16 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сущность методики расчета пределов огнестойкости строительных конструкций

СУЩНОСТЬ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ПРЕДЕЛОВ ОГНЕСТОЙКОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Сущность методики расчета

Целью расчета является определение времени, по истечении которого строительная конструкция при стандартном температурном режиме потеряет (исчерпает) свою несущую или теплоизолирующую способность (1 и 3 предельные состояния конструкций по огнестойкости), т. е. до времени наступления Пф.

Время наступления (Пф) по второму предельному состоянию конструкции по огнестойкости пока не поддается расчету.

По 3 предельному состоянию конструкции по огнестойкости рассчитывают внутренние стены, перегородки, перекрытия.

Учитывая, что отдельные конструкции одновременно являются и несущими, и ограждающими, то их рассчитывают и по 1 и по 3 предельным состояниям по огнестойкости, например: конструкции внутренних несущих стен, перекрытий.

Это же относится к определению предела огнестойкости конструкций и по справочному пособию, технической информации («в помощь инспектору ГПН») и, естественно, методом натурных огневых испытаний.

В общем случае методика расчета предела огнестойкости несущей строительной конструкции состоит из теплотехнической и статической частей(ограждающих — лишь из теплотехнической).

Теплотехническая часть методики расчета предусматривает определение изменения температуры (во время воздействия стандартного температурного режима) как в любой точке по толщине конструкции, так ее поверхностей.

По результатам такого расчета можно определить не только указанные значения температур, но и время прогрева ограждающей конструкции до предельных температур (140°С+tn), т. е. время наступления ее предела огнестойкости по 3 предельному состоянию конструкции по огнестойкости.

Статическая часть методики предусматривает расчет изменения несущей способности (по прочности, величине деформации) прогревшейся конструкции во время стандартного испытания на огнестойкость.

Расчетные схемы

При расчете предела огнестойкости конструкции обычно используют следующие расчетные схемы:

1-ю расчетную схему (рис. 3.1) используют, когда предел огнестойкости конструкции наступает в результате потери ею теплоизолирующей способности (3-е предельное состояние по огнестойкости). Расчет по ней сводится к решению лишь теплотехнической части задачи огнестойкости.

Рис. 3.1. Первая расчетная схема. а – вертикальное ограждение; б – горизонтальное ограждение.

2-ю расчетнуюсхему (рис. 3.2) применяют, когда предел огнестойкости конструкции наступает в результате потери ею несущей способности (при прогреве выше критической температуры — tcr металлических конструкций или рабочей арматуры железобетонной конструкции).

Рис. 3.2. Вторая расчетная схема. а – металлическая облицованная колонна; б – каркасная металлическая стена; в – железобетонная стена; г – железобетонная балка.

Критическая – температура — tcr несущей металлической конструкции либо рабочей арматуры изгибаемой железобетонной конструкции — температура ее нагрева, при которой предел текучести металла, уменьшаясь, достигает величины нормативного (рабочего) напряжения от нормативной (рабочей) нагрузки на конструкцию, соответственно.

Ее числовое значение зависит от состава (марки) металла, технологии обработки изделия и величины нормативной (рабочей — той, что действует в построенном здании) нагрузки на конструкцию. Чем медленнее снижается предел текучести металла при нагреве и чем меньше величина внешней нагрузки на конструкцию, тем выше величина tcr, т. е. выше Пф конструкции.

Существуют конструкции, в частности, деревянные, разрушение которых при пожаре происходит в результате уменьшения площади их поперечного сечения до критической величины — Fcr при обугливании древесины.

В результате этого величина напряжения — s от внешней нагрузки в оставшейся (рабочей) части поперечного сечения конструкции увеличивается, и при достижении этой величиной значения нормативного сопротивления — Rnt древесины (с поправкой на величину температуры) конструкция обрушается, т. к. наступает ее предельное состояние по огнестойкости (потеря несущей способности), т. е. Пф. Для этого случая используется 3 расчетная схема.

Расчет фактического предела огнестойкости конструкции по 3-й расчетной схеме сводится к определению момента времени стандартного испытания конструкции на огнестойкость, по достижении которого (при известной скорости обугливания древесины — nл) площадь поперечного сечения — S конструкции (ее несущей части) уменьшится до критической величины.

Рис. 3.3. Третья расчетная схема. а – деревянная балка; б – железобетонная колонна.

По этой расчетной схеме также с достаточной для практических целей точностью результата можно рассчитать фактический предел огнестойкости несущей железобетонной конструкции колонны [3], принимая допущения о том, что нормативное сопротивление (предел прочности) бетона, прогретого выше критической температуры, равно нулю, а в пределах критической площади «поперечного сечения» равно первоначальной величине — Rn.

С использованием ЭВМ появилась 4 расчетная схема, которая предусматривает одновременно с решением теплотехнической части задачи огнестойкости расчет и изменения несущей способности конструкции до ее потери (т. е. до наступления Пф конструкции по первому предельному состоянию по огнестойкости — рис. 3.5), когда:

Nt Nn; либо Мtn. (3.1)

где Nt; Мt — несущая способность нагретой конструкции, Н; Н×м;

Nn; Мn — нормативная нагрузка (момент от нормативной нагрузки на конструкцию) Н, Н×м.

