Границата на пожароустойчивост е загубата на носеща способност на конструкцията. Противопожарна защита на стоманени носещи конструкции. Критерии за определяне на границата на огнеустойчивост

Товароносимост

Максималното натоварване, което могат да понесат строителните конструкции, техните елементи, както и фундаментните почви, без да загубят своите функционални качества.

Пожароустойчивост на стоманобетонния бетон. Гранични състояния на огнеустойчивост на стоманобетон. Фактори, влияещи върху границите на огнеустойчивост на стоманобетонния бетон. Общи принципи за изчисляване на границите на огнеустойчивост на стоманобетонни конструкции и методи за повишаване на техните граници на огнеустойчивост. Пожароустойчивост на стоманобетонни конструкции (RCS). В условия на пожар границата на огнеустойчивост на стоманобетонните конструкции възниква като правило: 1) поради намаляване на якостта на бетона при нагряване 2) термично разширение и температурно пълзене на армировката 3) появата на проходни отвори или пукнатини в участъци от конструкцията 4) в резултат на загуба на топлоизолационна способност Най-чувствителни към изложени на огън са огъващите се стоманобетонни конструкции: плочи, греди, напречни греди, греди. Тяхната граница на огнеустойчивост обикновено е в диапазона R50-R90 , Такава ниска стойност на границите на огнеустойчивост на огъващите се елементи се обяснява с факта, че работната армировка на зоната на опън на тези конструкции, която има основен принос за тяхната носимоспособност, е защитен от пожар само с тънък защитен слой бетон. Това определя скоростта на нагряване на работната армировка на конструкцията до критична температура. Огнеустойчивостта на компресираните стоманобетонни елементи се изчерпва в случай на пожар поради намаляване на якостта на повърхността, най-нагрятите слоеве бетон и устойчивостта на работната армировка при нагряване. Това води до бързо намаляване на носимоспособността на конструкцията при пожар. В момента на излагане на огън, когато носещата способност на конструкцията намалява до нивото на експлоатационните натоварвания, и настъпва нейната граница на огнеустойчивост по критерия "R". За стоманобетонни колони границата на огнеустойчивост обикновено е в диапазона R90-R150. Гранични състояния на огнеустойчивост на стоманобетон. Фактори, влияещи върху границите на огнеустойчивост на стоманобетонния бетон. Граничните състояния за огнеустойчивост на стоманобетонни конструкции са: 1) загуба на якост (R) 2) загуба на топлоизолационна способност (I) 3) загуба на цялост (E) За разлика от металните конструкции, за които основната стойност при оценката границата на огнеустойчивост за загуба на якост (R) е намалената дебелина (tred) на напречното сечение, за да оцените огнеустойчивостта на стоманобетонна конструкция въз основа на загуба на якост (R), трябва да знаете: 1) тип от бетон 2) минимум. разстояние от нагрятата повърхност до оста на работната армировка 3) размери на напречното сечение на конструкцията 4) опорна схема. За да се оцени огнеустойчивостта на стоманобетонна конструкция въз основа на загубата на топлоизолационен капацитет (I), е необходимо да се знае: 1) вида на бетона 2) дебелината на конструкцията (за конструкция с вътрешни кухини - ефективна дебелина на конструкцията). Изчисляване на огнеустойчивостта на всеки строителни конструкциина базата на загуба на цялост (E) е много сложна техническа задача и по правило не се изпълнява. Огнеустойчивостта на стоманобетонните конструкции зависи от много фактори: конструктивен дизайн, геометрия, ниво на експлоатационни натоварвания, дебелина защитни слоевебетон, вид на армировката, вид на бетона и неговото съдържание на влага и др. Общи принципи за изчисляване на границите на огнеустойчивост на стоманобетонни конструкции Изчисляването на границите на огнеустойчивост на стоманобетонни конструкции, както и за метални конструкции, е свързано с решаването на якостни (статични) и топлотехнически проблеми. За разлика от металната конструкция, състояща се само от един материал - метал, границата на огнеустойчивост на стоманобетонния бетон се губи в резултат на загуба на якостни свойства както на носещата метална армировка, така и на самия бетон. Загубата на якостни свойства на металната армировка възниква в резултат на нагряването й до критична температура (), което от своя страна зависи от напреженията в напречното сечение на металната армировка (от приложеното натоварване), вида на армировката бетонобетон, схемата за поддържане и натоварване на стоманобетонния бетон, класът на армировъчния метал. Загубата на якостни свойства на бетона възниква и в резултат на нагряването му до критична температура (), при която се смята, че бетонът незабавно губи своите якостни свойства.

19. Граници на огнеустойчивост на конструкциите и техните гранични състояния на огнеустойчивост в съответствие с Федерален закон No 123-F3. Граница на огнеустойчивост на конструкцията(запълващи отвори на противопожарни прегради) - периодът от време от началото на излагането на огън при стандартни условия на изпитване до началото на един от нормализираните за даден проект (запълващи отвори противопожарни прегради) гранични състояния.

