Огнестойкость металла

Огнестойкость метелла Разное

При определенной температуре у всех металлов происходит образование пластичного шарнира и снижается прочность.

Это называется пределом огнестойкости металла, показатель считается определяющим при расчете несущей способности конструкций. По сути, это время, которое необходимо для наступления необратимых деформаций.

Критические температуры

Степень огнестойкости металлокаркаса определяет прочность строительных конструкций и выбор необходимых средств огнезащиты.

Хотя металлы относятся к трудносгораемым материалам, при критических температурах они быстро теряют свои противопожарные свойства, в результате чего подвергаются деформации и расколу. Предел огнестойкости таких конструкций в среднем составляет 10-20 минут, для расчета берется ряд показателей.

При определении огнестойкости стальных конструкций учитывают, что потеря несущей целостности этого материала при нормативной нагрузке происходит при 500°С, а предел его прочности снижается уже при 300°С.

Во время пожара внутри здания температура может повышаться до 1000°С, что приводит к пережогу стали и потере ею первоначальной структуры. При таких показателях фиксируют повышенную хрупкость металла и резкое снижение его механической стойкости с образованием камневидных изломов.

Для определения устойчивости стали к открытому огню учитывают:

  • интенсивность разогрева: равномерно или с промежутками материал испытывает повышенные температуры;
  • толщину металлических листов;
  • размер металлоконструкции в соотношении с площадью воздействия огня;
  • использование огнезащитных средств (покрытий).

Основной причиной деформаций и разрушений металла считают длительное воздействие критической температуры. Выделяют также дополнительные факторы снижения сопротивления огню:

  • Повышенная теплопроводность, из-за чего увеличивается вероятность образования «электронного газа».
  • Разрушение углеродистого слоя, из-за чего возникают нагрузки растягивающего типа.
  • Перепад температур по сечениям, который приводит к критическим напряжениям.

Пожарный

Расчет огнестойкости металлических конструкций

Инструкция по определению способности металла — в частности, стали — противостоять открытому огню без образования изломов и деформаций разработана ВНИИПО в 2013 году. Согласно этому документу, расчет включает теплотехническую и статическую часть.

Первую составляют по результатам испытаний по ГОСТ Р 53295 и ГОСТ 30247.1.стальных образцов с тонким огнезащитным покрытием при воздействии на них стандартной температуры пожара в закрытых помещениях.

На этом этапе определяют время прогрева металла до средних критических показателей. Для этого учитывают:

  • схему нагрузки;
  • толщину опытного образца;
  • количество сторон, на которые воздействуют огнем;
  • сечение и марку металла;
  • огнезащитные свойства покрытия.

Статику огнестойкости считают при прогреве сечения до критических температур, которые, в свою очередь, зависят от вида конструкции, марки металла и непосредственной нагрузки.

Согласно ст.87 (табл. 21) Технического регламента о требованиях пожарной безопасности, учитывают нормативные пределы металлоконструкций.

Таблица 21

Степень устойчивости к повышенным температурам определяют также по СП 2.13130.2012 «Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты». Пунктом 5.4.3 этого документа определена возможность использования незащищенных стальных конструкций без учета их фактического уровня сопротивления огню.

Исключение делается для объектов, в которых хотя бы один элемент несущей части (балки, фермы, колонны) имеет показатель R8. В этом случае расчет проводится по методике  ВНИИПО.

Свод правил ограничивает также применение тонкослойных покрытий на несущих элементах в зданиях I и II степени огнестойкости при использовании для них металла толщиной менее 5,8 мм.

Железобетонные сооружения

Огнестойкость железобетонных, или каменных, конструкций рассчитывают с учетом марки бетона, которым покрыт металлический каркас, а также тип и состав вяжущего наполнителя.

Нормы изложены в Своде правил 468.1325800.2019. Расчет проводят с учетом распределения температуры по бетону поперечного сечения при воздействии стандартного режима пожара по ГОСТ 30247.0.

В СП 468.1325800.2019 даны коэффициенты теплопроводности бетона с керамзитным, силикатным и карбонатным наполнителем. Учитывают также коэффициент теплопроводности стали.

Испытания на огнестойкость

При расчете огнестойкости железобетонной конструкции по потере несущей способности (R) определяют теплотехническую и статическую части.

Для первой основным параметром считается длительность пожара с выделением коэффициентов условий работы арматуры и бетонного наполнителя при прогреве конструкции по ее сечению.

Статическую часть считают с определением прочности уже нагретого образца, учитывая при этом изменение свойств бетона и арматуры, а также схему их разрушения после стандартной температуры пожара.

Расчет прочности при этом базируется на СП 468.1325800.2019 и СП 63.13330. Статика по потере несущей способности R не учитывает ветровую, крановую и динамическую нагрузки, так как их проявление одновременно с пожаром не происходит.

Определение огнестойкости металлоконструкций проводят в рамках противопожарных мер по защите объектов с целью минимизации жертв и разрушений в случае возгораний.

Оцените статью