔2、或接合有充水腔2，或者充水腔2覆蓋、圍合承重構(gòu)件1的表面；充水腔2的腔壁是由承重構(gòu)件1構(gòu)成，或者是由腔壁圍板3構(gòu)成，或者是由承重構(gòu)件1和腔壁圍板3的接合共同構(gòu)成。當遇到火災高溫時，承重構(gòu)件1的熱量被充水腔2中的水、水蒸氣帶走，保證由承重構(gòu)件1構(gòu)成的金屬結(jié)構(gòu)不會受熱、升溫軟化和失效倒塌。
本發(fā)明的目的通過如下用途達到如前所述的一種耐火金屬構(gòu)件和耐火金屬結(jié)構(gòu)的制造方法，充水腔2可用做水、空氣的流通管道；承重構(gòu)件1、腔壁圍板3可用做散熱件、散冷件，或者承重構(gòu)件1、腔壁圍板3可用做室內(nèi)、外裝飾板。
本發(fā)明的目的還可以通過如下措施達到承重構(gòu)件1是柱、梁、板、抗剪斜撐、節(jié)點板、連接螺栓。
在承重構(gòu)件1、腔壁圍板3上有或者設置圓形的接口4；聯(lián)接管件5和接口4結(jié)合，使多個充水腔2之間互相聯(lián)通。
聯(lián)接管件5采用軟管或波紋管，以滿足接口4不同方位之間的聯(lián)接要求。
腔壁圍板3采用薄板或標準型材，或用標準型材組合、結(jié)合而成；腔壁圍板3的板厚度等于或小于承重構(gòu)件1的板厚度。
承重構(gòu)件1同腔壁圍板3的接合、圍合采用焊接、粘結(jié)、栓接三種方式其中一種或幾種。
承重構(gòu)件1、腔壁圍板3、聯(lián)接管件5是采用鋼、鐵、鋁、銅、鈦、鎂金屬材料制造，或者采用含有它們的合金材料制造，最佳采用不銹鋼、鋁合金材料；腔壁圍板3也可以采用砼、塑料材料制造。
充水腔2的截面形狀是三角形、方形、矩形、圓形、橢圓形、半圓形、圓缺形、弧形、環(huán)形其中一種或幾種。
與現(xiàn)有金屬結(jié)構(gòu)(主要是鋼結(jié)構(gòu))耐火技術相比，本發(fā)明有如下優(yōu)點1、無限期延長了金屬結(jié)構(gòu)的耐火時間，只要有一定量的水不斷供給，建(構(gòu))筑物就不會發(fā)生火災倒塌。若是再發(fā)生美國“911”那樣嚴重的火災事件，世界貿(mào)易中心兩座鋼結(jié)構(gòu)大樓也不會倒塌，這是從根本上解決了金屬結(jié)構(gòu)的受熱軟化、失效倒塌的世界難題。2、充水腔充水時間短。由于充水腔容積小(與承重構(gòu)件自身構(gòu)成的空腔比)，供水能在短時間(15分鐘內(nèi))迅速充滿失火部位的充水腔，及時降低承重構(gòu)件的溫度。3、充水腔的功能多，它在日?？梢宰鳛樯罱o水管道、冷熱水管道、冷熱風道、散熱器、散冷器部件使用，它的腔壁圍板(鋼、鋁板)亦可以用作室內(nèi)外的裝飾面板。4、從三方面大大降低了金屬結(jié)構(gòu)的防火保護費用和建(構(gòu))筑物造價，采用本發(fā)明可以降低建(構(gòu))筑物建筑安裝費用10％左右。首先，采用充水腔耐火系統(tǒng)費用低于采用外涂防火涂料費用；其次，充水腔系統(tǒng)可以同時用做供水、消防水、采暖、制冷系統(tǒng)管網(wǎng)，減少了管網(wǎng)重復投資費用；再次，充水腔的金屬壁板可同時用做室內(nèi)外裝飾板，又減少一筆重復投資費用。5、大大提高了鋼結(jié)構(gòu)性價比，增加了鋼結(jié)構(gòu)在建(構(gòu))筑物的使用率和占有率，加快建筑產(chǎn)業(yè)化進程的速度。
下面是結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細描述