По этой расчетной схеме вычисляют температуру с помощью ПК в каждой точке расчетной сетки (рис. 3.5), наложенной на поперечное сечение конструкции, через расчетные интервалы времени (хорошая сходимость результатов расчета с результатами натурных огневых испытаний — при шаге счета Dt £ 0,1мин).

Одновременно с вычислением температуры в каждой точке расчетной сетки ПК считает и прочность материала в этих точках — в те же моменты времени — при соответствующих температурах (т. е. решает статическую часть задачи огнестойкости). Одновременно ПК суммирует прочностные показатели материалов конструкции в точках расчетной сетки и определяет таким образом суммарную несущую способность, т. е. несущую способность конструкции в целом на заданный момент времени стандартного испытания конструкции на огнестойкость.

По результатам таких расчетов строят вручную (или с помощью ПК) график изменения несущей способности конструкции от времени огневого испытания (рис. 3.4), по которому определяют фактический предел огнестойкости конструкции.

Рис. 3.4. Изменение (снижение) несущей способности конструкции (например, колонны) до нормативной нагрузки при ее обогреве в условиях натурных огневых испытаний.

Таким образом, 2 и 3 расчетные схемы являются частными случаями 4-й.

Как уже говорилось, строительные конструкции, выполняющие и несущую, и ограждающие функции, рассчитывают и по 1-му и по 3-му предельным состояниям конструкции по огнестойкости. При этом используют соответственно 1-ю расчетную схему, а также 2-ю. Примером такой конструкции является ребристая ж/б плита перекрытия, для которой по первой расчетной схеме вычисляют время наступления 3-го предельного состояния конструкции по огнестойкости — при прогреве полки. Затем вычисляют время наступления 1-го предельного состояния конструкции по огнестойкости — в результате прогрева рабочей арматуры плиты до — tcr — по 2-й расчетнойсхеме — до разрушения плиты в связи со снижением ее несущей способности (рабочей арматуры в ребрах) до нормативной (рабочей) нагрузки.

В связи с недостаточностью результатов экспериментальных и теоретических исследований в методику расчета пределов огнестойкости конструкций обычно вводят следующие основные допущения:

1) расчету подвергают отдельную конструкцию — без учета ее связей (сочленения) с другими конструкциями;

2) стержневая вертикальная конструкция при пожаре (огневом натурном испытании) прогревается равномерно по всей высоте;

3) утечки тепла по торцам конструкции не происходит;

4) температурные напряжения в конструкции, появившиеся в результате неравномерного ее прогрева (в связи с изменением деформативных свойств материалов и различными величинами температурного расширения слоев материала), отсутствуют.

Ст. преподаватель кафедры ПБЗиАСП

Ст. лейтенант внутренней службы Г.Л. Шидловский

”______” _______________ 201_ года

Дата добавления: 2016-11-12 ; просмотров: 3703 | Нарушение авторских прав

Сущность методики расчета пределов огнестойкости строительных конструкций

Но я лично таких нормативных документов по пожарной безопасности не знаю. Получается, что в этом вопросе закон не выполняется!?

—Конец цитаты——
Под это вероятно подходит Пособие по расчету огнестойкости и огнесохранности железобетонных конструкций из тяжелого бетона разработано к СТО 36554501-006-2006 «Правила по обеспечению огнестойкости и огнесохранности железобетонных конструкций»

Добавлю, как обосновываете пределы огнестойкости металлических конструкций. Для этих целей нормативных документов тоже нет.

с ГОСТ 12.3.047 какой-то косяк. В приказе № 474 указана версия 98 года и её пункты 4.1-4.14, 5.1-5.20, но в госте разделы 4, 5 оканчиваются п. 4.4, п. 5.4.

Возможно применять книжные расчеты и ссылать при этом на п. 2 ч. 6 ст. 15 ТРоБЗС:
«6. Соответствие проектных значений параметров и других проектных характеристик здания или сооружения требованиям безопасности, а также проектируемые мероприятия по обеспечению его безопасности должны быть обоснованы ссылками на требования настоящего Федерального закона и ссылками на требования стандартов и сводов правил, включенных в указанные в частях 1 и 7 статьи 6 настоящего Федерального закона перечни, или на требования специальных технических условий. В случае отсутствия указанных требований соответствие проектных значений и характеристик здания или сооружения требованиям безопасности, а также проектируемые мероприятия по обеспечению его безопасности должны быть обоснованы одним или несколькими способами из следующих способов:

2) расчеты и (или) испытания, выполненные по сертифицированным или апробированным иным способом методикам;»

[30.04.2014 9:02:31]Уважаемый Viss!
А Вы сами по этому приложению считали, если считали то какой предел огнестойкости получили?

[30.04.2014 9:13:05]Уважаемый Tomches ®
Нет =)

[30.04.2014 9:24:42]Я надеясь посчитать эти пределы, я распечатал это приложение и обнаружил, что приложение предполагает расчет требуемых пределов огнестойоксти, а не фактических. Так что забудте его вообще.

