一种建筑防火钢结构的制作方法

1.本发明涉及建筑钢结构技术领域，具体为一种建筑防火钢结构。


背景技术：

2.钢结构是现代建筑工程中较普通的结构形式之一。钢结构建筑相比于一般的钢筋混凝土建筑，具有质量轻、机械强度高，提高建筑荷载；材料单一、加工简便，机械化程度高；施工简便，提高建筑施工速度等等优点。
3.钢结构作为建材的最大缺点之一，在于耐火性差。钢材虽然是不可燃材料，但在火灾的高温作用下，其力学性能如屈服强度、弹性模量等会随温度升高而降低，最终丧失承重能力导致建筑垮塌。因此，各类防火钢结构相继被开发出来。
4.现有的建筑防火钢结构，包括截留法和疏导法两种形式。截留法的原理是截断或阻滞火灾产生的热流量向构件的传输，具体的实施方式包括向钢结构表面附加防火涂料以及在火灾时向钢结构表面喷流水流两种。但截留法的防火钢结构，其耐火性能提升有限，建筑在火灾时能够支撑的时间有限。
5.疏导法的原理则是将传导到钢构件上的热量疏导走，疏导法所采用的实施方式为向空心密封的钢柱内充满冷却水并连成一个管网。但疏导法的实施难度大，并且水长期填充在钢柱内会生锈和冰冻，导致钢结构的稳定性降低，需要定期注入防锈和冻结两种试剂。
6.因此，需要开发出一种耐火性能强，且不会影响钢结构稳定性的建筑防火钢结构。


技术实现要素：

7.本发明提供了一种建筑防火钢结构，具备不影响钢结构稳定性，并在火灾发生时自动实施水填充和水喷淋进行防火的有益效果，解决了上述背景技术中所提到的现有的截留法防火钢结构其耐火性能提升有限，建筑在火灾时能够支撑的时间有限，而疏导法防火钢结构实施难度大，并且水长期填充在钢柱内会生锈和冰冻，导致钢结构的稳定性降低的问题。
8.本发明提供如下技术方案：一种建筑防火钢结构，包括安装基体，所述安装基体上设置有主管道和钢结构主体，所述主管道上设置有分支管道，且所述主管道通过所述分支管道与所述安装基体的内腔相连通，所述主管道的两端均设置有连接法兰；所述钢结构主体内设置有蓄水箱，所述蓄水箱上开设有若干个第一连通孔，且所述蓄水箱通过若干个所述第一连通孔与所述钢结构主体的内腔相连通；所述安装基体内设置有水填充机构用于向所述蓄水箱内填充冷却水，所述水填充机构包括第一注水组件和第二注水组件；所述钢结构主体上还设置有水喷淋机构用于向所述钢结构主体的表面喷淋冷却水。
9.作为本发明所述建筑防火钢结构的一种可选方案，其中：所述第一注水组件包括阀体、阀芯和若干个第二连通孔；
所述阀体滑动设置于所述安装基体内，且所述阀体与所述主管道和所述蓄水箱均连通，所述阀芯滑动设置于所述阀体内，若干个所述第二连通孔均开设于所述阀芯上，且所述阀芯通过若干个所述第二连通孔与所述阀体的内腔相连通。
10.作为本发明所述建筑防火钢结构的一种可选方案，其中：所述第一注水组件还包括固定板、第一滑槽和第一复位弹簧；所述固定板设置于所述阀体内，所述第一滑槽开设于所述固定板上，且所述阀芯滑动设置于所述第一滑槽内，所述第一复位弹簧设置于所述第一滑槽内，所述第一复位弹簧的一端与所述第一滑槽相连接，所述第一复位弹簧的另一端与所述阀芯相连接。
11.作为本发明所述建筑防火钢结构的一种可选方案，其中：所述第一注水组件还包括第二复位弹簧，所述第二复位弹簧套设于阀体上，所述第二复位弹簧的一端与所述安装基体相连接，所述第二复位弹簧的另一端与阀体相连接；所述第二注水组件包括卡槽和卡块，所述卡槽开设于所述阀体上，所述卡块卡接于所述卡槽内。
12.作为本发明所述建筑防火钢结构的一种可选方案，其中：所述第二注水组件还包括推板、第二滑槽、转杆、转板和连接板；所述推板设置于阀芯上，所述第二滑槽开设于所述阀体上，且所述推板滑动设置于所述第二滑槽内，所述转杆转动设置于所述安装基体内，所述转板设置于所述转杆上，且所述转板与所述推板相适配；所述连接板设置于所述安装基体内，所述连接板的两端分别通过铰轴活动铰接于所述卡块和所述转板上。
13.作为本发明所述建筑防火钢结构的一种可选方案，其中：所述第二注水组件设置有两个，且两个所述第二注水组件基于所述阀体的中轴线对称设置。
14.作为本发明所述建筑防火钢结构的一种可选方案，其中：所述水喷淋机构包括安装槽、壳体和若干个喷水孔；所述安装槽开设于所述钢结构主体上，所述壳体设置于所述安装槽内，且所述壳体与所述蓄水箱的内腔相连通，若干个所述喷水孔均开设于所述壳体上。
