Огнестойкость строительных конструкций.Предел огнестойкости.

Огнесто́йкость — способность строительных конструкций ограничивать распространение огня, а также сохранять необходимые эксплуатационные качества при высоких температурах в условиях пожара. Характеризуется пределами огнестойкости и распространения огня.

Пределы огнестойкости строительных конструкций определяются путем их огневых испытаний по стандартной методике и выражаются временем (в часах или минутах) действия на конструкцию стандартного пожара до достижения ею одного из следующих предельных состояний:

Потери несущей способности (обрушение или прогиб) при проектной схеме опирания и действии нормативной нагрузки — постоянной от собственного веса конструкции и временной, длительной, от веса стационарного оборудования (станков, аппаратов и машин, электродвигателей и др.);

Повышения температуры необогреваемой поверхности в среднем более чем на 160 °С или в любой ее точке более чем на 190 °С в сравнении с начальной температурой либо более 220 °С независимо от температуры конструкции до испытаний;Образования в конструкции сквозных трещин или отверстий, через которые проникают продукты горения или пламя;

Достижения при испытаниях ненагруженной конструкции критической температуры (то есть температуры, при которой происходят необратимые изменения физико-механических свойств) её несущих элементов или частей, защищенных огнезащитными покрытиями и облицовками; характеризует потерю несущей способности.

Данные о пределах огнестойкости и распространения огня используют при проектировании зданий и сооружений. Последние, согласно нормативным документам, разделены по степени огнестойкости на пять групп. Для них установлены требуемые пределы огнестойкости (минимальные) и распространения огня (максимальные) основных строительных конструкций. В зависимости от их вида указанные пределы огнестойкости изменяются от 0,25 до 2,5 ч, пределы распространения огня — от 0 до 40 см. Повышение огнестойкости достигается методами огнезащиты.

Методика расчёта

Пределы распространения огня определяются размерами их повреждений вследствие горения или обугливания вне зоны воздействия стандартного пожара. Эти пределы находятся посредством огневых испытаний конструкций.

Стандартный пожар воспроизводится в печах, футерованных огнеупорным кирпичом, путем сжигания керосина с помощью специальных форсунок. При этом температура в печах контролируется термопарами, горячие спаи которых отстоят от поверхностей испытываемых конструкций на 100 мм. Работу форсунок регулируют так, чтобы их пламя не имело контакта с контрольными термопарами и поверхностью каждой конструкции. Температура в печи при испытаниях повышается в соответствии с зависимостью:

где — время от начала испытания, мин; T — температура в печи за время; — начальная температура.

Предел огнестойкости конструкции по предельным состояниям 1, 2 и 4 может быть определён расчётным путём, если известны схемы её разрушения при действии огня, а также теплофизические, прочностные и деформационные характеристики строительных материалов этой конструкции при высоких температурах.

В общем случае расчет предела огнестойкости по потере несущей способности, применяемый для любой конструкции, сводится к решению теплотехнической и статической задач. Теплотехнический расчет заключается в определении температуры по сечению конструкции при действии на неё огня. Однако решением данной задачи ограничиваются, если предел огнестойкости конструкции находят по предельному состоянию 2. Статическую задачу решают на основе выявленной при огневых испытаниях схемы разрушения конструкции и использования уравнений её равновесия и деформаций, а также данных об изменении прочностных и деформационных свойств материалов при высоких температурах. Статический расчёт позволяет найти зависимости снижения несущей способности (прочности) или роста деформаций конструкций от времени огневого воздействия. По этим зависимостям предел огнестойкости определяется как время, по истечении которого несущая способность конструкции снижается до величины рабочей нагрузки или её деформации достигают максимума (предельное состояние 1). В некоторыхрых случаях можно сразу вычислить критическую температуру, вызывающую обрушение конструкции. Затем, решая обратную теплотехническую задачу, рассчитывают время прогрева конструкции до критической температуры; это время принимают за предел огнестойкости.