[30.04.2014 9:44:51]апробированные методики

— ТКП 45-2.02-110-2008 СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ
Порядок расчета пределов огнестойкости Беларусь

Читать еще:  Клей для укладки блоков из газобетона

[30.04.2014 10:26:56]Могу добавить:
«Москва 2006 Инструкция по расчету фактических пределов огнестойкости стальных конструкций с огнезащитой из минераловатных плит Paroc FPS-17»
Начальник отдела доктор технических наук И.Р.Хасанов
Зам.начальника кандидат техн.наук В.И. Голованов
Старший научный сотрудник А.В.Пехотников»

«Москва 2012 Инструкция по расчету фактических пределов огнестойкости стальных конструкций с огнезащитными облицовками, выполнеными из плит КНАУФ-файерборд по стальному каркасу из токольлистовых оцинкованных профилей
Заместитель начальника отдела кандидат техн.наук Пехотинцев А.В.
Главный специалист В.В.Павлов»

Наверное много таких инструкций было состряпано (ещё какие минплиты в инете гуляют)

Но все они однотипные — расчеты. Методика расчета не основана на нормативных документах по пожарной безопасности. Вывод: так как ВНИИПО — это почти нормодатель, кроме внииипо пределы огнестойкости никто не расчитывает.

[30.04.2014 10:31:20]Уважаемый rx3_fireproof ®!
Правильно ли я Вас понял?
Вы рекомендуете использовать положения разделов 1 и 2 для расчета металлических конструкций, не зависимо от типа огнезащиты, тонкослойная или конструктивная?

[30.04.2014 10:46:53]Первоисточник на основе которого вероятно ВНИИПО «лепит» свои инструкции по статическому расчету и теплотехническому расчету конструкции без огнезащиты:

— Инструкция по расчету фактических пределов огнестойкости металлических конструкций-М. ВНИИПО 1983 год.

Есть такая хрень в бумажном виде- И.А. Болодьян, А.П. Шевчук, В.И. Голованов, А.В. Ружинский, А.В. Пехотиков «Рекомендации по разработке проектной документации огнезащиты стальных конструкций». Приложение к НПБ 236, ВНИИПО 1-я редакция;

Ближайший официальный нормативный документ с тем же самым ТКП 45-2.02-110-2008 СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ Порядок расчета пределов огнестойкости Беларусь.

Схема расчета везде одинакова с формулами и исходными данными.
Эти расчеты к огнезащите по большому счету не относятся чистый сопромат.

При расчет на предел огнестойкости конструкции без огнезащиты проводится численное интегрирование в ручную посчитать трудно.

[30.04.2014 10:52:46]Так вот я о том же зачем нужны нормативные документы за исключением ГОСТ 53295, которые должны устанавливать методики, если всё это гольный сопромат (исключение СТО, кстати почему?)

[30.04.2014 11:12:10]И я не знаю.

Я например не понимаю зачем нужен ГОСТ 53295.
Практических целей он не решает. Зачем нужен стандарт по сертификация для сертификации, не совсем понятно, вернее понятно но как-то нехорошо.

«1 Область применения

Настоящий стандарт является нормативным документом по пожарной безопасности в области стандартизации и устанавливает общие требования к средствам огнезащиты для стальных конструкций, а также метод определения огнезащитной эффективности этих средств.

Настоящий стандарт не распространяется на определение пределов огнестойкости строительных конструкций с огнезащитой.

Соблюдение требований настоящего стандарта рекомендуется при разработке нормативно-технической документации на данные средства огнезащиты и при их сертификации.»

А на вопрос почему — наверно простой ответ сопромату 1000 лет, его обоснованно сертифицировать сложно.
Это тоже самое что брать деньги за сертификацию таблицы умножения.

[30.04.2014 11:18:38]п. 2 ч. 6 ст. 15 ТРоБЗС не требует методики нормативно-правового поля, можно ссылаться на него.

ГОСТ 53295 — время достижение критической температуры но его недостаточно, нужны испытания по ГОСТ30247

[30.04.2014 11:35:03]Почему температура 500 градусов названа критической и какое практическое применение имеет эта температура для ненагруженой колонны из двутавра № 20 длинной 1,7 метра?

Использование термина критическая температура в ГОСТ 53295 от лукавого.

Что не делай все равно получается огнезащитная эффективность в группах.

При желании эту температуру в 500 градусов можно назвать супер-пупер критической, без разницы, практического применение все равно нет, колонна не нагружено. Длинна колонны мала.

В РФ нет официального настоящего термина критическая температура.

Официальное ближайшее нормативное определение критической температуры ТКП ЕN 1993-1-2-2009

1.5.5 Термины, относящиеся к статическому расчету
1.5.5.1 критическая температура конструкции из конструкционной стали (critical temperature
of structural steel element): Для заданного уровня нагружения — температура, при которой ожидается
наступление предельного состояния конструкции из конструкционной стали в случае равномерного
распределения температуры по площади сечения.

Испытания по ГОСТ30247.
Попробуйте выполнить требования закона ФЗ-123 с использованием ГОСТ 30247 для примера приведенного здесь.

