Granica otpornosti na vatru je gubitak nosivosti konstrukcije. Zaštita od požara čeličnih nosivih konstrukcija. Kriterijumi za određivanje granice otpornosti na požar

Nosivost

Maksimalno opterećenje koje građevinske konstrukcije, njihovi elementi, kao i temeljna tla mogu podnijeti bez gubitka svojih funkcionalnih kvaliteta.

Otpornost armiranog betona na vatru. Granična stanja vatrootpornosti za armirani beton. Faktori koji utječu na granice vatrootpornosti armiranog betona. Opći principi za proračun granica otpornosti na vatru armiranobetonskih konstrukcija i metode za povećanje njihovih granica otpornosti na požar. Vatrootpornost armiranobetonskih konstrukcija (RCS). U uslovima požara granica otpornosti na vatru armiranobetonskih konstrukcija nastaje, po pravilu: 1) usled smanjenja čvrstoće betona pri zagrevanju 2) toplotnog širenja i temperaturnog puzanja armature 3) pojave prolaznih rupa ili pukotine u presjecima konstrukcije 4) kao posljedica gubitka termoizolacijske sposobnosti Najosjetljivije na vatru su savitljive armiranobetonske konstrukcije: ploče, grede, prečke, grede. Njihova granica otpornosti na vatru je obično u rasponu od R50-R90.Tako niska vrijednost granica otpornosti na vatru elemenata savijanja objašnjava se činjenicom da radna armatura vlačne zone ovih konstrukcija daje glavni doprinos njihovom nosivost, od požara je zaštićen samo tankim zaštitnim slojem betona. Ovo određuje brzinu zagrijavanja radne armature konstrukcije na kritičnu temperaturu. Otpornost na vatru komprimiranih armiranobetonskih elemenata iscrpljuje se u slučaju požara zbog smanjenja čvrstoće površine, najzagrijanih slojeva betona i otpora radne armature pri zagrijavanju. To dovodi do brzog smanjenja nosivosti konstrukcije u slučaju požara. U trenutku izlaganja požaru, kada se nosivost konstrukcije smanji na nivo pogonskih opterećenja, javlja se njena granica otpornosti na vatru prema kriteriju „R“. Za armiranobetonske stupove, granica otpornosti na vatru je obično u rasponu od R90-R150. Granična stanja vatrootpornosti za armirani beton. Faktori koji utječu na granice vatrootpornosti armiranog betona. Granična stanja otpornosti na požar za armiranobetonske konstrukcije su: 1) gubitak čvrstoće (R) 2) gubitak toplotnoizolacionog kapaciteta (I) 3) gubitak integriteta (E) Za razliku od metalnih konstrukcija, za koje je osnovna vrijednost pri ocjeni granica otpornosti na vatru za gubitak čvrstoće (R) je smanjena debljina (tred) poprečnog presjeka, za procjenu vatrootpornosti armiranobetonske konstrukcije na osnovu gubitka čvrstoće (R), potrebno je znati: 1) tip betona 2) minimum. rastojanje od zagrejane površine do ose radne armature 3) dimenzije poprečnog preseka konstrukcije 4) šema nosača. Za procjenu vatrootpornosti armiranobetonske konstrukcije na osnovu gubitka toplotne izolacijske sposobnosti (I), potrebno je znati: 1) vrstu betona 2) debljinu konstrukcije (za konstrukciju sa unutrašnjim šupljinama - efektivna debljina konstrukcije). Proračun vatrootpornosti bilo kojeg građevinske konstrukcije na osnovu gubitka integriteta (E) je vrlo složen tehnički zadatak i po pravilu se ne izvodi. Otpornost na vatru armiranobetonskih konstrukcija zavisi od mnogih faktora: konstrukcijskog dizajna, geometrije, nivoa radnih opterećenja, debljine zaštitni slojevi betona, vrste armature, vrste betona i njegove vlažnosti itd. Opšti principi za izračunavanje granica otpornosti na vatru armiranobetonskih konstrukcija Proračun granica otpornosti na požar armiranobetonskih konstrukcija, kao i metalnih konstrukcija, odnosi se na rješenje problema čvrstoće (statičke) i termičke tehnike. Za razliku od metalne konstrukcije koja se sastoji od samo jednog materijala - metala, granica otpornosti na vatru armiranog betona gubi se kao rezultat gubitka svojstava čvrstoće kako nosive metalne armature tako i samog betona. Gubitak svojstava čvrstoće metalne armature nastaje kao rezultat zagrijavanja na kritičnu temperaturu (), koja zauzvrat ovisi o naponima u poprečnom presjeku metalne armature (od primijenjenog opterećenja), vrsti armature. betonski beton, shema oslanjanja i opterećenja armiranog betona, klasa metalne armature. Gubitak svojstava čvrstoće betona također se javlja kao rezultat zagrijavanja na kritičnu temperaturu (), pri kojoj se vjeruje da beton trenutno gubi svojstva čvrstoće.

19. Granica otpornosti konstrukcija na vatru i njihova granična stanja vatrootpornosti u skladu sa st Savezni zakon br. 123-F3. Granica vatrootpornosti konstrukcije(ispunjavanje otvora protivpožarne barijere) - vremenski period od početka izlaganja požaru u standardnim uslovima ispitivanja do početka jednog od normalizovanih za datu konstrukciju (otvori za punjenje protupožarne barijere) granična stanja.

Član 35 123-FZ: Granice otpornosti na vatru građevinskih konstrukcija određuju se u standardnim uslovima ispitivanja. Početak granica otpornosti na vatru nosivih i ogradnih građevinskih konstrukcija u standardnim ispitnim uvjetima ili kao rezultat proračuna utvrđuje se vremenom postizanja jednog ili uzastopno nekoliko od sljedećih znakova graničnih stanja:

1) gubitak nosivost(R);

2) gubitak integriteta (E);

3) gubitak toplotne izolacione sposobnosti usled povećanja temperature na negrijanoj površini konstrukcije do graničnih vrednosti (I) ili dostizanja granične vrednosti gustine toplotnog toka na standardizovanoj udaljenosti od negrijane površine konstrukcije (W).