Член 35 123-FZ: Границите на огнеустойчивост на строителните конструкции се определят при стандартни условия на изпитване. Началото на границите на огнеустойчивост на носещи и ограждащи строителни конструкции при стандартни условия на изпитване или в резултат на изчисления се установява от момента на достигане на един или последователно няколко от следните признаци на гранични състояния:

1) загуба носимоспособност(R);

2) загуба на цялост (E);

3) загуба на топлоизолационна способност поради повишаване на температурата на неотопляемата повърхност на конструкцията до граничните стойности (I) или достигане на граничната стойност на плътността на топлинния поток на стандартизирано разстояние от неотопляемата повърхност на конструкцията (W).

3. Границата на огнеустойчивост за запълване на отвори в противопожарни прегради възниква, когато има загуба на целостта (E), топлоизолационния капацитет (I), достигане на максималната стойност на плътността на топлинния поток (W) и (или) непропускливостта на дим и газ (С).

4. Установени са методи за определяне на границите на огнеустойчивост на строителни конструкции и признаци на гранични състояния нормативни документипо пожарна безопасност.

5. Символите за границите на огнеустойчивост на строителните конструкции съдържат буквени обозначениягранично състояние и група.

Строителните конструкции на сгради, конструкции и конструкции, в зависимост от способността им да устоят на въздействието на огъня и разпространението на неговите опасни фактори при стандартни условия на изпитване, се разделят на строителни конструкции със следните граници на огнеустойчивост:

1) нестандартизирани;

2) най-малко 15 минути;

3) най-малко 30 минути;

4) най-малко 45 минути;

5) най-малко 60 минути;

6) най-малко 90 минути;

7) най-малко 120 минути;

8) най-малко 150 минути;

9) най-малко 180 минути;

10) най-малко 240 минути;

11) най-малко 360 минути.

Приложение А (задължително). Определяне на граничното състояние на конструкциите въз основа на загубата на носимоспособност в зависимост от деформациите

Междудържавен стандарт GOST 30247.1-94
"Строителни конструкции. Методи за изпитване на огнеустойчивост. Носещи и ограждащи конструкции"
(влязло в сила с постановление на Министерството на строителството на Руската федерация от 23 март 1995 г. N 18-26)

Методи за изпитване на огнеустойчивост на елементи на строителни конструкции. Носещи и разделителни конструкции

Вместо ST SEV 1000-78, ST SEV 5062-85

1 област на използване

1.2. Стандартът се прилага за:

Носещи, самоносещи и окачени фасадии прегради без отвори;

Облицовки и тавани без отвори с окачени тавани(при използването им за повишаване на огнеустойчивостта на конструкцията) или без тях;

Колони и колони;

Греди, напречни греди, елементи на арки, ферми и рамки, както и други носещи и ограждащи конструкции.

При установяване на граници на огнеустойчивост на конструкции, за да се определи възможността за тяхното използване в съответствие с изисквания за пожарна безопаснострегулаторни документи (включително сертифициране), трябва да се прилагат методите, установени от този стандарт.

GOST 30247.0-94 Строителни конструкции. Методи за изпитване на устойчивост на огън. Общи изисквания

ST SEV 383-87 Пожарна безопасност в строителството. Термини и дефиниции

3 Дефиниции

В този стандарт се използват следните термини.

Носещи конструкции (елементи)- конструкции, които могат да издържат на постоянни и временни натоварвания, включително натоварвания от други части на сградите.

Пожароустойчивост на конструкцията- съгласно ST SEV 383.

Самоносещи конструкции- конструкции, които понасят натоварване само от собственото си тегло.

Зазиждане- конструкции, които изпълняват функциите на затваряне или разделяне на обеми (стаи) на сграда. Ограждащите конструкции могат да комбинират функциите на носещи (включително самоносещи) и ограждащи конструкции.

4 Пейка оборудване

4.2 При изпитване на ограждащи конструкции, устройството за управление на системата димни каналитрябва да осигури свръхналягане в пожарното пространство на пещта. При изпитване на вертикални ограждащи конструкции свръхналягането трябва да се поддържа на височина не по-малка от горните 2/3 от отвора на пещта.

5 минути след началото на теста свръхналягането трябва да бъде Pa:

При изпитване на хоризонтални елементи - на разстояние 100 mm от нагрятата повърхност на образеца;

При изпитване на вертикални елементи - на височина, равна на 3/4 от вертикалния размер на отвора на пещта, считано от дъното.

5 Температура

Съгласно GOST 30247.0.

6 Образци за изпитване на конструкции

Пробите за тестване на конструкции трябва да отговарят на GOST 30247.0 и да имат проектни размери.

Ако не е възможно да се тестват проби с такива размери, тогава се вземат минималните размери на пробите и отворите на пещта, за да се осигурят минималните размери на зоната на излагане на огън върху пробата в съответствие с тези, дадени в таблица 1.

маса 1

Име на дизайна

Минимални размеризони
въздействие на огън върху пробата

ширина

Дължина

Височина

Стени и прегради

две страни

Покрития и тавани поддържани от
четири страни

Греди и други хоризонтални
основни структури

Колони, стълбове и други вертикални
основни структури

3,0

7 Тестване

7.2.1 Носители на проби и себе си носещи конструкциитрябва да се тества под товар. Разпределението на натоварването и условията за поддържане на пробите трябва да съответстват на проектните схеми, приети в техническа документация.