15.作为本发明所述建筑防火钢结构的一种可选方案，其中：所述水喷淋机构还包括水流加速器、转槽和若干个连接杆；所述水流加速器设置于所述壳体内，若干个所述连接杆均设置于所述水流加速器上，所述转槽开设于所述壳体内，且若干个所述连接杆均滑动设置于所述转槽内。
16.作为本发明所述建筑防火钢结构的一种可选方案，其中：所述水喷淋机构设置有若干个，且若干个所述水喷淋机构分别设置于所述钢结构主体的若干个端面处。
17.作为本发明所述建筑防火钢结构的一种可选方案，其中：所述钢结构主体上开设有若干个溢流孔，所述钢结构主体上设置有排气管道。
18.本发明具备以下有益效果：1、该建筑防火钢结构，在火灾未发生时，钢结构主体内仅贮存少量冷却水，不会因长期充满水产生生锈和冻结的问题，导致钢结构主体的损坏。而在火灾发生时，则会迅速令钢结构主体内充满冷却水，疏导带走热量，并且钢结构主体内水位上升还会与水喷淋机构连通向钢结构主体的表面喷淋水流，形成连续防火水膜，极大地提高了钢结构主体的防火
性能。
19.2、该建筑防火钢结构，在钢结构主体内设置有蓄水箱，向钢结构主体内补充的冷却水会经由蓄水箱再进入钢结构主体内，从而在钢结构主体和蓄水箱之间形成狭窄的存水空间，这少量冷却水会在钢结构主体受热时迅速受热蒸发，进行急速降温。与传统的方式在钢结构主体内直接充满冷却水相比，极大地提高了防火应对速度。
20.3、该建筑防火钢结构，在火灾未发生时，与建筑水路管网系统连接的主管道内的流水，会通过第一注水组件向钢结构主体内补充正常蒸发流失的水量。而在火灾发生时，则会通过第二注水组件截断主管道内的横向水流，使得主管道将流水注入钢结构主体内进行快速补充。
21.4、该建筑防火钢结构，在若干个防火钢结构组合后，发生火灾时，钢结构主体与钢结构主体之间会形成连通的水流，产生循环，水流在通过上侧横梁结构时，会通过大量的溢流孔溢出，使得横梁结构表面也被水流覆盖，增强防火性能。
附图说明
22.图1为本发明中建筑防火钢结构的整体结构示意图。
23.图2为本发明中若干个建筑防火钢结构组合时的整体结构示意图。
24.图3为本发明中建筑防火钢结构的整体爆炸结构示意图。
25.图4为本发明中水填充机构处的局部爆炸结构示意图。
26.图5为本发明中水喷淋机构处的局部爆炸结构示意图。
27.图6为本发明中建筑防火钢结构的内部结构示意图。
28.图7为图6中a处的局部放大图。
29.图8为图6中b处的局部放大图。
30.图中：1、安装基体；2、主管道；201、分支管道；202、连接法兰；3、钢结构主体；301、蓄水箱；302、第一连通孔；303、溢流孔；304、排气管道；4、水填充机构；5、第一注水组件；501、阀体；502、阀芯；503、第二连通孔；504、固定板；505、第一滑槽；506、第一复位弹簧；507、第二复位弹簧；6、第二注水组件；601、卡槽；602、卡块；603、推板；604、第二滑槽；605、转杆；606、转板；607、连接板；7、水喷淋机构；701、安装槽；702、壳体；703、喷水孔；704、水流加速器；705、连接杆；706、转槽。
具体实施方式
31.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。
32.实施例1为结合疏导法和截留法两种现有防火钢结构的优势，使得钢结构在火灾发生时，耐火性能极强，并且钢结构内部不会长期充满水造成生锈和冰冻的问题，提出实施例1；请参阅图1-图8，包括安装基体1，安装基体1上设置有主管道2和钢结构主体3，主管道2上设置有分支管道201，且主管道2通过分支管道201与安装基体1的内腔相连通，主管
道2的两端均设置有连接法兰202；钢结构主体3内设置有蓄水箱301，蓄水箱301上开设有若干个第一连通孔302，且蓄水箱301通过若干个第一连通孔302与钢结构主体3的内腔相连通；安装基体1内设置有水填充机构4用于向蓄水箱301内填充冷却水，水填充机构4包括第一注水组件5和第二注水组件6；钢结构主体3上还设置有水喷淋机构7用于向钢结构主体3的表面喷淋冷却水。
33.其中，安装基体1、主管道2和钢结构主体3均为埋藏在建筑内部的构件，安装基体1内安装有主管道2，主管道2的左右两端均安装有连接法兰202，通过连接法兰202连接起多个主管道2，多个主管道2可以与建筑内的供水管网连通。