Пособие по определению пределов огнестойкости строительных конструкций, пределов распространения огня по конструкциям и групп возгораемости материалов (утверждено приказом ЦНИИСК 351/л от 19.12.1984 с изменениями 2016 года)

ПОСОБИЕ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПРЕДЕЛОВ ОГНЕСТОЙКОСТИ КОНСТРУКЦИЙ, ПРЕДЕЛОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ОГНЯ ПО КОНСТРУКЦИЯМ И ГРУПП ВОЗГОРАЕМОСТИ МАТЕРИАЛОВ (утверждено приказом ЦНИИСК от 19.12.1984 N 351/л с изменениями 2016 года) 2.21. Предел огнестойкости железобетонных конструкций зависит от их статической схемы работы. Предел огнестойкости статически неопределимых конструкций больше, чем предел огнестойкости статически определимых, если в местах действия о

ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПРЕДЕЛОВ ОГНЕСТОЙКОСТИ КОНСТРУКЦИЙ,

ПРЕДЕЛОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ОГНЯ ПО КОНСТРУКЦИЯМ

И ГРУПП ВОЗГОРАЕМОСТИ МАТЕРИАЛОВ

(утверждено приказом ЦНИИСК от 19.12.1984 N 351/л с изменениями 2016 года)

2.21. Предел огнестойкости железобетонных конструкций зависит от их статической схемы работы. Предел огнестойкости статически неопределимых конструкций больше, чем предел огнестойкости статически определимых, если в местах действия отрицательных моментов имеется необходимая арматура. Увеличение предела огнестойкости статически неопределимых изгибаемых железобетонных элементов зависит от соотношения площадей сечения арматуры над опорой и в пролете согласно табл.1.

#G0Отношение площади арматуры над опорой к площади арматуры в пролете

Увеличение предела огнестойкости изгибаемого статически неопределимого элемента, %, по сравнению с пределом огнестойкости статически определимого элемента

Примечание. Для промежуточных отношений площадей увеличение предела огнестойкости принимается по интерполяции.

Влияние статической неопределимости конструкций на предел огнестойкости учитывается при соблюдении следующих требований:

а) не менее 20% требуемой на опоре верхней арматуры должно проходить над серединой пролета;

б) верхняя арматура над крайними опорами неразрезной системы должна заводиться на расстояние не менее 0,4 в сторону пролета от опоры и затем постепенно обрываться ( — длина пролета);

в) вся верхняя арматура над промежуточными опорами должна продолжаться к пролету не менее чем на 0,15 и затем постепенно обрываться.

Изгибаемые элементы, заделанные на опорах, могут рассматриваться как неразрезные системы.

2.22. В табл.2 приведены требования к железобетонным колоннам из тяжелого и из легкого бетона. Они включают требования по размерам колонн, подвергаемых воздействию огня со всех сторон, а также находящихся в стенах и нагреваемых с одной стороны. При этом размер относится только к колоннам, нагреваемая поверхность которых находится на одном уровне со стеной, или для части колонны, выступающей из стены и несущей нагрузку. Предполагается, что в стене отсутствуют отверстия вблизи колонны в направлении минимального размера .

Для колонн сплошного круглого сечения в качестве размера следует принимать их диаметр.

Колонны с параметрами, приведенными в табл.2, имеют внецентренно приложенную нагрузку или нагрузку со случайным эксцентриситетом при армировании колонн не более 3% от поперечного сечения бетона, за исключением стыков.

Предел огнестойкости железобетонных колонн с дополнительным армированием в виде сварных поперечных сеток, установленных с шагом не более 250 мм следует принимать по табл.2, умножая их на коэффициент 1,5.

2.23. Предел огнестойкости ненесущих бетонных и железобетонных перегородок приведены в табл.3. Минимальная толщина перегородок гарантирует, что температура на необогреваемой поверхности бетонного элемента в среднем повысится не более чем на 160 °С и не превысит 220 °С при стандартном испытании на огнестойкость. При определении следует учитывать дополнительные защитные покрытия и штукатурки согласно указаниям пп.2.15 и 2.16.

#G0Вид бетона Минимальная толщина перегородки , мм, с пределами огнестойкости, ч

0,25 0,5 0,75 1 1,5 2 2,5 3

2.24. Для несущих сплошных стен предел огнестойкости, толщина стены приведены в табл.4. Эти данные применимы к железобетонным центрально- и внецентренносжатым стенам при условии расположения суммарной силы в средней трети ширины поперечного сечения стены. При этом отношение высоты стены к ее толщине не должно превышать 20. Для стеновых панелей с платформенным опиранием при толщинах не менее 14 см пределы огнестойкости следует принимать по табл.4, умножая их на коэффициент 1,5.

#G0Вид бетона Толщина

до оси арматуры Минимальные размеры железобетонных стен, мм, с пределами огнестойкости, ч

10 15 20 30 30 30

Огнестойкость ребристых стеновых плит должна определяться по толщине плит. Ребра должны быть связаны с плитой хомутами. Минимальные размеры ребер и расстояния до осей арматуры в ребрах должны удовлетворять требованиям, предъявляемым к балкам и приведенным в табл.6 и 7.

Наружные стены из двухслойных панелей, состоящих из ограждающего слоя толщиной не менее 24 см из крупнопористого керамзитобетона класса В2-В2,5 (=0,6-0,9 т/м) и несущего слоя толщиной не менее 10 см, с напряжениями сжатия в нем не более 5 МПа, имеют предел огнестойкости 3,6 ч.

При применении в стеновых панелях или перекрытиях сгораемого утеплителя следует предусмотреть при изготовлении, установке или монтаже защиту этого утеплителя по периметру несгораемым материалом.

Стены из трехслойных панелей, состоящие из двух ребристых железобетонных плит и утеплителя, из несгораемых или трудносгораемых минераловатных или фибролитовых плит при общей толщине поперечного сечения 25 см, имеют предел огнестойкости не менее 3 ч.