3. Granica otpornosti na vatru za popunjavanje otvora u protivpožarnim barijerama nastaje kada dođe do gubitka integriteta (E), termoizolacionog kapaciteta (I), dostizanja maksimalne vrijednosti gustine toplotnog toka (W) i (ili) nepropusnosti dima i plina. (S).

4. Utvrđene su metode za određivanje granica otpornosti na požar građevinskih konstrukcija i znakova graničnih stanja. regulatorna dokumenta o sigurnosti od požara.

5. Simboli za granice otpornosti na požar građevinskih konstrukcija sadrže slovne oznake granično stanje i grupa.

Građevinske konstrukcije zgrada, objekata i konstrukcija, u zavisnosti od njihove sposobnosti otpornosti na dejstvo požara i širenja njegovih opasnih faktora u standardnim uslovima ispitivanja, dele se na građevinske konstrukcije sa sledećim granicama otpornosti na vatru:

1) nestandardizovani;

2) najmanje 15 minuta;

3) najmanje 30 minuta;

4) najmanje 45 minuta;

5) najmanje 60 minuta;

6) najmanje 90 minuta;

7) najmanje 120 minuta;

8) najmanje 150 minuta;

9) najmanje 180 minuta;

10) najmanje 240 minuta;

11) najmanje 360 ​​minuta.

Dodatak A (obavezno). Određivanje graničnog stanja konstrukcija na osnovu gubitka nosivosti u zavisnosti od deformacija

Međudržavni standard GOST 30247.1-94
"Građevinske konstrukcije. Metode ispitivanja otpornosti na požar. Noseće i ogradne konstrukcije"
(stupio na snagu Uredbom Ministarstva građevina Ruske Federacije od 23. marta 1995. N 18-26)

Metode ispitivanja otpornosti na vatru elemenata građevinskih konstrukcija. Noseće i pregradne konstrukcije

Umjesto ST SEV 1000-78, ST SEV 5062-85

1 područje upotrebe

1.2. Standard se odnosi na:

Nosivi, samonosivi i zidovi zavjese i pregrade bez otvora;

Pokrivači i plafoni bez otvora sa spušteni plafoni(kada se koriste za povećanje vatrootpornosti konstrukcije) ili bez njih;

Stupovi i stupovi;

Grede, prečke, elementi lukova, rešetki i okvira, kao i druge nosive i ogradne konstrukcije.

Prilikom utvrđivanja granica otpornosti na požar za konstrukcije radi utvrđivanja mogućnosti njihove upotrebe u skladu sa zahtjevi zaštite od požara regulatorne dokumente (uključujući sertifikaciju), treba primijeniti metode utvrđene ovim standardom.

GOST 30247.0-94 Građevinske konstrukcije. Metode ispitivanja otpornosti na vatru. Opšti zahtjevi

ST SEV 383-87 Zaštita od požara u građevinarstvu. Termini i definicije

3 Definicije

U ovom standardu se koriste sljedeći termini.

Noseće konstrukcije (elementi)- konstrukcije koje mogu izdržati trajna i privremena opterećenja, uključujući opterećenja od drugih dijelova zgrada.

Otpornost konstrukcije na vatru- prema ST SEV 383.

Samonoseće konstrukcije- konstrukcije koje nose opterećenje samo od vlastite težine.

Zidanje- konstrukcije koje obavljaju funkciju zatvaranja ili razdvajanja volumena (prostorija) zgrade. Ogradne konstrukcije mogu kombinirati funkcije nosivih (uključujući samonoseće) i ogradnih konstrukcija.

4 Bench oprema

4.2 Prilikom ispitivanja ogradnih konstrukcija, uređaj za upravljanje sistemom dimni kanali mora obezbijediti višak pritiska u prostoru za loženje ložišta. Prilikom ispitivanja vertikalnih ograđenih konstrukcija, višak tlaka se mora održavati na visini ne manjoj od gornje 2/3 otvora peći.

5 minuta nakon početka testa, višak tlaka bi trebao biti Pa:

Prilikom ispitivanja horizontalnih elemenata - na udaljenosti od 100 mm od zagrijane površine uzorka;

Prilikom ispitivanja vertikalnih elemenata - na visini jednakoj 3/4 vertikalne veličine otvora peći, računajući od dna.

5 Temperatura

Prema GOST 30247.0.

6 Uzorci za ispitivanje konstrukcija

Uzorci za ispitivanje konstrukcija moraju biti u skladu s GOST 30247.0 i imati projektne dimenzije.

Ako nije moguće ispitati uzorke takvih veličina, tada se uzimaju minimalne dimenzije uzoraka i otvora peći kako bi se osigurale minimalne dimenzije zone izloženosti požaru na uzorku u skladu s onima navedenim u tablici 1.

Tabela 1

7 Testiranje

7.2.1 Nosači uzoraka i self nosive konstrukcije mora se testirati pod opterećenjem. Raspodjela opterećenja i uvjeti potpore za uzorke moraju odgovarati projektnim shemama usvojenim u tehnička dokumentacija.

7.2.2 Ispitno opterećenje utvrđuje se iz stanja stvaranja napona u projektnim presjecima konstruktivnih uzoraka koji odgovaraju njihovim projektnim vrijednostima ili tehničkoj dokumentaciji.

7.2.3 Prilikom određivanja projektnih vrijednosti naprezanja, u njihovim projektnim vrijednostima treba uzeti u obzir samo stalna i privremena dugotrajna opterećenja s faktorom sigurnosti jednak 1.