圖1是本發(fā)明實施例1柱、梁構(gòu)件的立面圖和板構(gòu)件的剖面2是圖1中柱、梁構(gòu)件在剖切線以下的剖面3是實施例2的柱、梁構(gòu)件的充水腔2的剖面4是實施例2的樓板構(gòu)件的充水腔2的剖面5是實施例3的鋼管柱、梁構(gòu)件的剖面6是實施例3的H型鋼柱、梁構(gòu)件的剖面7是實施例4的H型鋼柱、梁構(gòu)件的剖面圖從圖1和圖2可知，本實施例1是一個建(構(gòu))筑物鋼結(jié)構(gòu)的一部分，承重構(gòu)件1是H型鋼柱、梁和梯型復合鋼樓板(樓板上部是砼)，在工廠或工地把腔壁圍板3焊接或粘接或栓接到H型鋼柱、梁中部表面和梯型復合鋼樓板的下部表面，圍合構(gòu)成柱、梁、板三種承重構(gòu)件1上的充水腔2；在腔壁圍板3上設置有圓形的接口4，通過采用鋼管、鋼波紋管制做的聯(lián)接管件5連接圓形接口4，把H型鋼柱、梁和梯型復合鋼樓板上的多個充水腔2之間互相聯(lián)通；充水腔2的其它接口4聯(lián)通供水管網(wǎng)(圖中未畫出)。在發(fā)生火災時，水注滿充水腔2，H型鋼柱、梁和梯型復合鋼樓板上的熱量被充水腔中的水、水蒸氣循環(huán)帶走，保證鋼結(jié)構(gòu)不會受熱軟化，防止了樓房因鋼結(jié)構(gòu)失效而倒塌。
從圖3和圖4可知，本實施例2采用腔壁圍板3焊接或粘接到柱、梁承重構(gòu)件1的中部表面，構(gòu)成柱、梁承重構(gòu)件1上的充水腔2，采用腔壁圍板3焊接或粘接或栓接到梯型復合鋼樓板承重構(gòu)件1的底部，構(gòu)成梯型復合鋼樓板承重構(gòu)件1上的充水腔2，腔壁圍板3采用不銹鋼或鋁合金材料，其余工藝同實施例1。由于采用不銹鋼和鋁合金材料，充水腔2中的水不直接接觸承重構(gòu)件1，避免了對承重構(gòu)件1的腐蝕和破壞。另外，承重構(gòu)件1和充水腔2兼做它的散熱器和散冷器，這種利用鋼結(jié)構(gòu)承重構(gòu)件從墻壁、地板、天花采暖和采冷這種新方法效果好，省費用，又不占空間。
從圖5和圖6可以知，本實施例3的承重構(gòu)件1是鋼管砼柱、梁或者H型鋼柱、梁，采用環(huán)形截面充水腔2包覆鋼管砼柱、梁或H型鋼柱、梁的表面，或者采用管形截面充水腔2焊接(或粘接或栓接)鋼管砼柱、梁或H型鋼柱、梁的表面；環(huán)形、管形充水腔2的腔壁采用不銹鋼或鋁合金材料；環(huán)形充水腔2的不銹鋼或鋁合金腔壁還兼作柱、梁的外裝飾板，其余工藝同實施例1和2。
從圖7可知本，本實施例4的H型鋼柱、梁承重構(gòu)件1部分表面采用多種不同方位與金屬板3焊接或粘接或栓接，構(gòu)成多種截面形狀的充水腔2，其余工藝同實施例1。
權(quán)利要求
1.一種耐火金屬構(gòu)件，包括有承重構(gòu)件1和充水腔2，其特征是承重構(gòu)件1的表面上有充水腔2、或接合有充水腔2，或者充水腔2覆蓋、圍合承重構(gòu)件1的表面；充水腔2的腔壁是由承重構(gòu)件1構(gòu)成，或者是由腔壁圍板3構(gòu)成，或者是由承重構(gòu)件1和腔壁圍板3的接合共同構(gòu)成。
2.一種耐火金屬結(jié)構(gòu)的制造方法，在金屬結(jié)構(gòu)的承重構(gòu)件1上設置充水腔2，其特征是承重構(gòu)件1的表面上有充水腔2、或接合有充水腔2，或者充水腔2覆蓋、圍合承重構(gòu)件1的的表面；充水腔2的腔壁是由承重構(gòu)件1構(gòu)成，或者是由腔壁圍板3構(gòu)成，或者是由承重構(gòu)件1和腔壁圍板3的接合共同構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的一種耐火金屬構(gòu)件和權(quán)利要求2所述的耐火金屬結(jié)構(gòu)的制造方法的用途，其特征是充水腔2可用做水、空氣的流通管道；承重構(gòu)件1、腔壁圍板3可用做散熱件、散冷件，或者承重構(gòu)件1、腔壁圍板3可用做室內(nèi)、外裝飾板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐火金屬構(gòu)件和權(quán)利要求2所述的耐火金屬結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征是承重構(