Наружные ненесущие и самонесущие стены из трехслойных сплошных панелей (ГОСТ 17078-71 с изм.), состоящие из наружного (толщиной не менее 50 мм) и внутреннего бетонных армированных слоев и среднего из сгораемого утеплителя (пенопласта марки ПСБ по #M12293 0 901700529 3271140448 1791701854 4294961312 4293091740 1523971229 247265662 4292033675 557313239ГОСТ 15588-70#S с изм. и др.), имеют предел огнестойкости при общей толщине поперечного сечения 15-22 см не менее 1 ч. Для аналогичных несущих стен с соединением слоев металлическими связями при общей толщине 25 см, с внутренним несущим слоем из армированного бетона М 200 с напряжениями сжатия в нем не более 2,5 МПа и толщиной 10 см или М 300 с напряжениями сжатия в нем не более 10 МПа и толщиной 14 см, предел огнестойкости равен 2,5 ч.

Читать еще:  Как сделать декоративный бетон самому

Предел распространения огня по этим конструкциям равен нулю.

2.25. Для растянутых элементов пределы огнестойкости, ширина поперечного сечения и расстояние до оси арматуры приведены в табл.5. Эти данные относятся к растянутым элементам ферм и арок с ненапрягаемой и с преднапряженной арматурой, обогреваемым со всех сторон. Полная площадь поперечного сечения бетона элемента должна быть не менее , где — соответствующий размер для , приведенный в табл.5.

Минимальная ширина поперечного сечения и расстояние до оси арматуры Минимальные размеры железобетонных растянутых элементов, мм, с пределами огнестойкости, ч

Понятие огнестойкости строительных конструкций и методы ее определения (стр. 1 из 2)

Реферат на тему:

«ПОНЯТИЕ ОГНЕСТОЙКОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И МЕТОДЫ ЕЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ»

ПОНЯТИЕ ОГНЕСТОЙКОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И МЕТОДЫ ЕЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Строительные конструкции, выполненные из органических материалов, являются одним из компонентов горючей системы и способствуют возникновению и распространению пожара. Конструкции, выполненные из неорганических материалов, не горят, но аккумулируют значительную часть теплоты (до 50%), выделяющуюся при пожаре. При определённой дозе аккумулированной теплоты, прочность конструкций падает и происходит их обрушение. Так, металл, который может нести значительные нагрузки десятки лет, при достижении критических температур 470 — 500°С разрушается.

Под огнестойкостью строительных конструкций понимается их способность сохранять несущую и ограждающую способность. Показателем огнестойкости строительных конструкций является предел огнестойкости – время (в часах, минутах) от начала испытания (пожара) конструкции до возникновения одного из следующих признаков:

а) появление трещин;

б) повышения температуры на её необогреваемой поверхности в среднем на 140°С или в любой точке этой поверхности более чем на 180°С в сравнении с температурой конструкции до испытания или более 200°С независимо от температуры конструкции до испытания;

в) потери несущей способности.

Наиболее распространённый и надёжный метод определения предела огнестойкости экспериментальный. Сущность метода (стандарт СЭВ 1000-78) заключается в том, что конструкцию подвергают нагреву в специальных печах с одновременным воздействием нормативных нагрузок.

Многочисленные исследования реальных пожаров показали, что в их развитии можно выделить характерные этапы и стандартизировать режим «температура — время». В 1966г. Международной организацией по стандартизации для испытания строительных конструкций по экспериментальному методу была введена стандартная температурная кривая для характеристики температурного режима. Зависимость повышения температуры от времени можно представить уравнением:

где Тn— температура пожара, К; τ – время горения, мин.

При испытаниях по экспериментальному методу отклонения температур от данных, полученных по формуле (3.1), допускаются в течение первых 30 мин и ±5% — в последующее время испытаний.

Иногда формулу (3.1) модернизируют вводом дополнительных параметров, учитывающих начальную температуру пожара:

где t – начальная температура конструкции, К.

Однако экспериментальный метод имеет существенные недостатки. Испытания по этому методу требуют проведения громоздких и дорогих опытов, что затрудняет, в некоторых случаях, своевременно оценить огнестойкость различных видов новых строительных конструкций.

Теоретический путь является более перспективным и экономичным. Поэтому у нас в стране получают развитие расчётные методы оценки огнестойкости. Сущность расчёта в общем виде сводится к оценке распределения температур, по сечению конструкции в условиях пожара (теплотехническая часть), и вычислению несущей способности нагретой конструкции (статическая часть). Однако теория огнестойкости строительных конструкций ещё недостаточно разработана, поэтому даже опытному конструктору нелегко спроектировать нужную по качеству огнезащиту силовых элементов конструкций. Первая проблема, которую преодолевает инженер-практик на этом пути, заключается в определении характера распределения температур в сечениях материала строительной конструкции через некоторые интервалы времени. Иными словами, он должен решить задачу нестационарного прогрева материала силового элемента в условиях пожара.

Приближённое же решение с необходимой точностью может быть практически всегда найдено численными методами, особенно при использовании вычислительных машин.

Основными факторами, влияющими на предел огнестойкости конструкций, являются влага, коэффициент теплопроводности и прочность арматуры.