7.2.4 Prilikom primjene opterećenja potrebno je osigurati da se pri deformisanju uzorka opterećenja ne pomjeraju i ne utiču na vrijednost granice otpornosti na vatru zbog promjena u uvjetima razmjene toplote sa okolinom.

Opterećenje se postavlja najmanje 30 minuta prije početka testa i održava se (sa preciznošću) konstantnim tokom cijelog testa.

7.3 Raspored termoparova

7.3.1 Prosječna temperatura na nezagrijanoj površini uzoraka ogradnih konstrukcija (zidovi, pregrade, podovi, itd.) određuje se kao aritmetički prosjek očitanja najmanje pet termoparova. U ovom slučaju, jedan termoelement se postavlja u sredinu, a ostatak - u sredinu ravnih linija koje povezuju centar i uglove otvora peći.

7.3.2 U slučaju ispitivanja uzoraka konstrukcija koje se sastoje od pojedinačni elementi, potrebno je da se njihovi čeoni spojevi ne poklapaju sa lokacijama ugradnje termoparova dizajniranih za mjerenje prosječne temperature negrijane površine.

7.3.3 Za određivanje temperature u bilo kojoj tački na površini uzorka, termoelemente treba ugraditi (ili koristiti prenosivi termoelement) na ona mjesta na negrijanoj površini uzoraka ogradnih konstrukcija na kojima se javlja pojava maksimalna temperatura(na primjer, u području rebara, spojeva, metalnih ugrađenih dijelova itd.).

Prilikom određivanja prosječne temperature negrijane površine, ove točke se ne uzimaju u obzir.

Lokacije termoelementa za mjerenje temperature na negrijanoj površini uzorka ogradne konstrukcije u svakom slučaju ne smiju biti locirane ne bliže od 100 mm od ruba otvora peći.

7.3.4 Prilikom ispitivanja stubova, stubova, greda, rešetkastih elemenata i drugih štapnih konstrukcija, termoparovi za merenje temperature konstruktivnih materijala, ako su takva merenja neophodna, postavljaju se u ravninama okomitim na uzdužnu osu uzorka, koje se nalaze najmanje 1 m međusobno i ne bliže od 200 mm od unutrašnja površina peći. Jedna od ovih ravnina mora biti smještena u središtu dužine uzorka.

7.4 Uzorci spoljnih zidova se ispituju pod uticajem toplote sa strane okrenute prema prostoriji tokom rada; obloge i plafoni - odozdo; grede - sa tri strane; stubovi, stubovi i rešetke - sa četiri ili tri strane, uzimajući u obzir stvarne uslove upotrebe i najgori očekivani rezultat ispitivanja.

Uzorci jednoslojnih i simetričnih višeslojnih struktura unutrašnji zidovi ispitani su jednostrano, višeslojni asimetrični - sa svake strane, osim u slučajevima kada se nepovoljna strana može unaprijed utvrditi ili je poznat smjer udara vatre.

8 graničnih stanja

8.1 Prilikom ispitivanja nosivih i ogradnih konstrukcija razlikuju se sljedeća granična stanja.

8.1.1 Gubitak nosivosti R zbog urušavanja konstrukcije ili pojave ekstremnih deformacija, čije su vrijednosti date u Dodatku A.

8.1.2 Gubitak toplinske izolacijske sposobnosti I zbog povećanja temperature na negrijanoj površini konstrukcije u prosjeku za više od 140°C ili na bilo kojoj tački ove površine za više od 180°C u odnosu na temperaturu konstrukcije konstrukcije prije ispitivanja ili više od 220°C bez obzira na temperaturu konstrukcije do ispitivanja.

8.1.3 Gubitak integriteta E kao rezultat stvaranja pukotina ili rupa u konstrukciji kroz koje proizvodi sagorevanja ili plamen prodiru na nezagrijanu površinu. Tokom ispitivanja, gubitak integriteta se utvrđuje pomoću tampona u skladu sa GOST 30247.0, koji se stavlja u metalni okvir sa držačem i doneti na mesta gde se očekuje prodor plamena ili produkata sagorevanja i držati 10 s na udaljenosti od 20-25 mm od površine uzorka.

Vrijeme od početka ispitivanja do paljenja ili pojave tinjanja sa žarom tampona je granica otpornosti na vatru konstrukcije zasnovana na gubitku integriteta.

Ne uzima se u obzir ugljenisanje tampona koje se javlja bez paljenja ili bez tinjanja sa sjajem.

8.2 Za standardizaciju granica otpornosti na vatru nosivih i ogradnih konstrukcija, koriste se sljedeća granična stanja:

Za stupove, grede, rešetke, lukove i okvire - samo gubitak nosivosti konstrukcije i čvorova R;

Za vanjsku upotrebu nosivi zidovi i premazi - gubitak nosivosti R i integriteta E, za vanjske nenosive zidove - E;

Za nenoseće unutrašnje zidove i pregrade - gubitak toplotne izolacije I i integriteta E;

Za noseće unutrašnje zidove i protivpožarne barijere - gubitak nosivosti, integriteta i toplotne izolacije R, E, I.

9 Evaluacija rezultata ispitivanja

Prilikom izrade mjera zaštite od požara u fazi projektovanja zgrada i objekata, projektantima se mora dati zadatak pravovremene evakuacije ljudi i imovine u slučaju nužde. vanredna situacija, kao i mogućnost korištenja redovnih sredstava gašenje požara i mogućnost blagovremenog dolaska nadležnih službi.

Uspješnost navedenih mjera ovisit će o vremenu koje objekt može izdržati prije početka uništavanja. Vrijeme ovisi o karakteristikama korištenog građevinski materijal, radni uslovi konstrukcija. Sve navedeno određuje njihovu otpornost na vatru.

Karakteristike stepena

Otpornost na vatru cijele konstrukcije direktno ovisi o otpornosti na vatru građevinskih konstrukcija. Što je ovaj parametar veći za svaku strukturu, duže će cijela zgrada biti otporna na vatru. Da bi se mogao okarakterizirati, SNiP 21.09-97 identificira pet osnovnih stupnjeva otpornosti na vatru.

