一种可防火隔热承载的夹层结构制造技术

本发明专利技术涉及一种可防火隔热承载的夹层结构，上、下金属面板之间设有上下2层防火绝缘层；上、下金属面板均为槽型或波纹形，上、下金属面板的槽型形状以折弯的形式构成，上、下金属面、中间防火绝缘层通过金属螺栓连接，上、下金属面板与螺帽之间均以防火垫片隔开；上金属面板与上防火绝缘层之间以碰钉一连接，下金属面板与下防火绝缘之间以碰钉二连接；相邻的一对碰钉一与碰钉二之间互不接触，相邻的一对碰钉一与碰钉二之间互不接触，且最小间距不小于压缩后的上、下防火绝缘的厚度。穿孔金属螺栓、碰钉一、碰钉二交错、等间距排列。与传统防火结构相比，本发明专利技术可在采用同等厚度、同材质的防火绝缘层条件下，上下两面均达到相同及以上防火等级。火等级。火等级。

【技术实现步骤摘要】
一种可防火隔热承载的夹层结构


[0001]本专利技术涉及一种船舶防火结构，尤其是一种可防火、隔热、承载的组合结构。

技术介绍

[0002]目前，可用于绝缘隔热、防火的可承载结构在陆上应用较多，在设计时一般不必考虑轻量化问题。如陆上建筑最常见的防火隔热材料是水泥，水泥虽然兼具防火和隔热性能，也有一定的承载能力，但自身密度较大，重量较重，不适用于在船上使用。
[0003]陆上使用的密度小、重量轻的隔热材料的防火等级一般不高，如普通的彩钢夹芯板，虽然具有轻量化的优势，但防火等级仅为B1～B3，且侧向承载能力不足，不能作为强力承载构件。建造“方舱”医院常用的保温彩钢夹层板是一种轻质组合防火结构，中间芯层为聚苯乙烯泡沫塑料，尽管在芯层的制造掺入了阻燃剂，依然是可燃材料，防火等级只能达到B级，而且燃烧后将产生有毒气体。而且由于保温彩钢夹层板的上下面板几乎为平板，中间也没有连接机构协调上下面板的变形，因此保温彩钢夹层板的侧向承载能力较差。根据SOLAS的要求，此类材料不能应用于船舶的防火隔热，尤其不能用于客舱的防火隔热。除此之外，陆上民用建筑用外墙保温泡沫板的防火等级也比较低，是难燃材料，而非不燃材料，无论是防火等级还是独立承载能力均较差。
[0004]由于船舶是一种空间高度集中的结构物，不同空间之间的分割围壁防火等级要求较高。钢制船舶的重要分割围壁一般需要具有A级及以上的防火等级，重要工作处所甚至要求达到A60的防火等级，且具备较强的侧向及垂向承载能力，以便于在船舶意外进水时保持舱室的完整性。舱室重要分割围壁侧向承载能力不足的典型案例是：泰坦尼克号的横向分割围壁侧向承载能力不足导致进水后连续破舱，导致浮力不足而沉没。因此，上述陆上建筑用的防火隔热材料的防火等级和侧向承载能力指标均不适用于船舶。
[0005]船舶作为漂浮在海上的结构物，一旦自身重量较重，就意味着载重量的减小、经济性的降低。因此，船舶的组合防火隔热结构的轻量化技术指标是影响船舶综合经济性的重要指标。为了达到重量控制的指标，建造船厂甚至制订了严厉的超重罚款制度，对这些防火板材的制造商提出了很高的要求，并造成了较大的压力。
[0006]美国专利US9617750B1，是一种典型的陆上建筑用防火结构，上下波形金属面板之间应混凝土泵入。由于混凝土的自身的密度较大，整个夹层结构重量是可以达到同等防火等级、同面积的钢制材料+普通船用防火绝缘材料的两倍以上，因此该专利不满足船用结构所需的轻量化要求。此外，由于混凝土与钢板之间的粘性，可以起到协调上下波形金属面板的变形的作用，提高结构物的承载能力，但由于混凝土与钢板粘连在一起，不易拆分，因此不利于结构物的拆卸、回收、开孔、再利用。同时，由于在上下波形金属面板和混凝土之间采用了大量的金属螺栓固定，金属螺栓会将热量从上金属面板传到下金属面板，因此该设计的隔热性能也不能达到最佳水准。
[0007]专利CN2754999Y——船舶耐火舱室壁板中，提到了上面板和下背板之间中间填料采用“复合岩棉芯材”，但在该专利中所采用的连接结构为“长条形双楔形或者T形、+形或者
折尺形扁铁”，该构型仅仅具有连接不同舱壁防火板小单元的作用，不具备协调上面板和下背板变形协调的能力，此外上面板和背板均为平板，因此整个设计结构的，仅仅具有较弱的防火的功能，不具备侧向承载能力。
[0008]专利CN202011031570.9——一种客舱轻型夹芯防火围壁中，提到了用钢制螺栓和陶瓷螺栓连接上下穿孔面板、防火绝缘层的设计方案。但该方案提及的全部连接构件是穿孔螺栓，不管是钢制螺栓还是陶瓷螺栓，均有一定的导热性，如果每平方米的分布密度较大的话则难以保证该围壁的隔热性能。再者，由于陶瓷螺栓在超高温下的钢板热变形拉扯下容易产生断裂，因此在向火面的陶瓷螺栓断点处容易穿过火焰或者烟尘，容易造成防火功能的隐患。在该设计中，由于上下表面均有较多的开孔，导致局部的应力集中现象。也造成了该夹层结构开设大型门窗时存在安全隐患。以上多种缺点均在本专利技术中得到了妥善解决。
[0009]当前的船舶防火结构一般由不同的防火部件临时组合而成，每个部件功能单一，组合方式多，灵活性强，承载结构和防火隔热结构分别设计，协调界面多而复杂，所有部件合在一起占用空间较大，总重量较重，制造工艺复杂，占用船厂的制造场地时间长，船厂建造周期长。因为船舶主尺度的局限性，内部空间的利用率要求较高；同时船厂建造周期要求越来越短，亟待设计一种，满足多种功能要求，占用空间较小，重量较轻，可以快速安装的组合防火结构。该组合结构兼具防火、隔热、侧向承载和垂向承载的能力，功能多样化。防火、隔热的能力与中间芯层的厚度设计有关；侧向承载和垂向承载能力与上下金属面板的厚度、槽型的尺寸、连接螺栓的尺寸、密度和材质有关。

