9. Теоретические основы разработки методов расчета огнестойкости строительных конструкций

СХЕМА существующей оценки строительных конструкций требованиям огнестойкости по СНиП

Назначение здания

Высота здания

Требуемый предел огнестойкости (П_тр)

Объем или площадь пола здания

СНиП

Функциональная пожарная опасность здания

Степень ответственности конструкции

Предлагаемая конструкция

Фактический предел огнестойкости (П_ф)

П_Ф ≥ П_ТР

по пособиям

СХЕМА дифференцированного подхода к оценке соответствия СК требованиям огнестойкости

(по несущей способности)

Теплота пожара

Тепловая нагрузка

Пожарная нагрузка

Характеристики горения пожарной нагрузки

Геометрические характеристики помещения

Температурный режим пожара

Вентиляционные характеристики помещения

Теплофизические свойства ограждающих конструкций

Температурные поля в конструкции

Предлагаемая конструкция

Теплофизические свойства материала конструкции

Расчетная несущая способность конструкции N_t

Физические характеристики материала конструкции

Способ сопряжения конструкции

N_t ≥ N_n

Нормативная (рабочая) нагрузка N_n

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПОВЕДЕНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ В УСЛОВИЯХ ПОЖАРА

1. Пожарная нагрузка.

2. Теплофизические свойства конструкцион­ного материала.

3. Физико-механические свойства конструк­ционного материала.

4. Способы сопряжения конструкций и дей­ствующей на них нагрузки.

Пожарная нагрузка, ее виды

Пожарная нагрузка – количество теплоты, МДж, выделяющееся при полном сгорании всех горючих и трудногорючих веществ и материалов (в том числе входящих в состав строительных конструкций), находящихся в помещении, или которые могут поступать в него.

Пожарная нагрузка в i-том помещении здания определяется по формуле:

- постоянная пожарная нагрузка

- временная пожарная нагрузка

Постоянная пожарная нагрузка является частью пожарной нагрузки, создаваемой горючими и трудногорючими веществами и материалами, входящими в состав строительных конструкций, узлов креплений и сопряжений, а также отделочных и облицовочных материалов.

Временная пожарная нагрузка является частью пожарной нагрузки, создаваемой горючими и трудногорючими веществами и материалами, входящими в состав сырья, оборудования, мебели, изделий и т.п., находящихся в помещении или, которые могут поступать в него.

Локальная пожарная нагрузка – часть пожарной нагрузки, обусловленная горючими и трудногорючими веществами и материалами, расположенными на данном пожарном участке.

Расчетная пожарная нагрузка – часть пожарной нагрузки, обусловленной горючими и трудногорючими веществами и материалами, сгоревшими в условиях пожара.

H_j – низшая теплота сгорания i-го вещества или материала, определяющая постоянную и временную нагрузку, МДж/кг;

М_j – масса i-го вещества или материла, создающая постоянную или временную нагрузки, кг;

n – число горючих веществ или материалов i-том помещении, составляющих постоянную и временную пожарную нагрузки.

Кривые изменения среднеобъемной температуры при пожаре в зависимости горючей нагрузки

ТЕМПЕРАТУРНЫЙ РЕЖИМ РЕАЛЬНОГО ПОЖАРА

ЗАВИСИТ от:

1. Вида и количества сгораемых веществ и материалов (пожарная нагрузка);

2. Размещения пожарной нагрузки в помещении;

3. Размеров и конфигурации помещений;

4. Размеров проемов в ограждающих конструкциях;

5. Конструкций ограждения;

6. Наличия средств пожаротушения.

СТАДИИ РЕАЛЬНОГО ПОЖАРА:

1 СТАДИЯ – период разгорания, когда температура в помещении повышается незначительно. Продолжительность этой стадии колеблется от нескольких минут до 20-30 минут.

2 СТАДИЯ – период активного горения с быстрым нарастанием температуры до возможного максимума.

3 СТАДИЯ – период затухания пожара с быстрым, а затем медленным снижением температуры.

ТЕМПЕРАТУРНЫЕ РЕЖИМЫ ПОЖАРА

a) б)

t ,˚C t,˚C

II

I

III

τ _n τ_n

развитие активное затухание

пожара горение пожара

а – стадии развития пожара;

б – изменение температуры при «стандартном» пожаре

Теплофизические характеристики строительных материалов

Вид материала	ρc , кг/м^3
Тяжелый бетон на гранитном щебне	2330	1,2 – 0,00035t	710 + 0,84t
Тяжелый бетон на известняковом заполнителе	2250	1,14 – 0,00055t	710 + 0,83t
Кирпич глиняный обыкновенный	1580	0,34 – 0,00017t	710 + 0,42t
Сталь углеродистая обыкновенного качества	7800	48 – 0,0365t	440 + 0,48t
Цементно-песчаная штукатурка	1930	0,62 – 0,00033t	770 + 0,63t
Сухая гипсовая штукатурка	900	0,23 + 0,00035t	849 + 0,59t
Минераловатные плиты	125	0,049 + 0,00016t	1250 + 0,63t
Фосфатное огнезащитное покрытие по стали	200	0,026+0,00016t	1250+0,63t

Зависимость коэффициента γ_t, учитывающего изменение нормативного сопротивления R_yn горячекатаных сталей марок

γt 1
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
t,˚C 0
		100		200		300		400		500		600		700

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ПОВЕДЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ В УСЛОВИЯХ ПОЖАРА

1. Экспериментальные

2. Расчетные.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ВКЛЮЧАЮТ:

• натурные наблюдения пожаров;

• огневые испытания фрагментов зданий;

• огневые испытания конструкций в натуральную величину;

• огневые испытания модельных конструкций;

• исследование характеристик материала конструкций при высокотемпературном воздействии.

РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДЫ ВКЛЮЧАЮТ:

1. Теплотехнический расчет.

2. Статический расчет.