Za svaki stepen utvrđuju se mogućnosti korištenja određenih građevinskih materijala u izradi konstrukcija i zahtjevi za njihovu obradu. Niži stepen odgovara najstrožim zahtjevima.

Proizvedeno u skladu sa tabelama. Da biste to učinili, morate znati koji su materijali korišteni tokom izgradnje.

Tablice uzimaju u obzir materijale koji se koriste razni elementi dizajni:

• zidovi;
• podovi;
• temelji;
• završna obrada.

Naravno, dobiveni rezultati bit će valjani samo ako su materijali u skladu s GOST-om.

Stepen otpornosti na vatru određuje se prema tabelama SNiP 31-03-2001 za industrijske zgrade, SNiP 2.08.02-89 – za javne zgrade i konstrukcije, SNiP 31-01-2003 - za stambene zgrade.

Da biste koristili tablice, morate koristiti takvu karakteristiku materijala kao što je granica otpornosti na vatru materijala i konstrukcija.

Usklađenost sa stepenom otpornosti na vatru

Za provjeru usklađenosti zgrada i objekata sa stepenom izvode se posebne studije i utvrđuje potrebna i stvarna otpornost na vatru.

Potrebna vrijednost utvrđuje se proračunom prema regulatornim dokumentima (SNiP i SP) i mora uzeti u obzir namjenu, kategoriju zgrade, uslove rada i standarde za nabavku opreme za gašenje požara.

Stvarni se utvrđuje direktno na osnovu rezultata vatrotehničkog pregleda. Zgrada je priznata da ispunjava uslove Sigurnost od požara, ako stvarna otpornost na vatru nije niža od potrebne.

Koncept granice otpornosti na vatru

Granica otpornosti na vatru za konstrukcije ovisi prije svega o karakteristikama građevinskih materijala. Glavna stvar u ovom slučaju je granica otpornosti na vatru - vrijeme koje konstrukcija može odoljeti efektima vatre.

U ovom slučaju, dizajn mora osigurati to funkcionalna namjena i spriječiti širenje plamena. Otpor se mjeri u minutama od početka izlaganja materijala požaru do gubitka sposobnosti da podnese funkcionalno opterećenje i ograniči širenje plamena.

Ovaj parametar za korištene materijale direktno utječe na stupanj otpornosti na požar građevinskih konstrukcija. Možemo reći da je granica vrijeme tokom kojeg konstrukcija može odoljeti vatri.

Upotreba materijala sa višom granicom povećava ukupnu požarnu sigurnost štićenog objekta.

Kako odrediti

Da biste odredili granicu otpora određene konstrukcije, možete koristiti SNiP II-2-80 i njegov priručnik koji je objavio TsNIISK im. V. A. Kucherenko GOSSTROYA SSSR.

SNiP definira metode istraživanja i testiranja kako bi se zapravo odredilo vrijeme u kojem su materijali otporni na vatru. Priručnik koristi podatke iz prethodnih studija i utvrđuje mogućnost korištenja materijala.

Zanimljivo je da je vrlo često granica otpora konstrukcija od zapaljivih materijala viša od one od negorivih materijala. To je zato što se može instalirati prema različite zahtjeve, koje zavise od vrste konstrukcije.

Odnosno, sa istom nosivošću u normalnim uslovima, metalne konstrukcije za pregradne okvire, koje same ne izgore, mogu vrlo brzo izgubiti svoju nosivost usled jakog zagrevanja, a masivni regali od drveta, čak i ako se zapale. , ostat će stabilan neko vrijeme.

To se objašnjava činjenicom da je vlačna čvrstoća metala u hladnom stanju gotovo osam puta veća od vlačne čvrstoće drveta. U isto vrijeme drveni regali oni koji imaju veći poprečni presjek će duže odolijevati vatri, čak i kada su zahvaćeni plamenom.

Gubitak nosivosti

Gubitak nosivosti konstrukcija prijeti urušavanjem zgrade. Dakle, na nosive zidove, međuspratne plafone, građevinske obloge i stepenice primjenjuju se zahtjevi kako bi se osigurala zadana vrijednost granice otpornosti na vatru, pri kojoj će konstrukcije zadržati svoju nosivost za određeno vrijeme.

Prilikom označavanja ovog zahtjeva u dokumentaciji koristi se slovo R sa dodatkom brojki za vrijeme stabilnosti konstrukcija u minutama.

Na primjer, R20 znači da od trenutka izbijanja požara ili izlaganja požaru, konstrukcija mora održati čvrstoću u roku od 20 minuta, osiguravajući nosivost cijele zgrade.

Gubitak integriteta

Za nenoseće i ogradne konstrukcije postavljaju se zahtjevi za održavanje integriteta za određeno vrijeme. Ovo se objašnjava kako potrebom da se osigura sigurna evakuacija ljudi iz prostorija, tako i sprečavanjem ulaska u zgradu. velika količina vazduh koji može intenzivirati razvoj požara.

U dokumentaciji je ovaj parametar označen slovom E. Na primjer, E15 znači da pregrade od gipsanih ploča moraju spriječiti širenje vatre iz prostorije u prostoriju u roku od 15 minuta. U isto vrijeme, same particije ne bi trebale biti uništene.

Gubitak termoizolacijskih svojstava

Granicu otpornosti na vatru za gubitak izolacijskih svojstava treba izračunati za međuspratne stropove i unutrašnje pregrade stepeništa. To je neophodno kako bi se osigurao bezbjedan boravak i evakuacija ljudi gornji spratovi i na stepenicama.

Ova vrijednost je označena slovom I sa dodanim vremenom otpornosti na vatru. Na primjer, I15 znači da se struktura ne bi trebala zagrijavati 15 minuta i prenositi toplinu kroz materijal 15 minuta.