Влага в бетоне играет двоякую роль. Во-первых, при действии на бетон высоких температур вода, испаряясь, замедляет темп прогрева, увеличивая тем самым предел огнестойкости. Во-вторых, вода способствует взрывообразному разрушению бетона при интенсивном прогреве вследствие образования пара. Необходимым условием взрыва бетона является быстрое повышение температуры, т.е. прогрев по стандартному температурному режиму или непосредственное воздействие огня на конструкцию.

При пожарах и испытаниях через 10 – 20 мин после воздействия огня на конструкцию бетон взрывообразно разрушается, откалываясь от обогреваемой поверхности пластинами площадью 200 см 2 и толщиной 0,5 – 1см. куски бетона отлетают на расстояние до 15м. Такое разрушение происходит по всей поверхности, приводя к быстрому уменьшению сечения конструкции и, как следствие, к потере несущей способности и огнезащитных свойств. При влажности бетона выше 5% и температуре 160 – 200°С, что способствует максимальному давлению пара в порах, бетон разрушается почти во всех случаях. При влажности 3,5 – 5% разрушение носит местный характер. При влажности менее 3% взрывы не наблюдаются. При нагревании по растянутому во времени режиму (с достижением стандартных температур через промежуток времени, увеличенный вдвое) бетон не взрывается, несмотря на его повышенную влажность (5 – 6%). При этом вид заполнителя бетона заметно не влияет на его разрушение.

Обычно взрывоопасное разрушение происходит на новостройках, в неотапливаемых подвалах и других влажных помещениях. Бетоны с плотностью, ниже 1250 кг/м 3 не взрываются при влажности 12 – 14%. Это обусловлено тем, что такие бетоны имеют сообщающиеся поры и благодаря паропроницаемости внутри конструкций не создаётся значительных внутренних усилий.

Повышение температуры окружающей среды при пожаре сопровождается переносом теплоты в материал конструкции. Её тепло стремится к тепловому равновесию. Поэтому температура внутренних точек будет изменяться не только в зависимости от координат и их взаимного расположения, но и от времени. Такие процессы теплопередачи принято называть нестационарными.

В настоящее время разработано много различных методов решения задач нестационарной теплопроводности, приводящих к удовлетворительным для инженерной практики результатам. Эти методы условно можно разделить на две группы – аналитические и численные.

Вся методика расчета режимов нестационарного прогрева строительной конструкции переложена на алгоритмический язык ФОРТРАН — IV современных вычислительных машин типа ЕС

Небольшой предел огнестойкости металлических конструкций затрудняет, а в отдельных случаях делает невозможным тушение пожаров и безопасную эвакуацию людей и материальных ценностей. Очень важно знать также предел огнестойкости различного рода технологического оборудования и металлических сооружений в период работы в экстремальных условиях повышенных температур.

Нет необходимости доказывать важность разработки экспресс-метода по определению предела огнестойкости металлических строительных конструкций, сооружений, оборудования.

Незащищенные металлические конструкции в процессе воздействия огня прогреваются равномерно по сечению. Предел их огнестойкости характеризуется временем прогрева металла до критической температуры, которая составляет в среднем для стали 500°С, для алюминиевых сплавов — 250°С.

Сущность методики заключается, в следующем:

I. Устанавливается наиболее опасное по условиям работы сечение или участок конструкции, сооружения, оборудования.

П. По формуле (3.З.) оценивается приведенная толщина элемента конструкции:

где δпр — приведенная толщина конструкции, м; s — площадь сечения элемента конструкции, м 2 ; П — обогреваемый периметр сечения, м.

III. Рассчитывается среднее значение температуры металла конструкции

где Т — начальная температура конструкции, К; Ткр — критическая температура, К.

В табл. 4.3.1. представлены необходимые для расчетов характеристики.

Теплотехнические характеристики металла

МеталлУдельная теплоемкость кДж/(кг∙К)Потность, кг/м 3Ткр, К
Сталь 30,44 + 0,0048(Тср— 273)7800773
Алюминиевые сплавы типа АМц0,882800523

IV. Среднее значение коэффициента удельной теплоемкости С ср находится с учетом средней температуры металла:

где Со — начальное значение коэффициента удельной теплоемкости кДж/(кг∙К); k-коэффициент пропорциональности.

V. Рассчитывается значение параметра β:

где γ — плотность металла, кг/м 3 .

VI. По номограмме (рис. 3.1.) для известных значений Ткр и β определяется значение τ.

VII. Устанавливается предел огнестойкости конструкции

Для оценки предела огнестойкости незащищённых металлических конструкций может быть использована зависимость, полученная д.т.н. проф. Беликовым А.С.:

где τ — предел огнестойкости, ч; δпр – приведенная толщина металла, см.