gòu)件1是柱、梁、板、抗剪斜撐、節(jié)點板、連接螺栓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐火金屬構(gòu)件和權(quán)利要求2所述的耐火金屬結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征是在承重結(jié)構(gòu)件1、腔壁圍板3上有或者設置圓形的接口4；聯(lián)接管件5和接口4結(jié)合，使多個充水腔2之間互相聯(lián)通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐火金屬構(gòu)件和權(quán)利要求2所述的耐火金屬結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征是聯(lián)接管件5采用軟管或波紋管，以滿足接口4不同方位之間的聯(lián)接要求。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐火金屬構(gòu)件和權(quán)利要求2所述的耐火金屬結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征是腔壁圍板3采用薄板或標準型材，或用標準型材組合、結(jié)合而成；腔壁圍板3的板厚度等于或小于承重構(gòu)件1的板厚度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐火金屬構(gòu)件和權(quán)利要求2所述的耐火金屬結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征是承重構(gòu)件1同腔壁圍板3的接合、圍合采用焊接、粘結(jié)、栓接三種方式其中一種或幾種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐火金屬構(gòu)件和權(quán)利要求2所述的耐火金屬結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征是承重結(jié)構(gòu)件1、腔壁圍板3、聯(lián)接管件5是采用鋼、鐵、鋁、銅、鈦、鎂金屬材料制造，或者采用含有它們的合金材料制造，最佳采用不銹鋼、鋁合金材料；腔壁圍板3也可以采用砼、塑料材料制造。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐火金屬構(gòu)件和權(quán)利要求2所述的耐火金屬結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征是充水腔2的截面形狀是三角形、方形、矩形、圓形、橢圓形、半圓形、圓缺形、弧形、環(huán)形其中一種或幾種。
全文摘要
建(構(gòu))筑物鋼結(jié)構(gòu)耐火的構(gòu)件、制造方法和用途。在構(gòu)件上設置充水腔,其腔壁是由構(gòu)件或腔壁圍板或構(gòu)件和腔壁圍板的接合共同構(gòu)成?；馂臅r,構(gòu)件的熱量被充水腔中的水、水蒸氣帶走,保證鋼結(jié)構(gòu)長久不會升溫軟化倒塌。充水腔可用做水、空氣的流通管道,構(gòu)件、腔壁圍板可用做散熱、冷件或用做室內(nèi)、外裝飾板。本發(fā)明降低了鋼結(jié)構(gòu)防火費用和減少重復投資,大大提高了鋼結(jié)構(gòu)建(構(gòu))筑物的性價比和在建筑產(chǎn)業(yè)化中的競爭力。
文檔編號E04B1/94GK1375604SQ0211503
公開日2002年10月23日 申請日期2002年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月5日
發(fā)明者呂懷民, 呂伯濤, 余榮靄, 呂明智, 戈曉宇 申請人:呂懷民