Neke strukture mogu biti podložne zahtjevima za nekoliko parametara odjednom. Na primjer, podovi u zgradi sa stepenom otpornosti na vatru II moraju imati granicu otpornosti na vatru REI45.

Građevinske konstrukcije zgrada i objekata, u zavisnosti od njihove sposobnosti otpornosti na dejstvo požara i širenja njegovih opasnih faktora u standardnim uslovima ispitivanja, dele se na građevinske konstrukcije sa sledećim granicama otpornosti na vatru:

1) nestandardizovani; 2) najmanje 15 minuta; 3) najmanje 30 minuta; 4) najmanje 45 minuta;

5) najmanje 60 minuta; 6) najmanje 90 minuta; 7) najmanje 120 minuta; 8) najmanje 150 minuta;

9) najmanje 180 minuta; 10) najmanje 240 minuta; 11) najmanje 360 ​​minuta.

Granice otpornosti na požar građevinskih konstrukcija određuju se u standardnim ispitnim uvjetima.

Granice otpornosti na vatru građevinskih konstrukcija sličnih oblika, materijala, dizajn građevinske konstrukcije koje su prošle protivpožarna ispitivanja mogu se odrediti proračunskom i analitičkom metodom utvrđenom regulatornim dokumentima o sigurnosti od požara.

Metode za određivanje granica otpornosti na požar građevinskih konstrukcija i znakova graničnih stanja utvrđene su regulatornim dokumentima o sigurnosti od požara.

Stvarna granica otpornosti na vatru građevinskih konstrukcija u mnogim zemljama utvrđuje se eksperimentalno provođenjem ispitivanja na požar građevinskih konstrukcija u punom obimu. Regulisana je metoda ispitivanja požara u punom obimu međunarodni standard ISO/DIS 834 "Ispitivanje vatrootpornosti građevinskih komponenti". U Rusiji, od 1. januara 1996. godine, granice otpornosti na vatru građevinskih konstrukcija i njihove simboli utvrđuju se prema GOST 30247, GOST 51136, GOST R 53307 i GOST R 53308 prema vremenu pojave jednog ili uzastopno više znakova graničnih stanja, standardiziranih za dati dizajn.

GOST 30247.0-94 predviđa opšte odredbe, uključujući definicije pojmova koji se koriste za utvrđivanje otpornosti konstrukcija na vatru, izjavu o suštini metoda ispitivanja otpornosti na vatru, opšte zahtjeve za opremu za ispitivanje, temperaturni uslovi, uzorci i postupak ispitivanja.

Isti standard navodi glavne vrste graničnih stanja konstrukcija za otpornost na vatru, glavne odredbe za procjenu rezultata ispitivanja i zahtjeve za izvještaj o ispitivanju. Standard utvrđuje za istu konstrukciju različite granice otpornosti na vatru na osnovu uparenih znakova pojave graničnog stanja. Dakle, ispitivanja vatrootpornosti zida mogu se nastaviti sve do potpunog uništenja, a tokom ispitivanja utvrdiće se granice njegove otpornosti na vatru na osnovu gubitka toplotne izolacione sposobnosti i na osnovu gubitka integriteta, u zavisnosti od gde se postavlja nosivi zid. Zahtjevi za njegovu sposobnost toplinske izolacije mogu biti sljedeći:

za međustambeni zid – 30 minuta, zid raskrsnice – 45 minuta, zid unutar stana – 15 minuta. Ali u smislu nosivosti mora izdržati, na primjer:

Svih 120 minuta u objektima 1. stepena vatrootpornosti;

90 minuta u objektima II stepena vatrootpornosti;

45 minuta u objektima III stepena vatrootpornosti;

15 minuta u objektima IV stepena vatrootpornosti.

Prilikom projektovanja ove karakteristike se moraju uzeti u obzir i to bi se u konačnici trebalo odraziti na odabir najprikladnijih građevinskih materijala uključenih u građevinsku konstrukciju, a uglavnom u financijskim uštedama.

U skladu sa članom 35, dio 2 i dio 5 Tehnički propisi prema zahtjevima zaštite od požara, građevinske konstrukcije prema njihovom graničnom stanju otpornosti na požar dijele se na sledeće vrste i imaju slovne oznake:

1) gubitak nosivosti (R);

2) gubitak integriteta (E);

3) gubitak toplotne izolacione sposobnosti usled povećanja temperature na negrijanoj površini konstrukcije do graničnih vrednosti (I) ili dostizanja granične vrednosti gustine toplotnog toka na standardizovanoj udaljenosti od negrijane površine konstrukcije (W).

1. Gubitak nosivosti(R) u vidu urušavanja konstrukcije ili pojave ekstremnih deformacija (ovisno o vrsti konstrukcije).

Numeričke vrijednosti graničnih deformacija za razne vrste dizajni su dati u Dodatku "A" GOST 30247.1-94. Za savitljive konstrukcije, to je vrijednost L/20, ili ako je stopa povećanja deformacije L 2 /(9000 h) cm/min (gdje je L dužina konstrukcije, cm; h projektna visina konstrukcije presjek (debljina) konstrukcije, cm.

Za vertikalne konstrukcije graničnim stanjem otpornosti na vatru treba smatrati uslov kada vertikalna deformacija dostigne L/100 ili stopa povećanja deformacije dostigne 10 mm/min - za uzorke visine 3-0,5 m.

Na osnovu prvog graničnog stanja konstrukcija za otpornost na vatru ocjenjuju se konstrukcije nosivih zidova, obloga, podova (grede, rešetke, stupovi, lukovi, okviri) i čvorovi koji ih povezuju.

Granica vatrootpornosti mjesta pričvršćivanja i spojeva građevinskih konstrukcija ne smije biti niža od potrebne granice otpornosti na vatru samih konstrukcija.

