Контрольные вопросы

1. В какой последовательности производится обеспечение пожарной безопасности проектируемого здания?

2. В чем состоит разница между фактическим и требуемым пределом огнестойкости строительных конструкций?

3. Назовите признаки наступления предела огнестойкости строительных конструкций.

4. Назовите меры активной противопожарной защиты.

5. Каким образом можно определить предел огнестойкости железобетонных конструкций?

6. По какому признаку определяется предел огнестойкости ограждающих конструкций?

4. ОГНЕСТОЙКОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

4.1. Методы определения фактических пределов огнестойкости

строительных конструкций

Значения фактических пределов огнестойкости строительных конструкций определяются двумя основными методами – экспериментальным или расчетным.

4.1.1. Методика экспериментального определения огнестойкости

строительных конструкций

Экспериментально предел огнестойкости определяется по межгосударственным стандартам [3,4]. Сущность метода сводится к воздействию на конструктивный элемент в натуральную его величину реальных факторов, встречающихся на пожарах, и фиксированию времени с момента теплового воздействия на конструкцию до момента наступления одного или последовательно нескольких предельных состояний характеризующих предел огнестойкости с учетом функционального назначения конструкций. Стандартный температурный режим в огневых печах поддерживают сжиганием жидкого или газообразного топлива, допускаемые отклонения от него средних значений измеренных температур приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Стандартный температурный режим пожара

Время огневого воздействия τ, мин	Изменение температуры в камере печи t – t0, 0C	Допускаемые значения отклонения температуры, %
5	556	± 15
10	659
15	718	± 10
30	821
45	875	± 5
60	925
90	986
120	1029
150	1060
180	1090
240	1133
360	1193

Стендовое оборудование включает специальные огневые камеры, которые оборудованы нагружающими и опорными устройствами, обеспечивающими закрепление и нагружение образца в соответствии с его расчетной схемой, а также приборы для измерения температуры в огневой камере и испытуемых образцах.

Характер обогрева конструкции при испытаниях соответствует реальным условиям эксплуатации конструкции. Например, колонны обогреваются со всех сторон, ограждающие конструкции с одной стороны, а балки и ригели с 3-х сторон. Температуру в огневой камере измеряют не менее чем в трех точках с помощью термопар. Горячие спаи термопар располагают на расстоянии не менее 10 см от обогреваемой поверхности конструкции.

Образцы несущих конструкций испытывают под нормативной нагрузкой, при этом схемы приложения нагрузок и опирания образцов конструкций в период испытания должны соответствовать расчетным схемам, принятым в проекте. Статическая нагрузка прикладывается не менее чем за 30 мин до начала огневого испытания. Временная нагрузка принимается в наиболее неблагоприятном сочетании нормативных значений постоянных и временных статических нагрузок согласно СНиП 2.01.07.-89*, существенно влияющих на напряженное состояние при пожаре.

В процессе испытания регистрируют следующие показатели:

• время наступления предельных состояний конструкций и их вид;

• температуру в печи, на поверхности конструкции и по его сечению в предварительно установленных местах;

• деформации элементов несущих конструкций;

• время появления пламени на необогреваемой поверхности образца и другие параметры.

Испытаниям подвергаются не менее двух одинаковых образцов серийного изготовления или специально изготовленных. При этом максимальное и минимальное значения пределов огнестойкости двух испытанных образцов не должны отличаться более чем на 20 % (от большего значения). Если результаты отличаются больше чем на 20 %, то должно быть проведено дополнительное испытание, а предел огнестойкости определяется как среднее арифметическое значение двух меньших значений.

При различных значениях пределов огнестойкости одной и той же конструкции по разным предельным состояниям обозначение пределов огнестойкости перечисляется по убыванию. Для несущих конструкций предельное состояние по огнестойкости наступает вследствие обрушения конструкции или достижения предельных деформаций.

На рис. 4.1 представлены схемы установок для испытания строительных конструкций на огнестойкость.

Для изгибаемых конструкций предельное состояние по деформациям наступает, когда прогиб достигает величины L/20 или скорость деформаций достигает L/9000h см/мин, где L – пролет, см; h – расчетная высота сечения конструкции, см.

Для вертикальных конструкций предельное состояние характеризуется вертикальной деформацией L/100 или скоростью вертикальных деформаций 10 мм/мин и более для образцов высотой (3­+0,5) м.

Пределы огнестойкости для несущих и ограждающих конструкций нормируются по следующим предельным состояниям:

• для колонн, балок, ферм, арок, рам – только потеря несущей способности конструкций и их узлов (R);

• для наружных стен и покрытий – потери несущей способности (R) и целостности (Е);

• для несущих внутренних стен и противопожарных преград – потери несущей способности (R), целостности (Е) и теплоизолирующей способности (I);

• для несущих внутренних стен и перегородок – потеря теплоизолирующей способности (I) и целостности (Е).

Рис. 4.1. Схемы установок для испытания строительных конструкций на огнестойкость:

а) стен без нагрузки; б) перекрытий под нагрузкой; в) колонн и стен под нагрузкой;

1 – огневая камера; 2 – опытный образец; 3 – вагонетка; 4 – нагрузка

Наряду с испытаниями конструкций в натуральную величину, проводят испытание фрагментов зданий, а также объемных элементов. Для решения отдельных вопросов проводят испытания на моделях.

Следует отметить, что организация и проведение натурных испытаний конструкций на огнестойкость требует значительных затрат и времени. Поэтому расчетные методы определения пределов огнестойкости находят все более широкое применение при проектировании и реконструкции зданий и сооружений, при оценке остаточной несущей способности конструкций после реальных пожаров.