3.5. Вогнезахист металевих конструкцій

Для підвищення вогнестійкості металевих конструкцій їх покривають захисними матеріалами. Поведінку захисного облицювання під час пожежі визначають розрахунком, виходячи з теплотехнічних характеристик матеріалу облицювання. Захисні можливості матеріалів облицювання отримані експериментально:

1) Шар штукатурки товщиною 25мм по металевій сітці - 50хв.

2) Шар штукатурки товщиною 50мм по металевій сітці - 2год.

3) Облицювання цеглою в ¼ цеглини - 2год.

4) Облицювання цеглою в ½ цеглини - 5год.

5) Гіпсові плити товщиною 30мм з шаром штукатурки 20мм - 2год.

Значно важче захищати від дії пожежі сталеві балки і ферми. Облицювання поверхні таких металевих конструкцій плитами, цеглою і штукатуркою – неможливо. Тому розробляють різноманітні розчини, які наносять шляхом розбризкування на поверхню металевої конструкції:

1 азбест, перліт, вермикуліт – 2 год;

2 облицювання товщ. 6 мм розчином: перліт, цемент, азбест, рідке скло – 3 год;

3 обмазки, які спучуються товщиною 2.5 – 3 мм – 1год.

Новітні матеріали:

1) Протерм стил – 0.5–1год ( для мет. конструкцій )

2) Протерм СЕ – 1год ( для деревини )

3) Девиспрей – 1–3 год ( для залізобетонних конструкцій, м/к )

4) Фибромін – 0.5-–3 год ( легке мікро волокнисте покриття – для повітроводів)

5) Ньюспрей – від 3 год ( спучений вермикуліт для залізобетонних конструкцій ).

Питання для самоконтролю

1. Метали. Загальні відомості та властивості.

2. Основні види елементарних комірок кристалічних граток металів.

3. Чорні метали. Загальні відомості.

4. Властивості і маркування чавунів.

5. Класифікація сталей.

6. Вироби та застосування сталі у будівництві.

7. Особливості арматури для залізобетонних виробів.

8. Застосування у будівництві алюмінію та його сплавів.

9. Застосування у будівництві міді та її сплавів.

10. Поведінка металів в умовах високих температур.

11. Вогнезахист металевих конструкцій.

Задачі для самостійного розв’язування

1. Початкова довжина зразків із сталі з різним вмістом нікелю при t₁=20С була однакова – l₀=500 мм. Якщо врахувати, що коефіцієнти лінійного теплового розширення сталі _t з 20% Ni – 11,510^–6 град^–1, 30,4% Ni – 5,0410^–6 град^–1; 36,1% Ni – 0,9 10^-6 град^–1, якою стала довжина зразків при t₂=300С?.

2. При визначенні модуля пружності сталі використали зразок з початковим діаметром d = 10 мм (початкова площа поперечного перерізу S₀ = 78,5 мм²) і розрахунковою довжиною l₀ = 100 мм. Вимірювачем деформації служить тензометр з ціною поділки 0,002 мм. Навантаження проводили ступенями F = 5400 Н до навантаження F, яке відповідає 70% очікуваної межі пропорційності (F = 37800 Н). При даному навантаженні за шкалою тензометра зафіксовано показник 105 поділок. Розрахувати модуль пружності сталі.

3. Механічні властивості конструкційної сталі визначаємо на циліндричних зразках з початковим діаметром d₀=10 мм, площею поперечного перерізу S₀=78,5 мм² і довжиною l₀=100 мм. Допустиме навантаження, пропорційне відносному видовженню зразка, F_п.п=34 кН. Навантаження, при якому досягається кінцеве видовження, рівне 0,05% початкової (розрахункової) довжини зразка, F_0,05 = 37,36 кН. Навантаження, при якому кінцеве видовження складає 0,02% початкової довжини, F_0,2 = 41,5 кН. Найбільше навантаження, яке передує руйнуванню, F = 68 кН. Довжина робочої частини зразка після розриву l₁=110 мм. Діаметр шийки зразка після розриву d₁ = 8,4 мм. Визначити межу пропорційності, умовну межу текучості, тимчасовий опір сталі, відносне видовження і звуження.

4. Розрахувати подовження стержня з початковою довжиною 50 см, нагрітого від 20С до 100С і виготовленого із сталі та алюмінію. Коефіцієнти лінійного розширення (_t10 ^–7) сталі – 117 град^–1; алюмінію – 235 град^–1.

5. Який діаметр повинен мати стальний стержень довжиною l_0 .= 2,5 м, якщо потрібно утримувати вантаж m = 6 т (F = 60 кН). Розрахувати абсолютне граничне видовження стержня l. Допустиме напруження на розтяг для сталі  =160 МПа, модуль пружності Е = 210⁵ МПа.

Розділ 4