2. Gubitak integriteta (E) ili neispravnu strukturu ogradne konstrukcije kao rezultat stvaranja prolaznih pukotina, rupa kroz koje proizvodi izgaranja ili plamen prodiru na negrijanu površinu. Procjenjuje se njihovim brojem i veličinom (dužina, širina i dubina), mjereno pomoću posebnih kalibriranih sondi i igala, optičkih povećala ili mikroskopa, te ultrazvučne dijagnostike; tapkanjem po konstrukciji, pazeći na zvuk: rastresiti beton proizvodi tup zvuk, ako ima raslojavanja, zveckanje, kod gustog betona zvuk zvoni.

3. Gubitak sposobnosti toplotne izolacije (I) , odnosno grijanje konstrukcija na temperature, preko kojih može doći do samozapaljenja zapaljivih materijala koji se nalaze u susjednim prostorijama.

Utvrđeno je da zagrijavanjem konstrukcije na temperaturu od oko 220 0 C već može predstavljati opasnost od spontanog paljenja raznih čvrstih i tečne supstance. Dakle, gubitak toplotne izolacije građevinske konstrukcije tokom požara nastaje kada temperatura na negrijanoj površini pređe početnu:

– porast temperature za više od 140 0 C (mjereno sa pet termoparova);

– u bilo kojoj tački na ovoj površini porast temperature je veći od 180 0 C;

– ili je apsolutna temperatura jednaka 220 0 C u bilo kojoj tački površine, bez obzira na početnu temperaturu konstrukcije prije ispitivanja.

Dakle, prvo granično stanje konstrukcije za otpornost na vatru (R) karakterizira gubitak nosivosti konstrukcije, drugi (E) i treće (ja) - mačevanje.

Uzorci nosivih i samonosećih konstrukcija moraju se ispitati pod opterećenjem. Raspodjela opterećenja i uvjeti potpore za uzorke moraju odgovarati onima prihvaćenim u tehničkoj dokumentaciji. Veličina ispitnog opterećenja utvrđuje se iz uslova stvaranja u poprečnim presjecima projektnih uzoraka napona koji su predviđeni projektom prema projektnoj ili tehničkoj dokumentaciji. Pri određivanju vrijednosti projektnih naprezanja uzimaju se u obzir samo trajna i privremena dugotrajna opterećenja u njihovim izračunatim vrijednostima sa koeficijentom pouzdanosti 1.

Uzorci eksterijera zidovi testiran kada je tokom rada izložen toploti sa strane okrenute prema prostoriji; grede- sa tri strane, i stupovi, stubovi i rešetke– na četiri ili tri strane – uzimajući u obzir stvarne uslove upotrebe.

Uzorci dizajna jednoslojni i simetrični višeslojni unutrašnji zidovi testiraju se na jednoj strani, jednoslojni asimetrični - sa svake strane, osim u slučajevima kada se nepovoljna strana može unaprijed utvrditi ili je poznat smjer udara vatre.

Tokom testa, bilježe se sljedeći parametri:

A) vrijeme pojava graničnih stanja konstrukcije za otpornost na požar i njihov tip;

b) temperatura u pećnici, na negrijanoj površini ogradne konstrukcije, kao i na drugim unaprijed određenim mjestima.

Termoparovi za mjerenje temperature medija u ložištu peći moraju biti postavljeni na najmanje pet mjesta. Kraj termoelementa treba postaviti na udaljenosti od 100 mm od strukture uzorka.

Prosječna temperatura nezagrijane površine uzoraka ogradnih konstrukcija ( zidne ploče, podne ploče, pregrade itd.) određuju se kao aritmetički prosjek očitanja najmanje pet termoparova.

Da bi se odredila temperatura u bilo kojoj tački površine uzorka, termoelemente treba ugraditi (ili koristiti prijenosni termoelement) na onim mjestima na negrijanoj površini ogradnih konstrukcija gdje se očekuje postizanje maksimalne temperature (npr. u području rebara, spojeva, metalnih ugradnih dijelova). Prilikom određivanja prosječne temperature nezagrijane površine uzorka ove točke se ne uzimaju u obzir.

c) količinu viška pritiska u peći (prilikom ispitivanja ogradne konstrukcije na plin i dimnu nepropusnost). Trebalo bi da bude 10 (2) Pa;

d) količinu deformacije (prilikom ispitivanja noseće konstrukcije);

e) vrijeme pojavljivanja plamena na nezagrijanoj površini uzorka (ograđujuće konstrukcije) određuje se pomoću pamučnih štapića;

f) vrijeme pojave i priroda pukotina, rupa, raslojavanja, kao i drugih pojava (na primjer, narušavanje uslova potpore, pojava dima).

Navedenu listu izmjerenih parametara i zabilježenih pojava moguće je dopuniti i promijeniti u skladu sa zahtjevima metoda ispitivanja specifične vrste dizajni.

Ispitivanja se moraju nastaviti do pojave jednog ili, ako je moguće, uzastopno svih graničnih stanja konstrukcija za otpornost na vatru, standardiziranih za konstrukciju koja se ispituje. Rezultati dobiveni tijekom ispitivanja mogu se koristiti za procjenu granica otpornosti na vatru korištenjem proračunskih metoda drugih sličnih (po obliku, materijalima, dizajnu) konstrukcija. Zauzvrat, standard dozvoljava da se granice otpornosti na vatru građevinskih konstrukcija određuju metodom proračuna, a ispitivanja se ne smiju provoditi. Metoda kalkulacije ne odnosi se na konstrukcije čija otpornost na vatru može biti okarakterisana gubitkom gustine.

Ako su različite granice otpornosti na vatru standardizirane (ili uspostavljene) za konstrukciju za različita granična stanja, oznaka granice otpornosti na vatru sastoji se od dva ili tri dijela, odvojena kosom crtom, na primjer:

R120/EI 60– granica otpornosti na vatru 120 min – za gubitak nosivosti; granica otpornosti na vatru od 60 minuta - za gubitak integriteta ili termoizolacione sposobnosti, bez obzira koje od ova dva granična stanja nastupi ranije.

