På grund av sin höga hållfasthet och duktilitet har stålkonstruktion egenskaperna för lätt vikt, god seismisk prestanda och stor bärförmåga. Samtidigt kan stålkonstruktion bearbetas i fältet med kort konstruktionsperiod och material kan återvinnas. Därför har både inhemska och utländska stålkonstruktionsbyggnader använts i stor utsträckning.
Brandsäkerhetsgränsen för stålkonstruktion hänvisar till den tid då elementet tappar stabilitet eller integritet och isolering under standard brandmotståndstestet.
Även om stålet i sig inte kommer att antändas och brännas påverkas stålens egenskaper kraftigt av temperaturen, men stötets seghet vid 250 C minskar, och avkastningspunkten och den slutliga hållfastheten minskar avsevärt när temperaturen överstiger 300 C. Under faktisk brand, den kritiska temperaturen för att förlora statisk jämviktsstabilitet i stålkonstruktion är cirka 500 C, medan den allmänna temperaturen på eldfältet är 800 - 1000 C. Därför kommer stålkonstruktionen snabbt att visas plastisk deformation och lokal skada under den höga temperaturen på eld, vilket så småningom kommer att leda till att stålkonstruktionen som helhet kollapsar och misslyckas.
Brandskyddsåtgärder måste vidtas i stålkonstruktionsbyggnad för att byggnaden ska ha tillräckligt med brandmotstånd. Det kan förhindra att stålkonstruktionen snabbt stiger till den kritiska temperaturen i branden och från överdriven deformation till att byggnader kollapsar, och därmed får värdefull tid för brandsläckning och säker evakuering av personal och undvika eller minska förluster orsakade av brand.
Brandskyddsåtgärder för stålkonstruktioner kan delas in i två kategorier enligt deras principer: den ena är värmebeständighetsmetod, den andra är vattenkylningsmetoden. Syftet med dessa åtgärder är samma: att höja komponentens temperatur inom den angivna tiden och inte överskrida den kritiska temperaturen. Skillnaden är att den värmebeständiga metoden förhindrar att värme överförs till komponenten, medan vattenkylningsmetoden tillåter att värme överförs till komponenten, och sedan överförs värmen för att uppnå syftet.
2.1 Termisk motståndsmetod
Värmeisoleringsmetod är indelad i sprutmetod och inkapslingsmetod enligt värmebeständigheten för brandhämmande beläggning och kapslingsmaterial. Sprutning skyddar strukturen genom att belägga eller spruta brandhämmande beläggningar. Inkapslingsmetoden kan delas in i ihålig inkapslingsmetod och fast inkapslingsmetod.
2.1.1 Sprutmetod
Brandsäker beläggning eller sprutning på ytan av stål används vanligtvis för att bilda ett brandbeständigt och värmeisolerande skyddslager för att förbättra den brandbeständiga gränsen för stålkonstruktion. Denna metod är enkel i konstruktion, lätt i vikt, lång i eldfast tid och är inte begränsad av stålelementens geometriska form. Det har god ekonomi och genomförbarhet och används i stor utsträckning. Det finns många typer av brandhämmande beläggningar för stålkonstruktioner, som kan delas in i två kategorier: en är tunnbelagda brandhämmande beläggningar (kategori B), det vill säga expansiva brandhämmande medel för stålkonstruktioner; den andra är tjockbelagda beläggningar (kategori H).
Brandhämmande beläggningar av klass B, beläggningens tjocklek är i allmänhet 2-7 mm. Basmaterialet är organiskt harts, som har viss dekorativ effekt och expanderar och förtjockas vid hög temperatur. Den eldfasta gränsen kan nå 0,5-1,5 H. Tunna belagda brandhämmande beläggningar för stålkonstruktioner kännetecknas av tunn beläggning, lätt vikt och god vibrationsbeständighet. När brandmotståndsgränsen för bar stålkonstruktion och lätt takstålkonstruktion är 1,5 timmar eller mindre, bör den tunna belagda brandhämmande beläggningen för stålkonstruktion väljas. Tjockleken på brandhämmande beläggningar av H-typ är i allmänhet 8-50 mm. Det är kornigt. Oorganiskt värmeisolerande material är huvudkomponenten, med låg densitet och låg värmeledningsförmåga. Den eldfasta gränsen kan nå 0,5-3,0 H. Tjockbelagda brandhämmande beläggningar för stålkonstruktioner är i allmänhet icke brandfarliga, åldringsbeständiga och hållbara. När brandmotståndsgränsen för dold inomhusstålkonstruktion, höghus i allstålkonstruktion och byggnadsstålkonstruktion i flera våningar är över 1,5 timmar, bör tjockbelagda brandhämmande beläggningar väljas.
2.1.2 Inkapslingsmetod
1) Ihålig inkapslingsmetod: Brandsäker kartong eller eldfast tegel används vanligtvis för att innkapa stålelement längs ståldelarnas yttergräns. De flesta inhemska stålkonstruktionsfabriker inom petrokemisk industri använder metoden för att bygga eldfasta tegelstenar och förpacka stålelement för att skydda stålkonstruktionen. Fördelarna med denna metod är hög hållfasthet och slagmotstånd, men nackdelarna är stora utrymmen och konstruktionsproblem. Brandbeständiga lättviktsplattor som fiberförstärkt cementplatta, gipsskiva och vermikulitskiva används som brandsäker beläggning. Förpackningsmetoden för stora stålkomponenter har många fördelar, såsom slät dekoryta, låg kostnad, låg förlust, ingen miljöförorening, åldringsbeständighet etc. Det har goda förutsättningar för marknadsföring.
2) Metod för fast inkapsling: stålelement är inkapslade och helt inneslutna genom att hälla betong. Till exempel antar stålkolonnen i Pudong World Financial Building i Shanghai denna metod. Dess fördelar är hög hållfasthet och slaghållfasthet, men dess nackdelar är att det betongskyddande lagret upptar ett stort utrymme och konstruktionen är svår, särskilt på stålbalkar och diagonala hängslen.
2.2 Vattenkylningsmetod
Vattenkylningsmetod inkluderar vattensprutkylningsmetod och kylmetod för vattenpåfyllning.
2.2.1 Kylmetod för vattenspray
Metod för kylning av vattenspray är att ordna ett automatiskt eller manuellt sprutsystem på toppen av stålkonstruktionen. I händelse av brand börjar sprutsystemet att bilda en kontinuerlig vattenfilm på ytan av stålkonstruktionen. När flamman sprider sig till stålkonstruktionens yta tar vattenindunstning bort värme och försenar byggnaden av stålkonstruktion för att nå sin kritiska temperatur. Vattensprutkylningsmetod har använts i byggnaden av Civil Engineering College vid Tongji University.
2.2.2 Vattenfylld kylmetod
Vattenfylld kylmetod är att fylla ihåliga stålelement med vatten. Genom cirkulation av vatten i stålkonstruktionen absorberas själva stålet. Så att stålkonstruktionen kan bibehålla en lägre temperatur i elden och inte tappa bärförmågan på grund av den höga temperaturökningen. För att förhindra rost- och isbildning bör antirust och frostskyddsmedel tillsättas vattnet. Den vattenfyllda kylmetoden används för stålkolonner i det 64 våningar amerikanska stålföretagets byggnad i Pittsburgh, USA.