34.第一注水组件5用于在火灾未发生时，通过主管道2对钢结构主体3内正常消耗流失的水量进行缓慢的补充。第二注水组件6用于在火灾发生时，通过分支管道201向钢结构主体3内急速注入大量的冷却水。
35.钢结构主体3安装在安装基体1的上端，蓄水箱301安装在钢结构主体3的内部，为防水结构，蓄水箱301通过其表面四个端部均开设有的第一连通孔302与钢结构主体3的内腔连通，在钢结构主体3和蓄水箱301之间构成狭窄的注水空间。
36.在火灾未发生时，主管道2内部长期循环冷却水，钢结构主体3内仅有少量注水，而不必添加防锈剂和防冻剂，钢结构主体3内的少量冷却水正常蒸发、流失时，此时第一注水组件5触发而第二注水组件6不会触发，第一注水组件5通过主管道2向蓄水箱301内补充少量冷却水维持正常运作。
37.在火灾发生时，第二注水组件6被触发，主管道2的左右连通流向被截断，形成自主管道2的右端开口、经由分支管道201和蓄水箱301注入钢结构主体3内，再由钢结构主体3向左右组合的其他钢结构形成循环，为钢结构主体3内急速补充冷却水，快速防火。
38.并且，钢结构主体3在火灾时急速受热，此时在钢结构主体3和蓄水箱301之间的少量存水会迅速升温蒸发，通过水蒸气提供的压力带动冷却水在钢结构主体3内形成快速水循环。
39.实施例2为将主管道2内的流水引向蓄水箱301内，并维持补充，提出实施例2；本实施例是在实施例1的基础上做出的改进说明，具体的，请参阅图4-图7，第一注水组件5包括阀体501、阀芯502和若干个第二连通孔503；阀体501滑动设置于安装基体1内，且阀体501与主管道2和蓄水箱301均连通，阀芯502滑动设置于阀体501内，若干个第二连通孔503均开设于阀芯502上，且阀芯502通过若干个第二连通孔503与阀体501的内腔相连通。
40.其中，阀体501滑动安装在安装基体1的内壁，阀芯502沿着阀体501内上下滑动，当阀芯502滑动至最底侧时，阀芯502将阀体501的下端开口堵住，此时主管道2内的水不会注入蓄水箱301内。
41.当阀体501向上移动时，则主管道2内的水会通过阀芯502上均匀开设的四个第二连通孔503进入阀体501的内腔，进而进入蓄水箱301内。
42.实施例3为实现第一注水组件5根据蓄水箱301内的水量自动补充，提出实施例3；
本实施例是在实施例2的基础上做出的改进说明，具体的，请参阅图4-图7，第一注水组件5还包括固定板504、第一滑槽505和第一复位弹簧506；固定板504设置于阀体501内，第一滑槽505开设于固定板504上，且阀芯502滑动设置于第一滑槽505内，第一复位弹簧506设置于第一滑槽505内，第一复位弹簧506的一端与第一滑槽505相连接，第一复位弹簧506的另一端与阀芯502相连接。
43.其中，固定板504固定在阀体501的内壁处，第一滑槽505开设在固定板504的下端，阀芯502沿着第一滑槽505内上下滑动，并通过第一复位弹簧506与固定板504的上内壁弹性连接。
44.当主管道2对阀芯502造成的流体压力与蓄水箱301对阀芯502造成的静水压力平衡时，阀芯502处于封堵住阀体501下端开口的状态。
45.当钢结构主体3内的水量下降到一定程度，使得主管道2对阀芯502造成的流体压力与蓄水箱301对阀芯502造成的静水压力产生差值时，则会将阀芯502向上推动。
46.并且，第一注水组件5内各部件之间连通部位均经过严密防漏水处理。
47.实施例4为实现在发生火灾，钢结构主体3内水量急速下降，而通过阀体501补充冷却水速度不足时，对钢结构主体3内进行快速补水，提出实施例4；本实施例是在实施例1的基础上做出的改进说明，具体的，请参阅图4-图7，第一注水组件5还包括第二复位弹簧507，第二复位弹簧507套设于阀体501上，第二复位弹簧507的一端与安装基体1相连接，第二复位弹簧507的另一端与阀体501相连接；第二注水组件6包括卡槽601和卡块602，卡槽601开设于阀体501上，卡块602卡接于卡槽601内。
48.其中，阀体501通过第二复位弹簧507与安装基体1的下内壁弹性连接。在安装时，通过将与安装基体1的侧壁连接的卡块602卡接入卡槽601内固定住阀体501的位置，使得第二复位弹簧507处于拉伸状态。
49.此时主管道2只能通过阀体501向蓄水箱301内注水，而分支管道201分流注入安装基体1内的水会因阀体501的堵塞而无法进入蓄水箱301内。