At različita značenja Granice otpornosti na vatru regulirane različitim graničnim stanjima, oznaka brojčanih vremenskih vrijednosti je navedena u opadajućem redoslijedu.

Digitalni indikator u oznaci granice otpornosti na vatru mora odgovarati jednom od brojeva sljedeći red: 15, 30, 45, 60, 90, 120, 150, 180, 240, 360, tj. mora biti višekratnik od 15, a pri dobijanju eksperimentalnih ili izračunatih međupokazatelja potrebno je uzeti manje numerička vrijednost iz ove serije.

Projektirane ili stvarne granice otpornosti na vatru postojeće strukture Uobičajeno je da se oni nazivaju stvarnim, a oni koji su određeni sigurnosnim uvjetima ili standardima - zahtijevani i označeni, redom, P f i P tr. Stvarne i potrebne granice otpornosti konstrukcija na požar standardizirane su i uzimaju se u obzir pri projektovanju zgrada i objekata. Sigurnosni zahtjevi se smatraju ispunjenim kada su ispunjeni sljedeći uslovi: P f ≥ P tr

Čelik je nezapaljivog materijala, ali, kao i svi materijali koji se koriste u građevinarstvu, ne mogu izdržati dugotrajno izlaganje visoke temperature koji se dešavaju u zgradi tokom požara. Na temperaturama do 250 °C, čvrstoća blagog niskougljičnog čelika raste, zatim se ova granica postepeno smanjuje, a na 400 °C čvrstoća čelika ponovo poprima svoju prvobitnu vrijednost. Kritična temperatura pri kojoj dolazi do gubitka nosivosti čelične konstrukcije at standardno opterećenje, uzima se jednakim 500 °C.

Toplota metalne konstrukcije u uslovima požara zavisi od mnogih faktora, među kojima su glavni intenzitet požara i načini termičke zaštite metalnih konstrukcija.

Konstrukcije bez zaštite od požara deformiraju se i uništavaju pod utjecajem naprezanja od vanjskih opterećenja i temperature. Zaštita od požara, blokiranjem toka topline iz vatre na površinu konstrukcije, štiti je od brzog zagrijavanja i omogućava joj da zadrži nosivost za određeno vrijeme.

Metali su različiti visoka toplotna provodljivost, stoga se njihova zaštita od požara sastoji u stvaranju na površini metalnih elemenata dizajn toplotnoizolacionih ekrana koji mogu izdržati izloženost vatri ili visokim temperaturama.

Prisutnost termoizolacijskih paravana omogućava konstrukcijama da u slučaju požara uspore zagrijavanje metala i zadrže svoje funkcije određeno vrijeme, odnosno do kritične temperature na kojoj počinje gubitak nosivosti.

Možete odabrati sledećim metodama protivpožarna zaštita čeličnih konstrukcija:

Oblaganje konstrukcija za zaštitu od požara pločasti materijali ili postavljanje protivpožarnih paravana na gradilištu ( konstruktivan način);

Nanošenje vatrootpornih premaza direktno na površinu konstrukcija (premazivanje, farbanje, prskanje, itd.);

Kombinovana (kompozitna) metoda, koja je racionalna kombinacija na razne načine zaštita od požara.

Granično stanje vatrootpornosti građevinskih konstrukcija karakteriše:

Gubitak nosivosti kao rezultat kolapsa ili dostizanja graničnih deformacija (R);

Gubitak integriteta kao rezultat stvaranja pukotina ili rupa u strukturi kroz koje proizvodi sagorevanja ili plamen prodiru na nezagrijanu površinu (E);

Gubitak toplinske izolacijske sposobnosti zbog povećanja temperature na negrijanoj površini konstrukcije za više od 140 °C (I).

Prema klauzuli 8.2 GOST 30247.0-94 "Građevinske konstrukcije. Metode ispitivanja otpornosti na požar", u zavisnosti od vrste konstrukcija i njihove uloge u stabilnosti zgrada i konstrukcija, sljedeća granična stanja primjenjuju se za standardizaciju granica otpornosti na požar. nosive i ogradne konstrukcije:

Za stupove, grede, rešetke, lukove i okvire - samo gubitak nosivosti konstrukcije i čvorova (R);

Za vanjske nosive zidove i obloge - gubitak nosivosti i integriteta (R, E);

Za vanjske nenoseće zidove - samo gubitak integriteta (E);

Za nenoseće unutrašnje zidove i pregrade - gubitak toplotne izolacije i integriteta (E, I);

Za noseće unutrašnje zidove i protivpožarne barijere - gubitak nosivosti, integriteta i termoizolacione sposobnosti (R, E, I).

Stvarna granica otpornosti na vatru čeličnih konstrukcija (vidi tabelu 1) za vrijeme takozvanog standardnog požara, ovisno o debljini elemenata i veličini pogonskih naprezanja, iznosi 6-15 minuta. Vrijednost potrebnih granica otpornosti na vatru za osnovne građevinske konstrukcije, uključujući i metalne, kreće se od 15 minuta do 4 sata, ovisno o stepenu vatrootpornosti zgrade i vrsti konstrukcije. Međutim, većina nezaštićenih čeličnih konstrukcija može zadovoljiti samo minimalne zahtjeve otpornosti na vatru do 15 minuta. To nam omogućava da zaključimo da je opseg primjene metalnih konstrukcija ograničen u pogledu otpornosti na vatru, budući da je usklađenost sa sledeći uslov sigurnost:

gdje je Pf stvarna granica otpornosti konstrukcija na požar;

Ptr - potrebna (standardna) granica otpornosti na vatru.

