专利名称：一种耐火金属构件、耐火金属结构的制造方法和用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种耐火金属构件、耐火金属结构的制造方法和用途，属土木工程金属结构领域，特别是建(构)筑物的钢结构领域。
传统的建(构)筑物的钢结构都采用截流防火方法，即在钢结构承重构件外包覆一层防火材料截断热源热流，防止钢材受热升温软化失效。这种方法有下述缺点1、截流防火方法的耐火时间短，一般在1-2个小时之间，因此不能从根本上解决金属结构的长时间耐火难题；2、外包覆防火材料不耐久耐用，时间一长便会脱落和失效。在“911”事件中，美国世界贸易中心两座钢结构大楼在失火一个小时左右相继倒塌，它典型地暴露出建(构)筑物的钢结构防火截流方法存在致命缺陷。3、截流防火方法的成本比较高，一般防火保护部份的费用约占建(构)筑物钢结构分部造价的30％；4、防火措施和材料功能单一，不能多功能综合利用，降低和节约费用。
本发明的目的就是为了克服上述现有技术的缺点，而提供具有低价耐用、功能用途多和高性价比的一种耐火金属构件、耐火金属结构的制造方法和它们的用途。
本发明的目的通过如下措施达到一种耐火金属构件，包括有承重构件1和充水腔2；承重构件1的表面上有充水腔2、或接合有充水腔2，或者充水腔2覆盖、围合承重构件1的表面；充水腔2的腔壁是由承重构件1构成，或者是由腔壁围板3构成，或者是由承重构件1和腔壁围板3的接合共同构成。当遇到火灾高温时，承重构件1的热量被充水腔2中的水、水蒸气带走，保证承重结构件1不会受热、升温软化和失效倒塌。
本发明的目的通过如下方法达到一种耐火金属结构的制造方法，在金属结构的承重构件1上设置充水腔2；承重构件1的表面上有充水腔2、或接合有充水腔2，或者充水腔2覆盖、围合承重构件1的表面；充水腔2的腔壁是由承重构件1构成，或者是由腔壁围板3构成，或者是由承重构件1和腔壁围板3的接合共同构成。当遇到火灾高温时，承重构件1的热量被充水腔2中的水、水蒸气带走，保证由承重构件1构成的金属结构不会受热、升温软化和失效倒塌。
本发明的目的通过如下用途达到如前所述的一种耐火金属构件和耐火金属结构的制造方法，充水腔2可用做水、空气的流通管道；承重构件1、腔壁围板3可用做散热件、散冷件，或者承重构件1、腔壁围板3可用做室内、外装饰板。
本发明的目的还可以通过如下措施达到承重构件1是柱、梁、板、抗剪斜撑、节点板、连接螺栓。
在承重构件1、腔壁围板3上有或者设置圆形的接口4；联接管件5和接口4结合，使多个充水腔2之间互相联通。
联接管件5采用软管或波纹管，以满足接口4不同方位之间的联接要求。
腔壁围板3采用薄板或标准型材，或用标准型材组合、结合而成；腔壁围板3的板厚度等于或小于承重构件1的板厚度。
承重构件1同腔壁围板3的接合、围合采用焊接、粘结、栓接三种方式其中一种或几种。
承重构件1、腔壁围板3、联接管件5是采用钢、铁、铝、铜、钛、镁金属材料制造，或者采用含有它们的合金材料制造，最佳采用不锈钢、铝合金材料；腔壁围板3也可以采用砼、塑料材料制造。
充水腔2的截面形状是三角形、方形、矩形、圆形、椭圆形、半圆形、圆缺形、弧形、环形其中一种或几种。
与现有金属结构(主要是钢结构)耐火技术相比，本发明有如下优点1、无限期延长了金属结构的耐火时间，只要有一定量的水不断供给，建(构)筑物就不会发生火灾倒塌。若是再发生美国“911”那样严重的火灾事件，世界贸易中心两座钢结构大楼也不会倒塌，这是从根本上解决了金属结构的受热软化、失效倒塌的世界难题。2、充水腔充水时间短。由于充水腔容积小(与承重构件自身构成的空腔比)，供水能在短时间(15分钟内)迅速充满失火部位的充水腔，及时降低承重构件的温度。3、充水腔的功能多，它在日常可以作为生活给水管道、冷热水管道、冷热风道、散热器、散冷器部件使用，它的腔壁围板(钢、铝板)亦可以用作室内外的装饰面板。4、从三方面大大降低了金属结构的防火保护费用和建(构)筑物造价，采用本发明可以降低建(构)筑物建筑安装费用10％左右。首先，采用充水腔耐火系统费用低于采用外涂防火涂料费用；其次，充水腔系统可以同时用做供水、消防水、采暖、制冷系统管网，减少了管网重复投资费用；再次，充水腔的金属壁板可同时用做室内外装饰板，又减少一笔重复投资费用。5、大大提高了钢结构性价比，增加了钢结构在建(构)筑物的使用率和占有率，加快建筑产业化进程的速度。
下面是结合附图对本发明进行详细描述