技术实现思路

[0010]为系统地解决上述技术问题，本专利技术提供一种可防火隔热承载的夹层结构，满足多种功能要求，占用空间较小，重量较轻，可以快速安装的组合防火结构。该组合结构兼具防火、隔热、侧向承载和垂向承载的能力，功能多样化。
[0011]为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种可防火隔热承载的夹层结构，包括上金属面板、下金属面板、防火绝缘层、穿孔金属螺栓、防火垫片、碰钉，上金属面板与下金属面板之间设有上下2层防火绝缘层；上金属面板及下金属面板均为槽型或波纹形，上金属面板与下金属面板的槽型形状以折弯的形式构成，结构形状相同；上金属面板、下金属面板、中间防火绝缘层通过穿孔金属螺栓连接，穿孔金属螺栓由螺帽、螺柱和螺母组成；上金属面板与金属螺栓的螺帽之间、下金属面板与金属螺栓的螺母之间，均以防火垫片隔开；上金属面板与上防火绝缘层之间以碰钉一连接，下金属面板与下防火绝缘层之间以碰钉二连接；上金属面板与上防火绝缘层之间的碰钉一只穿过上防火绝缘层；同样下金属面板与下防火绝缘层之间的碰钉二只穿过下防火绝缘层；相邻的一对碰钉一与碰钉二之间互不接触，且最小间距不小于压缩后的上、下防火绝缘层的厚度；穿孔金属螺栓、碰钉一、碰钉二交错、等间距排列；通过拧紧连接上金属面板、下金属面板、上、下防火绝缘层的穿孔金属螺栓，压缩上、下防火绝缘层、防火垫片的厚度，赋予穿孔金属螺栓预紧力以保证穿孔处的密性。
[0012]进一步，当夹层结构前后两面的防火等级要求相同时，2层防火绝缘层的材料规格及厚度相同；上金属面板与下金属面板的槽形凸起的方向相反且对称，上下槽型轮廓线对称。
[0013]进一步，当夹层结构前后两面的防火等级要求不同时，2层防火绝缘层的材料规格及厚度不同；上金属面板与下金属面板的槽形凸起的方向相同且形状尺寸相同。
[0014]进一步，防火绝缘层采用低密度无机物为主的绝缘材料，包括岩棉、矿物棉、陶瓷纤维棉、玻璃纤维棉、涤纶纤维棉、硅酸盐纤维棉或毯、发泡水泥、发泡硅酸盐。
[0015]进一步，为满足A60的防火等级要求，每平方米穿孔金属螺栓的数量不超过5个；当夹层结构的侧向承载要求不小于x ton/m2时，每平方米穿孔金属螺栓的数量不少于2x
0.5
个；当槽型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可防火隔热承载的夹层结构，其特征在于：包括上金属面板、下金属面板、防火绝缘层、穿孔金属螺栓、防火垫片、碰钉，上金属面板与下金属面板之间设有上下2层防火绝缘层；上金属面板及下金属面板均为槽型或波纹形，上金属面板与下金属面板的槽型形状以折弯的形式构成，结构形状相同；上金属面板、下金属面板、中间防火绝缘层通过穿孔金属螺栓连接，穿孔金属螺栓由螺帽、螺柱和螺母组成；上金属面板与金属螺栓的螺帽之间、下金属面板与金属螺栓的螺母之间，均以防火垫片隔开；上金属面板与上防火绝缘层之间以碰钉一连接，下金属面板与下防火绝缘层之间以碰钉二连接；上金属面板与上防火绝缘层之间的碰钉一只穿过上防火绝缘层；同样下金属面板与下防火绝缘层之间的碰钉二只穿过下防火绝缘层；相邻的一对碰钉一与碰钉二之间互不接触，且最小间距不小于压缩后的上、下防火绝缘层的厚度；穿孔金属螺栓、碰钉一、碰钉二交错、等间距排列；通过拧紧连接上金属面板、下金属面板、上、下防火绝缘层的穿孔金属螺栓，压缩上、下防火绝缘层、防火垫片的厚度，赋予穿孔金属螺栓预紧力以保证穿孔处的密性。2.根据权利要求1所述可防火隔热承载的夹层结构，其特征在于：当夹层结构前后两面的防火等级要求相同时，2层防火绝缘层的材料规格及厚度相同；上金属面板与下金属面板的槽形凸起的方向相反且对称，上下槽型轮廓线对称。3.根据权利要求1所述可防火隔热承载的夹层结构，其特征在于：当夹层结构前后两面的防火等级要求不同时，2层防火绝缘层的材料规格及厚度不同；上金属面板与下金属面板的槽形凸起的方向相同且形状尺寸相同。4.根据权利要求1所述可防火隔热承载的夹层结构，其特征在于：防火绝缘层采用低密度无机物为主的绝缘材料，包括岩棉、矿物棉、陶瓷纤维棉、玻璃纤维棉、涤纶纤维棉、硅酸盐纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱伟强，孙明宇，司南，陈涛，袁海通，罗仁杰，王维昊，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七，
类型：发明
国别省市：