50.当卡块602从卡槽601内拔出，解除对阀体501的固定时，阀体501会在第二复位弹簧507的拉动下向下移动，接触到主管道2的底壁。一方面封堵住主管道2的左右连通流向，一方面使得安装基体1内腔与蓄水箱301的通道打开，使得主管道2通过分支管道201向蓄水箱301内快速注入冷却水。
51.实施例5为使得卡块602能够随着火灾发生钢结构主体3内水量快速下降，而自动从卡槽601内拔出，提出实施例5；本实施例是在实施例4的基础上做出的改进说明，具体的，请参阅图4-图7，第二注水组件6还包括推板603、第二滑槽604、转杆605、转板606和连接板607；推板603设置于阀芯502上，第二滑槽604开设于阀体501上，且推板603滑动设置于第二滑槽604内，转杆605转动设置于安装基体1内，转板606设置于转杆605上，且转板606与推板603相适配；连接板607设置于安装基体1内，连接板607的两端分别通过铰轴活动铰接于卡块
602和转板606上。
52.其中，转杆605的两端转动安装在安装基体1的前后内壁，推板603会随着阀芯502而上下移动。
53.当钢结构主体3内水量正常水平下降时，阀芯502所产生的位移不会使得推板603触碰到转板606，当钢结构主体3内水量急速下降时，推板603随着第二连通孔503向上移动拨动转板606转动，进而通过连接板607的传动将卡块602从卡槽601内拔出。
54.实施例6为加强第二注水组件6对阀体501的固定作用，提出实施例6；本实施例是在实施例5的基础上做出的改进说明，具体的，请参阅图3-图7，第二注水组件6设置有两个，且两个第二注水组件6基于阀体501的中轴线对称设置。
55.其中，将第二注水组件6设置有两个，并左右对称设置在阀体501上，可以加强对阀体501的固定稳定性。
56.实施例7为进一步提高火灾发生时，钢结构主体3的防火性能，提出实施例7；本实施例是在实施例1的基础上做出的改进说明，具体的，请参阅图5-图8，水喷淋机构7包括安装槽701、壳体702和若干个喷水孔703；安装槽701开设于钢结构主体3上，壳体702设置于安装槽701内，且壳体702与蓄水箱301的内腔相连通，若干个喷水孔703均开设于壳体702上。
57.其中，随着第二注水组件6向蓄水箱301内迅速补充冷却水形成钢结构主体3与钢结构主体3之间的循环时，蓄水箱301内的水位上升，最终通过蓄水箱301向壳体702内注水，然后通过壳体702上开设的均匀分布的大量喷水孔703呈斜面向钢结构主体3的表面喷洒水流，形成连续的水膜，进行灭火和降温。
58.实施例8为增强喷水孔703喷射出水流的力度，增强防火效果，提出实施例8；本实施例是在实施例7的基础上做出的改进说明，具体的，请参阅图5-图8，水喷淋机构7还包括水流加速器704、转槽706和若干个连接杆705；水流加速器704设置于壳体702内，若干个连接杆705均设置于水流加速器704上，转槽706开设于壳体702内，且若干个连接杆705均滑动设置于转槽706内。
59.其中，水流加速器704通过多个连接杆705转动安装在壳体702内，当水流由蓄水箱301注入壳体702内时，会带动水流加速器704转动，从而增加水流的速度和冲力。
60.实施例9为使得喷淋的水流覆盖住钢结构主体3的四个面，提出实施例9；本实施例是在实施例8的基础上做出的改进说明，具体的，请参阅图1-图3，水喷淋机构7设置有若干个，且若干个水喷淋机构7分别设置于钢结构主体3的若干个端面处。
61.其中，水喷淋机构7共设置有四个，并分布在钢结构主体3的表面四个端面处。
62.实施例10为排出钢结构主体3内的冷却水因受热蒸发产生的水蒸气，并额外向钢结构主体3内补充水源，提出实施例10；本实施例是在实施例1的基础上做出的改进说明，具体的，请参阅图1-图3，钢结构
主体3上开设有若干个溢流孔303，钢结构主体3上设置有排气管道304。
63.其中，水蒸气会通过钢结构主体3上端的排气管道304排出，而多个溢流孔303则起到令通过钢结构主体3内上侧横向通道内的水溢流出的作用，使得钢结构主体3的上端横梁部分也能被水喷淋覆盖到。
64.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
65.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。