Ovaj sigurnosni uvjet je glavni kriterij za opravdanje potrebe za protupožarnom zaštitom metalnih konstrukcija, odnosno ako je vrijednost Pf indikatora veća ili jednaka vrijednosti Ptr, onda zaštita od požara nije potrebna, a ako je Pf manji. nego Ptr, potrebna je protivpožarna zaštita.

Potrebne granice otpornosti na požar građevinskih konstrukcija određuju se na osnovu potrebnog stepena otpornosti na požar zgrada (konstrukcija) prema tabeli 4* SNiP 21-01-97".

Stvarne granice otpornosti na požar građevinskih konstrukcija mogu se utvrditi na dva načina: ispitivanjem požara (REI) i metodom proračuna (RI).

U skladu sa metodologijom proračuna navedenom u „Priručniku za određivanje granica otpornosti na vatru, granica širenja vatre u konstrukcijama i grupama zapaljivosti materijala“ (TsNIISK po imenu V.A. Kučerenka iz Državnog građevinskog komiteta SSSR-a, Moskva, 1985.), trebalo bi da bude pretpostavio da metalne konstrukcije ne širite vatru (granica širenja vatre ovdje treba biti jednaka nuli).

Granica otpornosti na vatru nosivih metalnih konstrukcija ovisi o smanjenoj debljini metala (6 mm, mm) i vlastitoj granici otpornosti na vatru. Data debljina metala se izračunava po formuli:

gdje je F površina poprečnog presjeka (mm2), čija se vrijednost za valjani profilirani čelik uzima prema asortimanu (GOST), a za kompozitne (zavarene) presjeke određuje se na osnovu zbira površina konstitutivnih konstrukcijskih elemenata. elementi;

P je obim grijane površine konstrukcije (mm).

Grijani perimetar metalnih konstrukcija određuje se bez uzimanja u obzir površina uz ploče, podove i zidove, pod uvjetom da granica otpornosti na vatru ovih konstrukcija nije niža od granice otpornosti na vatru grijane konstrukcije.

Za rešetke i druge statički odredive konstrukcije koje se sastoje od elemenata različitih presjeka, smanjena debljina metala određena je najniža vrijednost za sve opterećene elemente. Prilikom utvrđivanja granice otpornosti na požar čeličnih konstrukcija sa zaštitom od požara prema IV graničnom stanju (za konstrukcije zaštićene vatrootpornim premazima i ispitane bez opterećenja, granično stanje će biti postizanje kritične temperature materijala konstrukcije), parametar 500 °C treba uzeti kao kritičnu temperaturu (Priručnik za određivanje granica otpornosti na požar, granica širenja požara kroz konstrukcije i grupe materijala zapaljivosti, tačka 2.34).

Vreme očuvanja svojstava metala u uslovima požara (kada je to potrebno i ekonomski opravdano) možete produžiti sledećim metodama:

Odabir metalnih proizvoda koji su otporniji na vatru. Ovdje se prednost daje čelicima (umjesto legure aluminijuma), i niskolegirani, a ne ugljični. Prilikom odabira proizvoda za ojačanje, trebali biste preferirati armaturu koja nije ojačana hladnim otvrdnjavanjem i toplinskom obradom;

Proizvodnja specijal metalni proizvodi, otporniji na toplinu;

Zaštita od požara metalnih proizvoda (konstrukcija) nanošenjem spoljnih toplotnoizolacionih slojeva.

Zaštita metalnih konstrukcija od požara nanošenjem betona na armaturu čelična mreža, malterisanje ili oblaganje negorivim listovi materijala značajno otežava konstrukciju i vrlo je radno intenzivan, što ga u nekim slučajevima čini neprihvatljivim. Trenutno, nove, manje radno intenzivne metode koje koriste spojeve za usporavanje požara koji neznatno povećavaju težinu konstrukcija postaju sve raširenije. Tehnološki najnaprednije je nanošenje tankih slojeva intumescentnih vatrootpornih smjesa (boja) na površinu predmeta. Njihova otpornost na vatru se manifestuju povećanjem debljine sloja i promenom termofizičkih karakteristika pod termičkim uticajem u uslovima požara.

Intumescentne vatrootporne boje (premazi) su kompozitnih materijala, koji sadrži polimerno vezivo i punila (usporivači požara, sredstva za upuhivanje, tvari otporne na toplinu i stabilizatori sloja pjenastog ugljika). Zagrijavanjem se razgrađuju oko zaštićene konstrukcije uz apsorpciju topline, oslobađaju se inertni plinovi i pare, koji zamjenjuju kisik iz atmosfere i blokiraju konvektivni prijenos topline na zaštićenu površinu, potiskujući plamen u blizini sloja premaza, smanjujući radijacijski toplinski tok i usporavajući proces sagorevanja. Intumescentni premazi sadrže komponente koje su izvor stvaranja pjenastog ugljičnog sloja koji pokriva površinu strukture. Ovaj sloj se postepeno koksuje i postaje tvrd.

Sloj pjene, kojeg karakterizira niska toplinska provodljivost, obavlja funkciju toplotni štit, što usporava širenje topline kroz konstrukciju i njeno zagrijavanje, uslijed čega obrađeni objekt mnogo kasnije ulazi u područje kritične temperature.

Danas na teritoriji Ruska Federacija Da bi se osigurala zaštita građevinskih konstrukcija od požara, koristi se širok spektar vatrootpornih materijala ( gipsane kompozicije, intumescentne boje, premazi, ploče od mineralne vune(otirači), suvi malteri) koji imaju različitu vatrootpornu efikasnost i, shodno tome, prednosti i nedostatke.

Za postojeće vatrootporne smjese, boje i mastike certificirane u skladu s metodologijom opisanom u NPB 236-97 " Usporivači požara za čelične konstrukcije. Opšti zahtjevi. Metoda za određivanje efikasnosti vatrootpornosti", određuje se samo grupa njihove efikasnosti usporenja požara.