2.2. Особенности поведение несущих конструкций в условиях пожара

В связи с высокой теплопроводностью металла и малой толщиной поперечного сечения элементов незащищенные металлические несущие конструкции в условиях стандартного испытания на огнестойкость быстро (в течение 5-15 мин) прогреваются до критической температуры. В результате прогрева конструкции до критической температуры прочностные характеристики металла (R_yn, R_un) уменьшаются до рабочих напряжений от внешней нагрузки на конструкцию. Это приводит к снижению несущей способности конструкции до величины усиления от нормативной нагрузки. Потеря несущей способности происходит в различных видах конструкций по-разному.

1. В условиях стандартного огневого испытания изгибаемые конструкции (балки, внецентрено-сжатые колонны) обычно претерпевают деформирование в виде изгиба (прогиба) в сторону действия изгибающего момента от внешней нагрузки, вплоть до образования “пластического шарнира”.

2. Растянутые элементы конструкций (нижний пояс фермы, раскосы) обычно утрачивают несущую способность при пожаре в результате либо утраты (потери) прочности металла, что внешне проявляется в виде разрыва элемента, либо его необратимой продольной деформации (за область предела текучести стали).

3. Сжатые конструкции (центрально сжатые колонны) и их элементы (верхние пояса, раскосы и стойки ферм, элементы рам) помимо утраты прочности металла могут претерпевать и потерю устойчивости элемента, что в обоих случаях обычно сопровождается их деформацией в виде прогиба.

Такое поведение металлических конструкций (и их отдельных элементов) в условиях стандартных огневых испытаний объясняется следующими особенностями:

-увеличением пластичности (снижением модуля упругости) стали при нагреве,

-температурной ползучестью стали (деформированием под влиянием внешней нагрузки и температуры),

-ограничением возможности свободного температурного расширения конструкций (зацепленных по концам статически неопределимых балок, колонн).

Следует иметь в виду, что от поведения в условиях пожара каждой строительной конструкции будет зависеть поведение соответствующего конструктивного элемента здания. Так, например, если предел огнестойкости колонны наступит раньше, чем конструкций перекрытия, то обрушится перекрытие одновременно с обрушением колонны. Аналогично - с выходом из строя главной балки балочной клетки обрушатся и вспомогательные балки, и железобетонные плиты перекрытия, на нее опирающиеся.

2.3. Виды ограждающих конструкций

Основными видами ограждающих конструкций в современном строительстве являются трехслойные навесные стеновые панели и профилированный стальной настил покрытий.

2.3.1. Трехслойные навесные стеновые панели

Их изготовляют из металлического или деревянного каркаса, двух металлических обшивок (стальных, алюминиевых плоских, либо профилированных), между которыми помещают слой утеплителя из эффективного материала. Одна обшивка может быть металлическая, вторая из другого материала, например, из ДСП, асбестоцемента и т.п.

Утеплитель может быть чаще всего в виде горючего материала (пенопласта):

-пенополиуретана;

-пенополивинилхлорида;

-пенополистирола;

-фенолрезольного пенопласта;

-пенополиэтилена и т. п.

Реже утеплители изготовляют из негорючих материалов либо материалов пониженной горючести, например, в виде минераловатых плит (марок: Isover, Rockwool, Ursa, Paroc) на основе органических полимерных связующих.