Пособие по определению пределов огнестойкости строительных конструкций, пределов распространения огня по конструкциям и групп возгораемости материалов (утверждено приказом ЦНИИСК 351/л от 19.12.1984 с изменениями 2016 года)

ПОСОБИЕ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПРЕДЕЛОВ ОГНЕСТОЙКОСТИ КОНСТРУКЦИЙ, ПРЕДЕЛОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ОГНЯ ПО КОНСТРУКЦИЯМ И ГРУПП ВОЗГОРАЕМОСТИ МАТЕРИАЛОВ (утверждено приказом ЦНИИСК от 19.12.1984 N 351/л с изменениями 2016 года) 2.21. Предел огнестойкости железобетонных конструкций зависит от их статической схемы работы. Предел огнестойкости статически неопределимых конструкций больше, чем предел огнестойкости статически определимых, если в местах действия о

ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПРЕДЕЛОВ ОГНЕСТОЙКОСТИ КОНСТРУКЦИЙ,

Читать еще:  Какой клей для мдф панелей

ПРЕДЕЛОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ОГНЯ ПО КОНСТРУКЦИЯМ

И ГРУПП ВОЗГОРАЕМОСТИ МАТЕРИАЛОВ

(утверждено приказом ЦНИИСК от 19.12.1984 N 351/л с изменениями 2016 года)

2.21. Предел огнестойкости железобетонных конструкций зависит от их статической схемы работы. Предел огнестойкости статически неопределимых конструкций больше, чем предел огнестойкости статически определимых, если в местах действия отрицательных моментов имеется необходимая арматура. Увеличение предела огнестойкости статически неопределимых изгибаемых железобетонных элементов зависит от соотношения площадей сечения арматуры над опорой и в пролете согласно табл.1.

#G0Отношение площади арматуры над опорой к площади арматуры в пролете

Увеличение предела огнестойкости изгибаемого статически неопределимого элемента, %, по сравнению с пределом огнестойкости статически определимого элемента

Примечание. Для промежуточных отношений площадей увеличение предела огнестойкости принимается по интерполяции.

Влияние статической неопределимости конструкций на предел огнестойкости учитывается при соблюдении следующих требований:

а) не менее 20% требуемой на опоре верхней арматуры должно проходить над серединой пролета;

б) верхняя арматура над крайними опорами неразрезной системы должна заводиться на расстояние не менее 0,4 в сторону пролета от опоры и затем постепенно обрываться ( — длина пролета);

в) вся верхняя арматура над промежуточными опорами должна продолжаться к пролету не менее чем на 0,15 и затем постепенно обрываться.

Изгибаемые элементы, заделанные на опорах, могут рассматриваться как неразрезные системы.

2.22. В табл.2 приведены требования к железобетонным колоннам из тяжелого и из легкого бетона. Они включают требования по размерам колонн, подвергаемых воздействию огня со всех сторон, а также находящихся в стенах и нагреваемых с одной стороны. При этом размер относится только к колоннам, нагреваемая поверхность которых находится на одном уровне со стеной, или для части колонны, выступающей из стены и несущей нагрузку. Предполагается, что в стене отсутствуют отверстия вблизи колонны в направлении минимального размера .

Для колонн сплошного круглого сечения в качестве размера следует принимать их диаметр.

Колонны с параметрами, приведенными в табл.2, имеют внецентренно приложенную нагрузку или нагрузку со случайным эксцентриситетом при армировании колонн не более 3% от поперечного сечения бетона, за исключением стыков.

Предел огнестойкости железобетонных колонн с дополнительным армированием в виде сварных поперечных сеток, установленных с шагом не более 250 мм следует принимать по табл.2, умножая их на коэффициент 1,5.

2.23. Предел огнестойкости ненесущих бетонных и железобетонных перегородок приведены в табл.3. Минимальная толщина перегородок гарантирует, что температура на необогреваемой поверхности бетонного элемента в среднем повысится не более чем на 160 °С и не превысит 220 °С при стандартном испытании на огнестойкость. При определении следует учитывать дополнительные защитные покрытия и штукатурки согласно указаниям пп.2.15 и 2.16.

#G0Вид бетона Минимальная толщина перегородки , мм, с пределами огнестойкости, ч

0,25 0,5 0,75 1 1,5 2 2,5 3

2.24. Для несущих сплошных стен предел огнестойкости, толщина стены приведены в табл.4. Эти данные применимы к железобетонным центрально- и внецентренносжатым стенам при условии расположения суммарной силы в средней трети ширины поперечного сечения стены. При этом отношение высоты стены к ее толщине не должно превышать 20. Для стеновых панелей с платформенным опиранием при толщинах не менее 14 см пределы огнестойкости следует принимать по табл.4, умножая их на коэффициент 1,5.

#G0Вид бетона Толщина

до оси арматуры Минимальные размеры железобетонных стен, мм, с пределами огнестойкости, ч

10 15 20 30 30 30

Огнестойкость ребристых стеновых плит должна определяться по толщине плит. Ребра должны быть связаны с плитой хомутами. Минимальные размеры ребер и расстояния до осей арматуры в ребрах должны удовлетворять требованиям, предъявляемым к балкам и приведенным в табл.6 и 7.

Наружные стены из двухслойных панелей, состоящих из ограждающего слоя толщиной не менее 24 см из крупнопористого керамзитобетона класса В2-В2,5 (=0,6-0,9 т/м) и несущего слоя толщиной не менее 10 см, с напряжениями сжатия в нем не более 5 МПа, имеют предел огнестойкости 3,6 ч.

При применении в стеновых панелях или перекрытиях сгораемого утеплителя следует предусмотреть при изготовлении, установке или монтаже защиту этого утеплителя по периметру несгораемым материалом.

Стены из трехслойных панелей, состоящие из двух ребристых железобетонных плит и утеплителя, из несгораемых или трудносгораемых минераловатных или фибролитовых плит при общей толщине поперечного сечения 25 см, имеют предел огнестойкости не менее 3 ч.