图1是本发明实施例1柱、梁构件的立面图和板构件的剖面2是图1中柱、梁构件在剖切线以下的剖面3是实施例2的柱、梁构件的充水腔2的剖面4是实施例2的楼板构件的充水腔2的剖面5是实施例3的钢管柱、梁构件的剖面6是实施例3的H型钢柱、梁构件的剖面7是实施例4的H型钢柱、梁构件的剖面图从图1和图2可知，本实施例1是一个建(构)筑物钢结构的一部分，承重构件1是H型钢柱、梁和梯型复合钢楼板(楼板上部是砼)，在工厂或工地把腔壁围板3焊接或粘接或栓接到H型钢柱、梁中部表面和梯型复合钢楼板的下部表面，围合构成柱、梁、板三种承重构件1上的充水腔2；在腔壁围板3上设置有圆形的接口4，通过采用钢管、钢波纹管制做的联接管件5连接圆形接口4，把H型钢柱、梁和梯型复合钢楼板上的多个充水腔2之间互相联通；充水腔2的其它接口4联通供水管网(图中未画出)。在发生火灾时，水注满充水腔2，H型钢柱、梁和梯型复合钢楼板上的热量被充水腔中的水、水蒸气循环带走，保证钢结构不会受热软化，防止了楼房因钢结构失效而倒塌。
从图3和图4可知，本实施例2采用腔壁围板3焊接或粘接到柱、梁承重构件1的中部表面，构成柱、梁承重构件1上的充水腔2，采用腔壁围板3焊接或粘接或栓接到梯型复合钢楼板承重构件1的底部，构成梯型复合钢楼板承重构件1上的充水腔2，腔壁围板3采用不锈钢或铝合金材料，其余工艺同实施例1。由于采用不锈钢和铝合金材料，充水腔2中的水不直接接触承重构件1，避免了对承重构件1的腐蚀和破坏。另外，承重构件1和充水腔2兼做它的散热器和散冷器，这种利用钢结构承重构件从墙壁、地板、天花采暖和采冷这种新方法效果好，省费用，又不占空间。
从图5和图6可以知，本实施例3的承重构件1是钢管砼柱、梁或者H型钢柱、梁，采用环形截面充水腔2包覆钢管砼柱、梁或H型钢柱、梁的表面，或者采用管形截面充水腔2焊接(或粘接或栓接)钢管砼柱、梁或H型钢柱、梁的表面；环形、管形充水腔2的腔壁采用不锈钢或铝合金材料；环形充水腔2的不锈钢或铝合金腔壁还兼作柱、梁的外装饰板，其余工艺同实施例1和2。
从图7可知本，本实施例4的H型钢柱、梁承重构件1部分表面采用多种不同方位与金属板3焊接或粘接或栓接，构成多种截面形状的充水腔2，其余工艺同实施例1。
权利要求
1.一种耐火金属构件，包括有承重构件1和充水腔2，其特征是承重构件1的表面上有充水腔2、或接合有充水腔2，或者充水腔2覆盖、围合承重构件1的表面；充水腔2的腔壁是由承重构件1构成，或者是由腔壁围板3构成，或者是由承重构件1和腔壁围板3的接合共同构成。
2.一种耐火金属结构的制造方法，在金属结构的承重构件1上设置充水腔2，其特征是承重构件1的表面上有充水腔2、或接合有充水腔2，或者充水腔2覆盖、围合承重构件1的的表面；充水腔2的腔壁是由承重构件1构成，或者是由腔壁围板3构成，或者是由承重构件1和腔壁围板3的接合共同构成。
3.如权利要求1所述的一种耐火金属构件和权利要求2所述的耐火金属结构的制造方法的用途，其特征是充水腔2可用做水、空气的流通管道；承重构件1、腔壁围板3可用做散热件、散冷件，或者承重构件1、腔壁围板3可用做室内、外装饰板。
4.根据权利要求1所述的一种耐火金属构件和权利要求2所述的耐火金属结构的制造方法，其特征是承重构件1是柱、梁、板、抗剪斜撑、节点板、连接螺栓。
5.根据权利要求1所述的一种耐火金属构件和权利要求2所述的耐火金属结构的制造方法，其特征是在承重结构件1、腔壁围板3上有或者设置圆形的接口4；联接管件5和接口4结合，使多个充水腔2之间互相联通。
6.根据权利要求1所述的一种耐火金属构件和权利要求2所述的耐火金属结构的制造方法，其特征是联接管件5采用软管或波纹管，以满足接口4不同方位之间的联接要求。
7.根据权利要求1所述的一种耐火金属构件和权利要求2所述的耐火金属结构的制造方法，其特征是腔壁围板3采用薄板或标准型材，或用标准型材组合、结合而成；腔壁围板3的板厚度等于或小于承重构件1的板厚度。
8.根据权利要求1所述的一种耐火金属构件和权利要求2所述的耐火金属结构的制造方法，其特征是承重构件1同腔壁围板3的接合、围合采用焊接、粘结、栓接三种方式其中一种或几种。
9.根据权利要求1所述的一种耐火金属构件和权利要求2所述的耐火金属结构的制造方法，其特征是承重结构件1、腔壁围板3、联接管件5是采用钢、铁、铝、铜、钛、镁金属材料制造，或者采用含有它们的合金材料制造，最佳采用不锈钢、铝合金材料；腔壁围板3也可以采用砼、塑料材料制造。
10.根据权利要求1所述的一种耐火金属构件和权利要求2所述的耐火金属结构的制造方法，其特征是充水腔2的截面形状是三角形、方形、矩形、圆形、椭圆形、半圆形、圆缺形、弧形、环形其中一种或几种。
全文摘要
建(构)筑物钢结构耐火的构件、制造方法和用途。在构件上设置充水腔,其腔壁是由构件或腔壁围板或构件和腔壁围板的接合共同构成。火灾时,构件的热量被充水腔中的水、水蒸气带走,保证钢结构长久不会升温软化倒塌。充水腔可用做水、空气的流通管道,构件、腔壁围板可用做散热、冷件或用做室内、外装饰板。本发明降低了钢结构防火费用和减少重复投资,大大提高了钢结构建(构)筑物的性价比和在建筑产业化中的竞争力。
文档编号E04B1/94GK1375604SQ0211503
公开日2002年10月23日 申请日期2002年4月5日 优先权日2002年4月5日
发明者吕怀民, 吕伯涛, 余荣霭, 吕明智, 戈晓宇 申请人:吕怀民