7.2.2 Изпитвателното натоварване се установява от условието за създаване на напрежения в проектните секции на структурните проби, които съответстват на техните проектни стойности или техническа документация.

7.2.3 При определяне на проектните стойности на напрежението трябва да се вземат предвид само постоянни и временни дългосрочни натоварвания в техните проектни стойности с коефициент на безопасност, равен на 1.

7.2.4 При прилагане на натоварване е необходимо да се гарантира, че когато пробата се деформира, натоварванията не се изместват и не влияят на стойността на границата на огнеустойчивост поради промени в условията на топлообмен с околната среда.

Натоварването се задава най-малко 30 минути преди началото на изпитването и се поддържа (с точност) постоянно по време на изпитването.

7.3 Разположение на термодвойките

7.3.1 Средната температура върху неотопляемата повърхност на образци от ограждащи конструкции (стени, прегради, подове и др.) се определя като средноаритметично от показанията на най-малко пет термодвойки. В този случай една термодвойка се поставя в центъра, а останалите - в средата на правите линии, свързващи центъра и ъглите на отвора на пещта.

7.3.2 В случай на изпитване на проби от конструкции, състоящи се от отделни елементи, е необходимо техните челни съединения да не съвпадат с местата за инсталиране на термодвойки, предназначени за измерване на средната температура на неотопляема повърхност.

7.3.3 За определяне на температурата във всяка точка на повърхността на пробата трябва да се монтират термодвойки (или да се използва преносима термодвойка) на такива места върху неотопляемата повърхност на пробите на ограждащи конструкции, в които появата на максимална температура(например в областта на ребра, стави, метални вградени части и др.).

При определяне на средната температура на неотопляема повърхност тези точки не се вземат предвид.

Местоположението на термодвойките за измерване на температурата върху неотопляемата повърхност на пробата на ограждащата конструкция във всеки случай трябва да бъде разположено на не по-малко от 100 mm от ръба на отвора на пещта.

7.3.4 При изпитване на колони, стълбове, греди, елементи на ферми и други прътови конструкции, термодвойки за измерване на температурата на конструктивни материали, ако са необходими такива измервания, се монтират в равнини, перпендикулярни на надлъжната ос на пробата, разположени най-малко 1 m един от друг и не по-близо от 200 mm вътрешна повърхностфурни. Една от тези равнини трябва да бъде разположена в центъра на дължината на пробата.

7.4 Проби от външни стени се изпитват под въздействието на топлина от страната, обърната към помещението по време на работа; покрития и тавани - отдолу; греди - от три страни; колони, стълбове и ферми - от четири или три страни, като се вземат предвид реалните условия на употреба и най-лошия очакван резултат от изпитването.

Образци на еднослойни и симетрични многослойни структури вътрешни стениизпитват се едностранно, многослойни асиметрични - от всяка страна, освен в случаите, когато неблагоприятната страна може да се установи предварително или е известна посоката на въздействието на огъня.

8 Гранични състояния

8.1 При изпитване на носещи и ограждащи конструкции се разграничават следните гранични състояния.

8.1.1 Загуба на носеща способност R поради срутване на конструкцията или появата на екстремни деформации, чиито стойности са дадени в Приложение А.

8.1.2 Загуба на топлоизолационна способност I поради повишаване на температурата на неотопляемата повърхност на конструкцията средно с повече от 140°C или във всяка точка на тази повърхност с повече от 180°C в сравнение с температурата на структура преди тестване или повече от 220°C независимо от температурата на структурата до тестовете.

8.1.3 Загуба на целостта Е в резултат на образуването на сквозни пукнатини или дупки в конструкцията, през които продуктите на горенето или пламъците проникват върху ненагрятата повърхност. По време на теста загубата на целостта се определя с помощта на тампон в съответствие с GOST 30247.0, който се поставя в метална рамкас държач и се довежда до места, където се очаква проникване на пламък или продукти от горенето, и се държи за 10 s на разстояние 20-25 mm от повърхността на пробата.

Времето от началото на теста до запалването или тлеенето с блясъка на тампона е границата на огнеустойчивост на конструкцията въз основа на загуба на цялост.

Не се взема предвид овъгляване на тампон, което се случва без запалване или без тлеене с блясък.

8.2 За стандартизиране на границите на огнеустойчивост на носещи и ограждащи конструкции се използват следните гранични състояния:

За колони, греди, ферми, арки и рамки - само загубата на носещата способност на конструкцията и възлите R;

За на открито носещи стении покрития - загуба на носимоспособност R и цялост E, за външни неносещи стени - E;

За неносещи вътрешни стени и прегради - загуба на топлоизолационна способност I и цялост E;

За носещи вътрешни стени и противопожарни прегради - съответно загуба на носимоспособност, цялост и топлоизолационна способност R, E, I.

9 Оценка на резултатите от теста

При разработването на мерки за пожарна безопасност на етапа на проектиране на сгради и конструкции, проектантите трябва да получат задачата за навременна евакуация на хора и имущество в случай на авария. извънредна ситуация, както и възможност за ползване редовни средствапожарогасене и възможност за своевременно пристигане на съответните служби.

Успехът на изброените мерки ще зависи от времето, което обектът може да издържи, преди да започне унищожаването. Времето зависи от характеристиките на използвания строителни материали, условия на експлоатация на конструкциите. Всичко по-горе определя тяхната устойчивост на огън.

Характеристики на степените

Огнеустойчивостта на цялата конструкция директно зависи от огнеустойчивостта на строителните конструкции. Колкото по-висок е този параметър за всяка структура, толкова по-дълго цялата сграда ще устои на огън. За да може да се характеризира, SNiP 21.09-97 идентифицира пет основни степени на огнеустойчивост.

За всяка степен се определят възможностите за използване на определени строителни материали при производството на конструкции и изискванията за тяхната обработка. Степента с по-нисък номер отговаря на най-строгите изисквания.

Произвежда се в съответствие с таблиците. За да направите това, трябва да знаете какви материали са използвани по време на строителството.

Таблиците отчитат използваните материали различни елементидизайни:

стени;
подове;
основи;
довършителни работи.

Разбира се, получените резултати ще бъдат валидни само ако материалите отговарят на GOST.

Степента на огнеустойчивост се определя съгласно таблиците на SNiP 31-03-2001 за промишлени сгради, SNiP 2.08.02-89 – за обществени сградии конструкции, SNiP 31-01-2003 - за жилищни сгради.

За да използвате таблиците, трябва да използвате такава характеристика на материала като границата на огнеустойчивост на материалите и конструкциите.

Съответствие със степента на огнеустойчивост

За да се проверят сградите и конструкциите за съответствие със степента, се извършват специални проучвания и се определя необходимата и действителна огнеустойчивост.

Необходимата стойност се определя чрез изчисление съгласно регулаторни документи (SNiP и SP) и трябва да вземе предвид предназначението, категорията на сградата, условията на работа и стандартите за осигуряване на пожарогасително оборудване.

Действителната такава се установява директно въз основа на резултатите от пожаротехническата експертиза. Сградата е призната за отговаряща на изискванията Пожарна безопасност, ако действителната огнеустойчивост не е по-ниска от необходимата.

Концепцията за граница на огнеустойчивост

Границата на огнеустойчивост на конструкциите зависи преди всичко от характеристиките на строителните материали. Основното нещо в този случай е границата на огнеустойчивост - времето, през което конструкцията може да устои на въздействието на огъня.

В този случай дизайнът трябва да гарантира неговото функционално предназначениеи предотвратяване на разпространението на пламъка. Устойчивостта се измерва в минути от началото на излагането на огън на материала до загубата на способността да понася функционалното натоварване и ограничава разпространението на пламъка.

Този параметър за използваните материали пряко влияе върху степента на огнеустойчивост на строителните конструкции. Можем да кажем, че границата е времето, през което една конструкция може да устои на огън.

Използването на материали с по-висока граница повишава общата пожарна безопасност на охранявания обект.

Как да определим

За да определите границата на съпротивление на определена структура, можете да използвате SNiP II-2-80 и неговото ръководство, публикувано от TsNIISK im. В. А. Кучеренко ГОССТРОЙ СССР.

SNiP определя методите за изследване и изпитване за действително определяне на времето, през което материалите издържат на огън. Ръководството използва данни от предишни проучвания и определя възможността за използване на материали.

Любопитно е, че много често границата на устойчивост на конструкции от горими материали е по-висока от тази на незапалими материали. Това е така, защото може да се инсталира според различни изисквания, които зависят от вида на конструкцията.

Тоест, при една и съща товароносимост при нормални условия металните конструкции за преградни рамки, които сами по себе си не горят, могат много бързо да загубят своята носимоспособност в резултат на силно нагряване, а масивните дървени стелажи, дори и да се запалят , ще остане стабилен известно време.

Това се обяснява с факта, че якостта на опън на метала в студено състояние е почти осем пъти по-висока от тази на дървото. В същото време дървени стелажитези с по-голямо напречно сечение ще устоят на огъня, дори когато са обхванати от пламъци, за по-дълго време.

Загуба на носеща способност

Загубата на носещата способност на конструкциите заплашва срутването на сградата. Следователно, към носещи стени, междуетажни тавани, строителни покрития и стълбищни полетаприлагат се изисквания за осигуряване на определена стойност на границата на огнеустойчивост, при която конструкциите ще запазят своята носимоспособност за определено време.

При обозначаване на това изискване в документацията се използва буквата R с добавяне на цифри за времето за стабилност на конструкциите в минути.

Например R20 означава, че от момента на възникване на пожар или излагане на огън, конструкцията трябва да поддържа здравина в рамките на 20 минути, осигурявайки носещата способност на цялата сграда.

Загуба на целостта

За неносещи и ограждащи конструкции се установяват изисквания за запазване на целостта за определено време. Това се обяснява както с необходимостта да се осигури безопасна евакуация на хората от помещенията, така и с предотвратяването на влизане в сградата голямо количествовъздух, който може да засили развитието на пожар.

В документацията този параметър е обозначен с буквата E. Например E15 означава, че преградите от гипсокартон трябва да предотвратяват разпространението на огъня от стая в стая в рамките на 15 минути. В същото време самите дялове не трябва да се разрушават.

Загуба на топлоизолационни свойства

Границата на пожароустойчивост за загуба на изолационни свойства трябва да се изчисли за междуетажни тавани и вътрешни прегради стълбищни клетки. Това е необходимо за осигуряване на безопасен престой и евакуация на хората горните етажии на стълби.

Тази стойност се обозначава с буквата I с добавено време за огнеустойчивост след нея. Например I15 означава, че конструкцията не трябва да се нагрява в продължение на 15 минути и да пренася топлина през материала в продължение на 15 минути.

Някои структури могат да бъдат обект на изисквания за няколко параметъра наведнъж. Например, подове в сграда със степен на пожароустойчивост II трябва да имат граница на пожароустойчивост REI45.

Строителните конструкции на сгради и конструкции, в зависимост от способността им да устоят на въздействието на огъня и разпространението на неговите опасни фактори при стандартни условия на изпитване, се разделят на строителни конструкции със следните граници на огнеустойчивост:

1) нестандартизирани; 2) най-малко 15 минути; 3) най-малко 30 минути; 4) най-малко 45 минути;

5) най-малко 60 минути; 6) най-малко 90 минути; 7) най-малко 120 минути; 8) най-малко 150 минути;

9) най-малко 180 минути; 10) най-малко 240 минути; 11) най-малко 360 минути.

Границите на огнеустойчивост на строителните конструкции се определят при стандартни условия на изпитване.

Граници на пожароустойчивост на строителни конструкции, сходни по форма, материали, дизайнстроителни конструкции, които са преминали тестове за пожар, могат да бъдат определени чрез изчислителен и аналитичен метод, установен от нормативните документи за пожарна безопасност.

Методите за определяне на границите на огнеустойчивост на строителните конструкции и знаците за гранични състояния са установени от нормативни документи за пожарна безопасност.

Действителната граница на огнеустойчивост на строителните конструкции в много страни се определя експериментално чрез провеждане на пълномащабни тестове за пожар на строителни конструкции. Регламентиран е методът за пълномащабни изпитвания на пожар международен стандарт ISO/DIS 834 „Изпитване за устойчивост на огън на строителни компоненти“. В Русия от 1 януари 1996 г. границите на огнеустойчивост на строителните конструкции и техните символисе установяват съгласно GOST 30247, GOST 51136, GOST R 53307 и GOST R 53308 според времето на възникване на един или последователно няколко признака на гранични състояния, стандартизирани за дадена конструкция.

ГОСТ 30247.0-94 предвижда общи разпоредби, включително дефиниции на термини, използвани при установяване на огнеустойчивостта на конструкциите, изложение на същността на методите за изпитване на огнеустойчивост, общи изисквания за оборудване за изпитване, температурни условия, проби и процедура за изпитване.

Същият стандарт изброява основните видове гранични състояния на конструкциите за огнеустойчивост, основните разпоредби за оценка на резултатите от изпитването и изискванията за протокола от изпитването. Стандартът установява за една и съща конструкция различни граници на огнеустойчивост въз основа на сдвоени признаци за възникване на гранично състояние. По този начин изпитванията на стена за огнеустойчивост могат да продължат, докато тя бъде напълно разрушена, като по време на изпитванията ще се установят границите на нейната огнеустойчивост въз основа на загубата на топлоизолационна способност и на базата на загуба на цялост, в зависимост от където е монтирана носещата стена. Изискванията за неговата топлоизолационна способност могат да бъдат както следва:

за междужилищна стена – 30 минути, пресечна стена – 45 минути, вътрешножилищна стена – 15 минути. Но по отношение на носещата способност трябва да издържа, например:

Всички 120 минути в сгради от 1-ва степен на огнеустойчивост;

90 минути в сгради от II степен на пожароустойчивост;

45 минути в сгради от III степен на пожароустойчивост;

15 минути в сгради с IV степен на пожароустойчивост.

По време на проектирането тези характеристики трябва да бъдат взети под внимание и това в крайна сметка трябва да се отрази в избора на най-подходящите строителни материали, включени в строителната конструкция, и най-вече във финансовите спестявания.

Съгласно чл.35, част 2 и част 5 Технически регламентиотносно изискванията за пожарна безопасност строителните конструкции според граничното им състояние на огнеустойчивост се разделят на следните видовеи имат буквени означения:

1) загуба на носеща способност (R);

2) загуба на цялост (E);

1. Загуба на носеща способност (R) под формата на срутване на конструкцията или възникване на екстремна деформация (в зависимост от вида на конструкцията).

Числени стойности на граничните деформации за различни видоведизайните са дадени в Приложение "А" GOST 30247.1-94. За огъващи се конструкции това е стойността L/20, или ако скоростта на нарастване на деформацията е L 2 /(9000 h) cm/min (където L е дължината на конструкцията, cm; h е проектната височина на напречно сечение (дебелина) на конструкцията, cm.

За вертикални конструкции за гранично състояние на огнеустойчивост трябва да се счита състоянието, когато вертикалната деформация достигне L/100 или скоростта на нарастване на деформацията достигне 10 mm/min - за образци с височина 3-0,5 m.

Въз основа на първото гранично състояние на огнеустойчивостта на конструкциите се оценяват конструкциите на носещи стени, покрития, подове (греди, ферми, колони, арки, рамки) и свързващите ги възли.

Границата на огнеустойчивост на точките на закрепване и ставите на строителните конструкции не трябва да бъде по-ниска от необходимата граница на огнеустойчивост на самите конструкции.

2. Загуба на целостта (E) или дефектна структура на ограждащата конструкция в резултат на образуването на сквозни пукнатини, дупки, през които продуктите на горенето или пламъците проникват върху неотопляемата повърхност. Оценява се по техния брой и големина (дължина, ширина и дълбочина), измерени със специални калибрирани сонди и игли, оптични лупи или микроскопи и ултразвукова диагностика; като потупате конструкцията, като обърнете внимание на звука: разхлабеният бетон издава тъп звук, ако има разслоения, тракащ звук, при плътен бетон звукът е звънтящ.

3. Загуба на топлоизолационна способност (I) , т.е. нагряване на конструкции до температури, превишаването на които може да причини самозапалване на горими материали, разположени в съседни помещения.

Установено е, че чрез нагряване на конструкцията до температура от около 220 0 C вече може да създаде опасност от спонтанно запалване на различни твърди и течни вещества. Следователно загубата на топлоизолационния капацитет на строителната конструкция по време на пожар настъпва, когато температурата на неотопляемата повърхност надвиши първоначалната:

– повишаване на температурата с повече от 140 0 C (измерено от пет термодвойки);

– във всяка точка на тази повърхност повишаването на температурата е повече от 180 0 C;

– или абсолютната температура е равна на 220 0 C във всяка точка на повърхността, независимо от първоначалната температура на конструкцията преди изпитването.

По този начин, първото гранично състояние на конструкцията за пожароустойчивост (R) характеризира загубата на носеща способност на конструкцията, втората (E) и трето (аз) - фехтовка.

Образци от носещи и самоносещи конструкции трябва да се изпитват под натоварване. Разпределението на натоварването и условията за поддържане на пробите трябва да съответстват на приетите в техническата документация. Големината на изпитвателното натоварване се установява от условието за създаване в напречните сечения на проектните проби на такива напрежения, които са предвидени в проекта съгласно проектната или техническата документация. При определяне на стойността на проектните напрежения се вземат предвид само постоянни и временни дългосрочни натоварвания в техните изчислени стойностис коефициент на надеждност равен на 1.

Външни проби стенитествани при излагане на топлина от страната, която гледа към помещението по време на работа; греди- от три страни и колони, стълбове и ферми– от четири или три страни – като се вземат предвид реалните условия на употреба.

Дизайн мостри еднослойни и симетрични многослойни вътрешни стениизпитват се едностранно, еднослойни асиметрични - от всяка страна, освен в случаите, когато неблагоприятната страна може да се установи предварително или е известна посоката на въздействието на огъня.

По време на теста се записват следните параметри:

а) времевъзникване на гранични състояния на конструкцията по огнеустойчивост и техния вид;

б) температуравъв фурната, върху неотопляемата повърхност на ограждащата конструкция, както и на други предварително определени места.

Термодвойките за измерване на температурата на средата в горивната камера на пещта трябва да бъдат монтирани най-малко на пет места. Краят на термодвойките трябва да бъде монтиран на разстояние 100 mm от структурата на пробата.

Средната температура на неотопляемата повърхност на проби от ограждащи конструкции ( стенни панели, подови плочи, прегради и др.) се определят като средноаритметично от показанията на най-малко пет термодвойки.

За да се определи температурата във всяка точка на повърхността на пробата, трябва да се монтират термодвойки (или да се използва преносима термодвойка) в онези места на неотопляемата повърхност на ограждащите конструкции, където се очаква да се появи максимална температура (например, в областта на ребра, стави, метални вградени части). При определяне на средната температура на неотопляемата повърхност на пробата тези точки не се вземат предвид.

в) количеството на свръхналягането в пещта (при изпитване на ограждащата конструкция за газо- и димонепроницаемост). То трябва да бъде 10 (2) Pa;

г) размерът на деформацията (при изпитване на носещата конструкция);

д) времето на появата на пламъка върху незагрятата повърхност на пробата (обграждаща конструкция) се определя с помощта на памучни тампони;

е) време на поява и характер на пукнатини, дупки, разслоения, както и други явления (например нарушаване на условията на опора, поява на дим).

Даденият списък от измерени параметри и записани явления може да бъде допълван и променян в съответствие с изискванията на методите за изпитване специфични видоведизайни.

Изпитванията трябва да продължат до настъпването на едно или, ако е възможно, последователно на всички гранични състояния на конструкциите за огнеустойчивост, стандартизирани за изпитваната конструкция. Резултатите, получени по време на изпитването, могат да се използват за оценка на границите на огнеустойчивост, като се използват методи за изчисляване на други подобни (по форма, материали, дизайн) конструкции. На свой ред стандартът позволява определянето на границите на огнеустойчивост на строителните конструкции чрез изчислителен метод и тестове може да не се провеждат. Метод на изчислениене се прилага за конструкции, чиято огнеустойчивост може да се характеризира със загуба на плътност.

Ако различни граници на огнеустойчивост са стандартизирани (или установени) за конструкция за различни гранични състояния, обозначението на границата на огнеустойчивост се състои от две или три части, разделени с наклонена черта, например:

R120/EI 60– граница на огнеустойчивост 120 min – за загуба на носимоспособност; граница на огнеустойчивост 60 минути - за загуба на цялост или топлоизолационна способност, независимо кое от тези две гранични състояния настъпва по-рано.

При различни значенияграници на пожароустойчивост, регулирани от различни гранични състояния, обозначението на цифровите времеви стойности е изброено в низходящ ред.

Цифровият индикатор в обозначението на границата на пожароустойчивост трябва да съответства на едно от числата следващия ред: 15, 30, 45, 60, 90, 120, 150, 180, 240, 360, т.е. трябва да бъдат кратни на 15, а при получаване на експериментални или изчислени междинни показатели е необходимо да се вземат по-малко числова стойностот тази серия.

Проектирани или действителни граници на пожароустойчивост съществуващи структуриОбичайно е да ги наричаме действителни, а тези, определени от условията или стандартите за безопасност - необходими и обозначени съответно с P f и P tr. Действителните и изискваните граници на огнеустойчивост на конструкциите са стандартизирани и взети предвид при проектирането на сгради и конструкции. Изискванията за безопасност се считат за изпълнени, когато са изпълнени следните условия: P f ≥ P tr

Стоманата е незапалим материал, но, както всички материали, използвани в строителството, не могат да издържат на излагане дълго време високи температуривъзникващи вътре в сграда по време на пожар. При температури до 250 °C якостта на меката нисковъглеродна стомана се увеличава, след това тази граница постепенно намалява и при 400 °C якостта на стоманата отново придобива първоначалната си стойност. Критична температура, при която настъпва загуба на товароносимост стоманени конструкциипри стандартно натоварване, се приема равна на 500 °C.

Топлина метални конструкциипри пожар зависи от много фактори, сред които основните са интензивността на пожара и методите за термична защита на металните конструкции.

Конструкциите без противопожарна защита се деформират и разрушават под въздействието на напрежение от външни натоварвания и температура. Противопожарната защита, като блокира топлинния поток от огъня към повърхността на конструкциите, я предпазва от бързо нагряване и й позволява да поддържа носеща способност за определено време.

Металите са различни висока топлопроводимост, следователно тяхната противопожарна защита се състои в създаване на повърхността метални елементипроекти на топлоизолационни екрани, които могат да издържат на излагане на огън или високи температури.

Наличието на топлоизолационни екрани позволява на конструкциите в случай на пожар да забавят нагряването на метала и да поддържат функциите си за определено време, тоест до критичната температура, при която започва загубата на носеща способност.

Можете да изберете следните методипротивопожарна защита на стоманени конструкции:

Облицовки на противопожарни конструкции материали за плочиили монтаж на противопожарни екрани на обекта ( конструктивен начин);

Нанасяне на огнезащитни покрития директно върху повърхността на конструкциите (покритие, боядисване, пръскане и др.);

Комбиниран (съставен) метод, който е рационална комбинация по различни начинипротивопожарна защита.

Граничното състояние на огнеустойчивост на строителните конструкции се характеризира с:

Загуба на носимоспособност в резултат на срутване или достигане на гранични деформации (R);

Загуба на целостта в резултат на образуването на сквозни пукнатини или дупки в конструкцията, през които продуктите от горенето или пламъците проникват върху неотопляема повърхност (E);

Загуба на топлоизолационна способност поради повишаване на температурата на неотопляемата повърхност на конструкцията с повече от 140 °C (I).

Съгласно точка 8.2 от GOST 30247.0-94 "Строителни конструкции. Методи за изпитване на огнеустойчивост", в зависимост от вида на конструкциите и тяхната роля в стабилността на сградите и конструкциите, се прилагат следните гранични състояния за стандартизиране на границите на огнеустойчивост на носещи и ограждащи конструкции:

За колони, греди, ферми, арки и рамки - само загубата на носещата способност на конструкцията и възлите (R);

За външни носещи стени и покрития - загуба на носимоспособност и цялост (R, E);

За външни неносещи стени - само загуба на цялост (E);

За неносещи вътрешни стени и прегради - загуба на топлоизолационна способност и цялост (E, I);

За носещи вътрешни стени и противопожарни прегради - загуба на носимоспособност, цялост и топлоизолационна способност (R, E, I).

Действителната граница на огнеустойчивост на стоманените конструкции (виж таблица 1) при така наречения стандартен пожар, в зависимост от дебелината на елементите и големината на работните напрежения, е 6-15 минути. Стойността на необходимите граници на огнеустойчивост за основни строителни конструкции, включително метални, варира от 15 минути до 4 часа в зависимост от степента на огнеустойчивост на сградата и вида на конструкцията. Повечето незащитени стоманени конструкции обаче могат да отговорят на минималните изисквания за огнеустойчивост до 15 минути. Това ни позволява да заключим, че обхватът на приложение на металните конструкции е ограничен по отношение на огнеустойчивостта, тъй като съответствието с следващо условиесигурност:

където Pf е действителната граница на огнеустойчивост на конструкциите;

Ptr - необходимата (стандартна) граница на огнеустойчивост.

Това условие за безопасност е основният критерий за обосноваване на необходимостта от противопожарна защита на метални конструкции, т.е. ако стойността на индикатора Pf е по-голяма или равна на стойността на Ptr, тогава не се изисква противопожарна защита, а ако Pf е по-малко отколкото Ptr, е необходима противопожарна защита.

Изискваните граници на огнеустойчивост на строителните конструкции се определят въз основа на необходимата степен на огнеустойчивост на сгради (конструкции) съгласно таблица 4* SNiP 21-01-97".

Действителните граници на огнеустойчивост на строителните конструкции могат да бъдат установени по два начина: изпитване на огън (REI) и метод на изчисление (RI).

В съответствие с методиката за изчисление, изложена в „Ръководство за определяне на границите на огнеустойчивост, границите на разпространение на огъня в конструкциите и групите на запалимост на материалите“ (ЦНИИСК на името на В. А. Кучеренко от Държавния комитет по строителството на СССР, Москва, 1985 г.), трябва да бъде предположи, че метални конструкциине разпространявайте огън (границата на разпространение на огъня тук трябва да бъде равна на нула).

Границата на огнеустойчивост на носещите метални конструкции зависи от намалената дебелина на метала (6 mm, mm) и собствената му граница на огнеустойчивост. Дадената дебелина на метала се изчислява по формулата:

където F е площта на напречното сечение (mm2), чиято стойност за валцована профилна стомана се взема според асортимента (GOST), а за композитни (заварени) профили се определя въз основа на сумата от площите на съставната конструкция елементи;

P е периметърът на нагрятата повърхност на конструкцията (mm).

Отопляемият периметър на металните конструкции се определя, без да се вземат предвид повърхностите, съседни на плочи, подови настилки и стени, при условие че границата на огнеустойчивост на тези конструкции не е по-ниска от границата на огнеустойчивост на отопляемата конструкция.

За ферми и други статично определими конструкции, състоящи се от елементи с различни сечения, намалената дебелина на метала се определя от най-ниска стойностза всички заредени елементи. При установяване на границата на огнеустойчивост на стоманени конструкции с противопожарна защита съгласно IV гранично състояние (за конструкции, защитени с огнезащитни покрития и тествани без натоварвания, граничното състояние ще бъде постигането на критичната температура на материала на конструкцията), като критична температура трябва да се приеме параметър 500 °C (Ръководство за определяне на границите на пожароустойчивост, границите на разпространение на огъня през конструкциите и групите на запалимост на материалите, точка 2.34).

Можете да удължите времето за запазване на свойствата на металите в условия на пожар (когато е необходимо и икономически обосновано), като използвате следните методи:

Избор на метални изделия, които са по-устойчиви на огън. Тук се дава предпочитание на стоманите (вместо алуминиеви сплави), и нисколегирани, не въглеродни. Когато избирате армиращи продукти, трябва да предпочитате армировка, която не е подсилена чрез студено втвърдяване и термична обработка;

Производство на спец метални изделия, по-устойчиви на топлина;

Противопожарна защита на метални изделия (конструкции) чрез полагане на външни топлоизолационни слоеве.

Противопожарна защита на метални конструкции чрез бетониране върху армировка стоманена мрежа, измазване или облицовка с негорим листови материализначително утежнява конструкцията и е много трудоемка, което я прави неприемлива в някои случаи. Понастоящем нови, по-малко трудоемки методи, използващи огнезащитни съединения, които леко увеличават теглото на конструкциите, стават все по-широко разпространени. Най-технологичният е нанасянето на тънки слоеве от набъбващи огнезащитни съединения (бои) върху повърхността на обекта. Техните противопожарни свойства се проявяват чрез увеличаване на дебелината на слоя и промяна на топлофизичните характеристики при термично въздействие в условия на пожар.

Набухващите огнезащитни бои (покрития) са композитни материали, съдържащ полимерно свързващо вещество и пълнители (забавители на огъня, разпенващи агенти, топлоустойчиви вещества и стабилизатори на разпенения въглероден слой). При нагряване те се разлагат около защитената структура с абсорбция на топлина, отделят се инертни газове и пари, които заместват атмосферния кислород и блокират конвективния пренос на топлина към защитената повърхност, потискайки пламъка близо до покриващия слой, намалявайки радиационния топлинен поток и забавяйки процеса на горене. Набъбващите покрития съдържат компоненти, които са източник на образуването на разпенен въглероден слой, покриващ повърхността на конструкцията. Този слой постепенно се коксува и става твърд.

Слоят от пяна, характеризиращ се с ниска топлопроводимост, изпълнява функцията топлинен щит, което забавя разпространението на топлината в цялата конструкция и нейното нагряване, в резултат на което обработваният обект навлиза много по-късно в критичната температурна област.

Днес на територията Руска федерацияЗа да се осигури противопожарна защита на строителните конструкции, се използва широка гама от огнезащитни материали ( гипсови композиции, набъбващи бои, покрития, плочи от минерална вата(рогозки), сухи мазилки) с различна противопожарна ефективност и съответно предимства и недостатъци.

За съществуващи огнезащитни съединения, бои и мастики, сертифицирани в съответствие с методологията, описана в NPB 236-97 " Забавители на огъняза стоманени конструкции. Общи изисквания. Метод за определяне на огнезащитната ефективност", се определя само групата на тяхната огнезащитна ефективност.