Наружные ненесущие и самонесущие стены из трехслойных сплошных панелей (ГОСТ 17078-71 с изм.), состоящие из наружного (толщиной не менее 50 мм) и внутреннего бетонных армированных слоев и среднего из сгораемого утеплителя (пенопласта марки ПСБ по #M12293 0 901700529 3271140448 1791701854 4294961312 4293091740 1523971229 247265662 4292033675 557313239ГОСТ 15588-70#S с изм. и др.), имеют предел огнестойкости при общей толщине поперечного сечения 15-22 см не менее 1 ч. Для аналогичных несущих стен с соединением слоев металлическими связями при общей толщине 25 см, с внутренним несущим слоем из армированного бетона М 200 с напряжениями сжатия в нем не более 2,5 МПа и толщиной 10 см или М 300 с напряжениями сжатия в нем не более 10 МПа и толщиной 14 см, предел огнестойкости равен 2,5 ч.

Предел распространения огня по этим конструкциям равен нулю.

2.25. Для растянутых элементов пределы огнестойкости, ширина поперечного сечения и расстояние до оси арматуры приведены в табл.5. Эти данные относятся к растянутым элементам ферм и арок с ненапрягаемой и с преднапряженной арматурой, обогреваемым со всех сторон. Полная площадь поперечного сечения бетона элемента должна быть не менее , где — соответствующий размер для , приведенный в табл.5.

Минимальная ширина поперечного сечения и расстояние до оси арматуры Минимальные размеры железобетонных растянутых элементов, мм, с пределами огнестойкости, ч

Оценки фактического предела огнестойкости строительных конструкций расчётно-аналитическим методом

Пункты 9 и 10 статьи 87 Технического регламента «О требованиях пожарной безопасности» гласят:

9. Пределы огнестойкости и классы пожарной опасности строительных конструкций должны определяться в условиях стандартных испытаний по методикам, установленным нормативными документами по пожарной безопасности.

10. Пределы огнестойкости и классы пожарной опасности строительных конструкций, аналогичных по форме, материалам, конструктивному исполнению строительным конструкциям, прошедшим огневые испытания, могут определятьс я расчетно-аналитическим методом, установленным нормативными документами по пожарной безопасности».

Последний абзац пункта 4.5 свода правил СП 63.13330.2012 «Бетонные и железобетонные конструкции» гласит:

«Требования по нагрузкам и воздействиям, пределу огнестойкости, непроницаемости, морозостойкости, предельным показателям деформаций (прогибам, перемещениям, амплитуде колебаний), расчетным значениям температуры наружного воздуха и относительной влажности окружающей среды, по защите строительных конструкций от воздействия агрессивных сред и др. устанавливаются соответствующими нормативными документами (СП 20.13330, СП 14.13330, СП 28.13330, СП 22.13330, СП 131.13330, СП 2.13130)».

В своде правил СП 2.13130.2012 «Обеспечение огнестойкости объе ктов защиты» и других стандартах по пожарной безопасности отсутствуют нормативные ссылки на документы, регламентирующие порядок оценки фактического предела огнестойкости строительных конструкций расчётно-аналитическим методом (ссылки даны только на стандарты, устанавливающие методики испытаний строительных конструкций для определения этого предела — по пункту 9 статьи 87 Технического регламента «О требования пожарной безопасности»)

В настоящее время нормативный документ, регламентирующий порядок оценки фактического предела огнестойкости строительных конструкций расчётно-аналитическим методом, отсутствует в Перечне национальных стандартов и сводов правил (частей таких стандартов и сводов правил), в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» и в «Перечне документов в области стандартизации, в результате применения которых на добровольной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» , а также в перечне других действующих национальных стандартов и сводов правил.

В связи с отменой действия в части железобетонных конструкций «Пособия по определению пределов огнестойкости конструкций, пределов распространения огня по конструкциям и групп возгораемости материалов (к СНиП II-2-80)» (разработчик — ЦНИИСК им. Кучеренко) и утверждением в 2006 году стандарта организации СТО 36554501-006-2006 «Правила по обеспечению огнестойкости и огнесохранности железобетонных конструкций» (разработчик — ЦНИИСК им. Кучеренко), данный стандарт, а также пособие к нему — «Пособие по расчету огнестойкости и огнесохранности железобетонных конструкций из тяжелого бетона. 2008 г. ЦНИИСК им. Кучеренко являются действующими документами добровольного применения, используемыми в части, не противоречащей требованиям нормативных документов, включённых в вышеуказанные обязательный и добровольный «Перечни. », а также в Перечень документов в области стандартизации, в результате применения которых на добровольной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ ‘Технический регламент о требованиях пожарной безопасности)

Для использования указанных документов необходимо получить право на их использование у правообладателя, СТО 36554501-006-2006 представлен на сайте НИЦ «Строительство» в разделе «Купить НТД» по адресу: http://www.cstroy.ru/scientific_technical/rulemaking/ntd/annotation5/, так как пункт 4.18 ГОСТ Р 1.4-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций. Общие положения» гласит:

«Стандарт организации, разработанный и утвержденный одной организацией, может использоваться другой организацией в своих интересах только по договору с утвердившей его организацией, в котором при необходимости предусматривается положение о получении информации о внесении в стандарт последующих изменений».

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector