Предел огнестойкости железобетона

Предел огнестойкости железобетона

БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Правила обеспечения огнестойкости и огнесохранности

Concrete and reinforced concrete structures. Rules for ensuring of fire resistance and fire safety

Дата введения 2020-06-11

Предисловие

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛЬ — АО «НИЦ «Строительство» — Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона им.А.А.Гвоздева (НИИЖБ им.А.А.Гвоздева)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет

Введение

Свод правил разработан АО «НИЦ «Строительство» (руководитель работы — канд. техн. наук И.С.Кузнецова, главный консультант — д-р техн. наук, профессор А.Ф.Милованов, исполнители: В.Г.Рябченкова, Ю.С.Рянзина).

1 Область применения

Настоящий свод правил устанавливает требования к проектированию бетонных и железобетонных конструкций, обеспечивающие огнестойкость и огнесохранность при воздействии стандартного температурного режима пожара.

Свод правил распространяется на бетонные и железобетонные конструкции жилых, общественных и производственных зданий.

Свод правил не распространяется на:

— на конструкции из жаростойких бетонов;

— конструкции из фибробетонов;

— конструкции из полимербетонов;

— конструкции из бетонов крупнопористой структуры.

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 15588-2014 Плиты пенополистирольные теплоизоляционные. Технические условия

ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

ГОСТ 30247.0-94 (ИСО 834-75) Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования

ГОСТ 30247.1-94 Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции

ГОСТ 31310-2015 Панели стеновые трехслойные железобетонные с эффективным утеплителем. Общие технические условия

ГОСТ 31937-2011 Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния

ГОСТ 34028-2016 Прокат арматурный для железобетонных конструкций. Технические условия

ГОСТ Р 52544-2006 Прокат арматурный свариваемый периодического профиля классов А500С и В500С для армирования железобетонных конструкций. Технические условия

СП 2.13130.2012 Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты (с изменением N 1)

СП 14.13330.2018 СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах

СП 20.13330.2016 СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия (с изменениями N 1, N 2)

СП 63.13330.2018 СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения

СП 329.1325800.2017 Здания и сооружения. Правила обследования после пожара

СП 432.1325800.2019 Покрытия огнезащитные. Мониторинг технического состояния

Примечание — При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.

3 Термины и определения

В настоящем своде правил применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 высокотемпературное воздействие пожара: Воздействие температур свыше 200°С на строительные конструкции при пожаре, при котором возникают температурные напряжения, могут меняться физико-механические и упругопластические свойства материалов конструкций и уменьшаться работоспособное сечение элемента.

3.2 высокотемпературный нагрев: Нагрев конструкции свыше 200°С при воздействии пожара.

3.3 кратковременный высокотемпературный нагрев: Однократное высокотемпературное воздействие пожара на конструкцию продолжительностью от нескольких минут до нескольких часов.

конструктивный способ огнезащиты: Облицовка объекта огнезащиты материалами или иные конструктивные решения по его огнезащите.

нормируемый (требуемый) предел огнестойкости железобетонной конструкции: Значение предела огнестойкости.

огнестойкость строительной конструкции: Способность строительной конструкции сохранять несущие и (или) ограждающие функции в условиях пожара.

3.7 огнесохранность строительной конструкции: Способность строительной конструкции сохранять после пожара несущие и (или) ограждающие функции, характеризует состояние ремонтопригодности конструкции без ее усиления после пожара.

3.8 поврежденный слой бетона: Поврежденный пожаром, ослабленный слой бетона, легко удаляемый при простукивании поверхностей железобетонных конструкций молотком (вручную, без применения электроинструментов).

пожар: Неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства.

3.10 повышенная температура: Температура воздействия на бетонные и железобетонные конструкции в интервале от 50°С до 200°С включительно.

предел огнестойкости конструкции (заполнения проемов противопожарных преград): Промежуток времени от начала огневого воздействия в условиях стандартных испытаний до наступления одного из нормированных для данной конструкции (заполнения проемов противопожарных преград) предельных состояний.

предельное состояние конструкции по огнестойкости: Состояние конструкции, при котором она утрачивает способность сохранять несущие и/или ограждающие функции в условиях пожара.

3.13 предел огнестойкости по потере несущей способности (R): Предельное состояние несущей строительной конструкции при пожаре вследствие ее обрушения или возникновения предельных деформаций.

Примечание — Предельные деформации определяют по ГОСТ 30247.1-94 (приложение А).

3.14 предел огнестойкости по потере теплоизолирующей способности (I): Предельное состояние несущей и (или) ограждающей строительной конструкции при пожаре вследствие повышения температуры на необогреваемой поверхности конструкции в среднем более чем на 140°С, или в любой другой точке этой поверхности более чем на 180°С в сравнении с температурой конструкции до испытания, или более 220°С независимо от температуры конструкции до испытания.

3.15 предел огнестойкости по потере целостности (E): Предельное состояние несущей и (или) ограждающей строительной конструкции при пожаре в результате образования в конструкции сквозных трещин или отверстий, через которые на необогреваемую поверхность проникают продукты горения или пламя.

3.16 собственный предел огнестойкости железобетонной конструкции: Предел огнестойкости, который обеспечивается при проектировании за счет параметров железобетонного сечения конструкции (геометрия сечения, армирование, толщина защитного слоя бетона, классы бетона и арматуры), без применения средств огнезащиты.

средство огнезащиты: Огнезащитный состав или материал, обладающий огнезащитной эффективностью и предназначенный для огнезащиты различных объектов.

стандартный температурный режим пожара: Логарифмическая зависимость «температура — длительность пожара».

3.19 фактический предел огнестойкости железобетонной конструкции: Предел огнестойкости, которым обладает существующая (эксплуатируемая) бетонная или железобетонная конструкция, в том числе с учетом ее технического состояния и наличия огнезащитных покрытий.

3.20 критическая температура нагрева арматуры: Температура нагрева растянутой арматуры, при которой происходит обрушение изгибаемой железобетонной конструкции при пожаре.

4 Общие положения по обеспечению огнестойкости железобетонных конструкций

4.1 При проектировании должны быть подтверждены пределы огнестойкости железобетонных конструкций для установления возможности их применения в зданиях и сооружениях заданной степени огнестойкости по СП 2.13130. Классификация зданий, сооружений и пожарных отсеков по степени огнестойкости и порядок определения степени огнестойкости установлены в [1, статьи 30, 87].

Огнестойкость металла и железобетона

Для количественной оценки устойчивости эксплуатируемых зданий и сооружений к воздействию открытого огня вводится понятие предела их огнестойкости. Оно определяется как время, за которое строительная конструкция теряет свои несущие, теплоизолирующие и прочностные свойства.

Стальной прокат, из которого изготавливаются металлоконструкции, не относится к категории легко сгораемых материалов, но, тем не менее, при термическом нагреве он теряет свои свойства. Указанные изменения приводят к деформации элементов строений, а также к снижению прочностных показателей и разрушению металлического сооружения.

Критические для металла температуры

Под потерей огнестойкости понимается критическое состояние объекта, предшествующее его полному разрушению. По параметру возгораемости все входящие в состав строительных конструкций материалы условно делятся на несгораемые, трудносгораемые и легкосгораемые.

Отличительной особенностью металлоконструкций является быстрая потеря ими своих противопожарных свойств в условиях сильного разогрева, характерного для классической пожарной ситуации.

В связи с этим предел огнестойкости металлических конструкций редко превышает значение 10-20 минут, а конкретная его величина зависит от целого ряда факторов.

В первую очередь она определяется интенсивностью разогрева материала, из которого сделано сооружение. В случае разового или кратковременного воздействия открытого огня, сопровождающегося скачкообразным изменением температуры, металл нагревается не так быстро (в сравнении с окружающим пространством).

При постоянном и медленном нарастании энергии нагрева в очаге пожара металл сопротивляется ему только в течение короткого времени.

По истечении этого временного промежутка его температура выравнивается с окружением. Далее, на рассматриваемый показатель существенное влияние оказывают характеристические размеры отдельных элементов конструкций, а именно приведённая толщина металлов, предел огнестойкости которых подлежит оценке и размеры площади нагрева.

С увеличением характеристических размеров металлоконструкций и уменьшением площади их непосредственного контакта с огнём, скорость повышения температуры снижается.

Ещё одним фактором, определяющим поведение изготавливаемых из металла сооружений и позволяющим поднять порог их огнестойкости, является наличие специальных защитных средств.

Из сказанного следует, что температура нагрева металлических конструкций при пожаре может принимать произвольные значения. А для оценки состояния сооружения необходим какой-то фиксированный параметр, определяющий снижение прочностных свойств металла с его накаливанием.

Для этого и вводится специальный температурный показатель (коэффициент), по достижении которого граница прочности металла в нагретом состоянии уменьшается до предельно низкой величины. Приведшее же к этой ситуации значение температуры называется критическим.

Причины разрушения (снижения прочности)

Основная причина снижения прочности металлоконструкций при пожаре – длительное воздействие критических температур. В результате этого разрушаются нормальные связи между элементами всей конструкции с одновременным ослаблением межмолекулярных металлических связей (вследствие плавления).

Среди факторов, способствующих разрушению стальных конструкций, особо выделяются:

  • высокая теплопроводность, объясняемая образованием во время пожара так называемого «электронного газа»;
  • обезуглероживание поверхностного слоя металлических заготовок, способствующее возникновению в нём нагрузок растягивающего типа;
  • большой перепад температур по сечениям каркасных оснований и перекрытий из металла, приводящий к появлению критических напряжений.

При подготовке решений по защите конструкций от термических воздействий во время пожара все эти факторы должны учитываться в единой связке.

Нормативные требования

Степени и предельные значения показателей огнестойкости металлических сооружений регламентируются действующими нормативными актами (Федеральным законом, в частности).

На основании этого документа все известные виды металлоконструкций по предельным состояниям входящих в их состав элементов и способности противостоять распространению пожара классифицируются по следующим признакам:

  1. «R» – потеря балками, фермами, рамами или колоннами их начальной несущей способности.
  2. «E» – нарушение целостности металлической конструкций (чаще всего используется для оценки состояния наружных стен).
  3. «I» – снижение теплоизолирующих свойств до предельных значений.

Для ряда специфичных элементов вводятся смешанные признаки ухудшения состояния (REI120 или RE30, например). Добавим также, что все эти величины измеряются в часах или минутах.

Более подробно ознакомиться с величинами этих показателей для различных конструктивных элементов можно в таблицах.

Таблица 1. Степени огнестойкости зданий, строений и пожарных отсеков

Строительные конструкции бесчердачных покрытий

Строительные конструкции лестничных клеток

Таблица 2. Значение критической температуры различных металлических конструкций

Все эти характеристики для большинства незащищённых металлических элементов имеют сравнительно малое значение, укладывающееся в диапазон R10-R15 (R6-R8 – для алюминия).

Причины этого – в структурных особенностях стальных деталей, связанных с их теплопроводностью и характером распределения температур по продольным сечениям.

В качестве исключения могут рассматриваться массивные колоны со сплошным сечением, предел огнестойкости которых нередко достигает значения R45.

Превышение заданного в ней показателя (одного или сразу нескольких) однозначно свидетельствует о том, что металлоконструкцией или её элементом достигнут расчётный предел по огнестойкости.

Железобетонные конструкции

К основным показателям, оказывающим существенное влияние на характеристики огнестойкости железобетонных конструкций, следует отнести марку бетона, а также тип входящего в его состав вяжущего и наполнителя.

Помимо этого предел огнестойкости зависит от состава и класса используемой арматуры, геометрических особенностей конструкции (включая конфигурацию и размеры опорных элементов).

Следует добавить такие важные для этого материала факторы, как условия, при которых осуществляется нагрев, а также показатель нагрузки на отдельные элементы и влажность бетонных структур.

В условиях распространения открытого огня в бетонных структурах определяющее влияние на показатель их огнестойкости оказывают снижение прочностных характеристик бетона по мере его нагрева, тепловое расширение входящей в конструкции арматуры.

Прочность теряется за счет появления в арматуре сквозных отверстий и небольших трещин, к тому же теряются теплоизолирующие свойства.

Самыми уязвимыми при распространении пожара оказываются способные к изгибу элементы конструкций (ригеля, балки, прогоны и плиты перекрытий). Ознакомимся с их характеристиками более подробно.

Плиты, колонны, стены

Пределы огнестойкости отдельных элементов железобетона, подверженных сильным деформационным изгибам, при проведении типовых испытаний обычно укладываются в диапазон значений R45-R90.

Сравнительно небольшие усреднённые значения для этих элементов объясняются тем, что арматура, вносящая основной вклад в прочностные характеристики конструкции, защищена в них тонким слоем бетонного покрытия.

Для участков растянутого арматурного усиления это равнозначно отсутствию какой-либо преграды для свободного распространения огня. Следствием указанной особенности железобетонных структур является высокая скорость их разогрева до критических для данного типа конструкций температур.

С данными по рабочим значениям пределов огнестойкости железобетонных сооружений (а также входящих в них и подверженных деформации гибких элементов) можно ознакомиться в таблицах.

При оценке огнестойкости элементов металлоконструкций (лестниц, например) основное внимание обращается на их поведение в критических условиях.

Окончательной целью проводимых испытаний является выработка рекомендаций, позволяющих повысить пределы огнестойкости за счёт принятия специальных технических и организационных решений.

Расчёт предела огнестойкости ЖБК методом, установленным нормами пожарной безопасности

Коллеги, здравствуйте.
Вопросы по определению огнестойкости железобетонных конструкций расчетно-аналитическим методом.

Согласно Федерального закона от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»

10. Пределы огнестойкости и классы пожарной опасности строительных конструкций, аналогичных по форме, материалам, конструктивному исполнению строительным конструкциям, прошедшим огневые испытания, могут определяться расчетно-аналитическим методом, установленным нормативными документами по пожарной безопасности.

1) Встречал ли кто официальный актуальный перечень нормативных документов по пожарной безопасности (утверждённый приказом МЧС и т.п.)?
Просьба дать ссылку на такого рода перечень.
Из официальных, я нарыл только ПРИКАЗ от 21 мая 2001 г. № 30 «Об утверждении перечней нормативных документов по пожарной безопасности», но он старенький уже и неактуальный.

2) Соответственно вопрос по методике, которая может считаться установленной нормативными документами по пожарной безопасности.
2.1) Это методика СТО 36554501-006-2006 «Правила по обеспечению огнестойкости и огнесохранности железобетонных конструкций» ?
Или я смело могу применять методики из старых источников:
2.2) Пособие по определению пределов огнестойкости конструкций, пределов распространения огня по конструкциям и групп возгораемости материалов (к СНиП II-2-80) 1985?
2.3) Рекомендации по расчету пределов огнестойкости бетонных и железобетонных конструкций 1986 ?

PS: Если «установленной» считается методика СТО, тогда не понятно как считать бетонные конструкции. В СТО методика только для железобетонных элементов.

NorthernSky
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от NorthernSky

Вложения

Ответ по Пособию.pdf (3.50 Мб, 374 просмотров)
mainevent100
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от mainevent100

Так в том то и вопрос. 1. Если я укажу состав бетона (как то подберу, свяжусь с заводом) — где потом заказчик найдет такой? или же будет привязан к определенному заводу.
2. Как констролировать это на стройке? Каким ГОСТом

Владимир_Кальчук
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от Владимир_Кальчук

Нет, заказывать бетон заданного состава по приложению В ГОСТ 7473-2010 на любом заводе.
11.2 Гарантии производителя (поставщика) бетонной смеси должны быть подтверждены:
— для смесей заданного состава:
1) документами о качестве материалов, использованных при приготовлении бетонной смеси,
2) «распечатками» фактических составов бетонной смеси каждого замеса.

Другой вопрос, производитель снимает с себя все гарантии по прочности такого бетона.

Проектирование зданий и частей зданий

1. В соответствии с частью 3 статьи 4 Федерального закона от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» ( далее № 123-ФЗ) к нормативным документам по пожарной безопасности относятся национальные стандарты, своды правил и иные документы, содержащие требования пожарной безопасности, применение которых на добровольной основе обеспечивает соблюдение требований Федерального закона № 123-ФЗ.
Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 16 апреля 2014 г. № 474 утвержден Перечень документов в области стандартизации, в результате применения которых на добровольной основе обеспечивается соблюдение требований № 123-ФЗ (далее — перечень Госстандарта к № 123-ФЗ), при этом применение на добровольной основе стандартов и (или) сводов правил, включенных в указанный перечень (согласно статье 16.1 Федерального закона «О техническом регулировании»), является достаточным условием соблюдения требований Федерального закона № 123-ФЗ.
Стандарты и своды правил, включенные в перечень Госстандарта к № 123-ФЗ, являются нормативными документами по пожарной безопасности. Приказом Госстандарта подтверждено, что применение на добровольной основе положений указанных документов в области стандартизации обеспечит соблюдение соответствующих требований Федерального закона № 123-ФЗ.
По мнению специалистов института, иные документы, содержащие требования пожарной безопасности, но не включенные в перечень Госстандарта к № 123-ФЗ, могут применяться для оценки соответствия требованиям Федерального закона № 123-ФЗ только в том случае, если будет подтверждено, что применение их положений не противоречат требованиям Федерального закона № 123-ФЗ и нормативных документов по пожарной безопасности (согласно перечню Госстандарта к № 123-ФЗ).

2. Согласно ч. 10 ст. 87 № 123-ФЗ пределы огнестойкости и классы пожарной опасности строительных конструкций, аналогичных по форме, материалам, конструктивному исполнению строительным конструкциям, прошедшим огневые испытания, могут определяться расчетно-аналитическим методом, установленным нормативными документами по пожарной безопасности.
На данный момент такими нормативными документами являются ГОСТ 30247.0-94 «Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования» и ГОСТ 30247.1-94 «Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции», на положениях которых должны быть основаны расчетные методики определения пределов огнестойкости строительных конструкций. При этом за основу расчета принимаются, установленные нормативными документами условия воздействия на конструкцию, схемы опирания и нагружения, предельные состояния и т.д. Расчет пределов огнестойкости должен быть подтвержден результатами огневых испытаний аналогичных конструкций.
По нашему мнению, применение стандарта организации СТО 3655401-006-2006 «Правила по обеспечению огнестойкости и огнесохранности железобетонных конструкций» в отношении определения огнестойкости железобетонных конструкций возможно, так как методика оценки огнестойкости железобетонных конструкций, представленная в данном стандарте, не противоречит действующим нормативным документам.
Экспериментальные исследования огнестойкости и пределов распространения огня по конструкциям, результаты которых представлены в «Пособии по определению пределов огнестойкости конструкций, пределов распространения огня по конструкциям и групп возгораемости материалов», были проведены в соответствии с требованиями и методиками, изложенными в действующих на тот момент СТ СЭВ 1000-78 «Противопожарные нормы строительного проектирования. Метод испытания строительных конструкций на огнестойкость» и СНиП 2.01.02-85 «Противопожарные нормы».
В настоящее время пределы огнестойкости строительных конструкций определяются в соответствии с требованиями ГОСТ 30247.0-94 «Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования» и ГОСТ 30247.1-94 «Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции». Класс пожарной опасности строительных конструкций устанавливается по ГОСТ 30403-96 «Конструкции строительные. Метод определения пожарной опасности».
Методики проведения огневых испытаний и различаемые предельные состояний конструкций, принятые в действующих ГОСТах, отличаются от методик и предельных состояний, изложенных в отмененных документах, что в конечном итоге влияет на оценку фактического предела огнестойкости конструкций.
В связи с этим, считаем ссылку на вышеуказанное пособие, при определении предела огнестойкости конструкций, некорректной. Данные приведенные в пособии, могут быть использованы только в качестве справочного материала.

3. Применение СТО 420541.001 для защиты высотных стеллажных складов с высотой складирования грузов до 12,7 м без разработки Специальных технических условий не представляется возможным в связи с тем, что данные, указанные в стандарте, не подтверждены протоколами натурных огневых испытаний.

Предел огнестойкости строительных конструкций, характеристики

Здравствуйте, дорогие читатели.

Эта статья рассказывает о том, как правильно рассчитывается предел огнестойкости строительных конструкций.

Приведем нормативные значения этого показателя, покажем, как выполняется огнезащита для конструкций из разных материалов,

представим таблицы степеней и пределов огнестойкости для различных видов объектов.

Предел огнестойкости строительных конструкций. Характеристики

Что это за показатель такой?

Напомним, что огнестойкость – это способность элементу или строительной конструкции сопротивляться высокой температуре или открытому огню при пожаре.

При проектировании любого здания или конструкции всегда учитывают эту характеристику.

Иначе, этот показатель оценивает поведение строительной конструкции при распространении пожара.

Инженерные коммуникации – электропроводку, водопровод – также рассчитывают на основании этой характеристики.

Кроме того, структуру, вид и производственные мощности разных систем ПБ также определяют, учитывая предел огнестойкости.

Этими системами могут быть:

Как рассчитать огнестойкость

Посмотрим, как вычисляется эта величина.

Математически предельное значение огнестойкости – это временной интервал, за который данный объект разрушается так, что характеристики вещества, из которых он изготовлен, достигают предельных величин.

Этими характеристиками материала являются:

  1. Возможность сохранения целостности объекта при воздействии открытого огня.
  2. Несущая способность основных компонентов и всей конструкции целиком.
  3. Показатели теплоизоляции, используемые в составе материалов.

Все названные показатели нормируются в соответствии с Федеральным Законом № 123-ФЗ и Приложением № 21 к ФЗ.

Единицей измерения обычно служат часы и минуты.

Для строительных, железобетонных элементов, противопожарных сооружений предельное значение огнестойкости определяется по нормам СП 56.13330.2011 и Дополнению к 123-му ФЗ.

У производственных построек пределы огнестойкости рассчитываются зависимо от присвоенной объекту категории пожароопасности (от «А» до «Д»), согласно СНиП 31-03-2001.

Как обозначается величина

Конечно, такая величина имеет свою маркировку.

В проектной и прочей документации разные показатели обозначаются буквенно-цифровыми символами.

Покажем, как выглядит маркировка величины у строительных конструкций.

  • (W) – достижение порогового значения плотности потока тепла на заданной дистанции от ненагреваемой поверхности объекта;
  • (I) – утрата теплоизоляционных свойств по причине повышения температуры до максимальной на ненагреваемой поверхности;
  • (E) – время, за которое нарушается целостность объекта;
  • (R ) – временной промежуток, за который объект утрачивает несущую способность.

Предельное значение огнеупорности для заполнения проемов специальных преград наступает в следующих случаях.

  • достижение предела плотности потока тепла (W) либо дымо- , газонепроницаемости (S);
  • утрате теплоизоляции (I);
  • утрате целостности (E).

Если время сопротивления огню у металла небольшое, то у него велика тепловая емкость и проводимость тепла.

Такой металл при пожаре не способен держать большую нагрузку.

Поэтому наступает предел по критерию утраты несущей способности (R ).

К ненесущим конструкциям объекта могут применяться смешанные обозначения (к примеру, маркировка RE30 либо REI60).

Внимание! Если по одному из этих показателей наблюдается повышение, значит, для нашей стройконструкции настал предел огнеупорности.

Строительные конструкции

У нас есть такой документ: «Пособие по расчету характеристик пожароопасности веществ, предела огневой стойкости стройконструкций».

Он служит дополнением к нормативным документам ФЗ №№ 384-ФЗ, 123-ФЗ, СП 14.13330.2011 и СП 2.13130.2012.

Согласно ему, степени и предельные значения для противопожарных объектов, отдельных строений определяются по Таблице 1.

Как видим, для 5-й степени огневой стойкости стройконструкций нет установленных норм в отношении предельного числа огнеупорности.

Металлические

Выше мы привели таблицу из Приложения к ФЗ.

Основной же документ – это «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности. Закон РФ от 22.07.2008 №123-ФЗ (с изменениями на 03.07.2016).» То есть, сам ФЗ.

Из него мы узнаем, что предельный показатель стойкости к огню у большинства металлических сооружений невелик.

Для алюминия – R6-R8, стали – R10-R15.

Однако, если это сплошная колонна, то значение предела у нее достигает R45.

Приведем таблицу пороговых значений нагрева у разных металлов.

Отсюда видим, что пороговая температура у алюминиевых элементов в 2-3 раза меньше, чем для стального металла.

На заметку. Если указано значение R15 (REI15), то можно использовать незащищенные сооружения из стали, не учитывая их фактический предел огнестойкости (по СП 2.13130.2012).

Железобетонные

Железобетон – важнейший компонент строительного сооружения. При возгорании предельная величина для железобетонных изделий наступает:

  • при утрате свойств теплоизоляции;
  • теплового расширения металлов;
  • с появлением дырок, пробоин в сечениях арматуры;
  • уменьшение прочности материала при его разогреве.

Плиты, ж/б балки и пр. считаются уязвимыми ж/б конструкциями.

Ниже даны значения показателя огневой стойкости ж/б плит.

На огнестойкость железобетонных конструкций оказывает влияние сорт металла, марка цемента, наличие в составе последнего наполнителей, размеры и свойства несущих элементов.

Противопожарные преграды

Для пожарных перекрытий, перегородок, заграждений, стен также есть свои пределы огневой стойкости.

Эти конструктивные элементы применяются для локализации очага пламени и имеют разные значения показателя.

Фактический и расчетный пределы, их отношение

Поясним, что за два таких понятия, и чем они отличаются.

Расчетный предел – величина огневой стойкости, которой по проектному расчету должна быть наделена стройконструкция.

Таблица выше для строительных конструкций приводит нормативные значения расчетного (или требуемого) предела.

Фактический предел – это значение огнеупорности, которое выявляется на стадии пожарных испытаний конструктивного элемента.

Здесь один важный момент.

Чтобы обеспечить ПБ и нормальные эксплуатационные условия сооружения, должно выполняться условие: расчетное значение должно быть меньше фактического.

Лучшим решением считается превышение фактическим пределом нормированной (табличной) величины.

Способы повышения огнестойкости

Возможно ли это сделать?

И даже необходимо, когда время сопротивления вещества огню у нас меньше, чем R15.

Для этого применяется конструктивная огнезащита.

Это метод повышения огневой стойкости материала с помощью нанесения слоя теплоизоляции на его обогреваемую часть.

Обычно наносят огнезащитные покрытия.

Способ нанесения также регламентируется проектной документацией и на практике, конечно, должен совпадать с проектом.

Ниже перечислим основные методы огнезащиты.

  • Облицовка.
  • Покрытия для огнезащиты.
  • Защитные ЛКМ.
  • Химические средства.
  • Прессование древесины.
  • Штукатурка и обмазка.

Все эти способы могут повысить огневую стойкость различных материалов на некоторую величину.

Важно! Для строений I и II классов огневой стойкости для обеспечения огнестойкости несущих конструкций обязательно применяйте конструктивную огнезащиту.

Что запомнить

Подведем, дорогой читатель, итоги нашего рассказа, традиционно выделив самые главные его моменты.

  1. Для определения предела огнезащиты противопожарных преград, строительных, железобетонных конструкций для разных степеней огневой стойкости пользуйтесь приведенными таблицами.
  2. Руководствуйтесь Приложением № 21 к ФЗ № 123-ФЗ.
  3. Предельное значение огневой стойкости имеет свои обозначения при воздействии на материал разных факторов возгорания.
  4. Если огневая стойкость невелика, ее можно повысить, используя специальные покрытия и другие методы.

На этом, уважаемые читатели, заканчиваем наш обзор.

Если при определении огнестойкости возникают затруднения, воспользуйтесь приведенными советами.

До встречи в следующей статье!

Похожие статьи:

  1. Методика расчета тушения высокократной пенойЗдравствуйте, уважаемые читатели. В этой статье мы с вами подробно.
  2. Противопожарные муфтыЗдравствуйте, дорогие читатели. В этой статье хочу поговорить о том.
  3. Подключение пожарной техники к насосной АПТЗдравствуйте, уважаемые читатели. В этой статье мы с вами рассмотрим.
  4. Требуемый расход воды на нужды пожаротушения, как его определить и откуда взятьЗдравствуйте коллеги! Сегодня поведем разговор о таком важном при борьбе.
  5. Огнестойкая кабельная проходкаЗдравствуйте, уважаемые читатели. Сегодня хотел бы поговорить с вами о.
  6. Внутренний противопожарный водопроводЗдравствуйте, уважаемые читатели. Сегодня хотел бы затронуть важную тему с.
  7. Пожарное полотно, область примененияПриветствую вас, дорогие друзья! Я продолжаю публиковать материал на тему.
  8. Пожаротушение эстакады, система защиты от огняДоброго времени суток, дороги любители нашего блога. Сегодня затронем вопрос.
  9. Методика испытания пеногенераторов высокой кратностиЗдравствуйте, уважаемые читатели блога. В этой статье мы с вами.
  10. Класс пожароопасностиЗдравствуйте, уважаемые читатели. Сегодня я хотел бы поговорить о таком.

Понравилась статья ? Поделитесь с друзьями!

Огнестойкость железобетонных конструкций

Железобетонные конструкции благодаря их негорючести и сравнительно небольшой теплопроводности довольно хорошо сопротивляются воздействию агрессивных факторов пожара. Однако они не могут беспредельно сопротивляться пожару. Современные железобетонные конструкции, как правило, выполняют тонкостенными, без монолитной связи с другими элементами здания, что ограничивает их способность осуществлять свои рабочие функции в условиях пожара до 1 ч, а иногда и менее. Еще меньшим пределом огнестойкости обладают увлажненные железобетонные конструкции. Если повышение влажности конструкции до 3,5% увеличивает предел огнестойкости, то дальнейшее повышение влажности бетона плотностью более 1200 кг/м 3 при кратковременном действии пожара может вызвать взрыв бетона и быстрое разрушение конструкции.

Предел огнестойкости железобетонной конструкции зависит от размеров ее сечения, толщины защитного слоя, вида, количества и диаметра арматуры, класса бетона и вида заполнителя, нагрузки на конструкцию и схемы ее опирания.

Предел огнестойкости ограждающих конструкций по прогреву — противоположной огню поверхности на 140°С (перекрытия, стены, перегородки) зависит от их толщины, вида бетона и его влажности. С увеличением толщины и уменьшением плотности бетона предел огнестойкости возрастает.

Предел огнестойкости по признаку потери несущей способности зависит от вида и статической схемы опирания конструкции. Однопролетные свободно опертые изгибаемые элементы (балочные плиты, панели и настилы перекрытий, балки, прогоны) при действии пожара разрушаются в результате нагревания продольной нижней рабочей арматуры до предельной критической температуры. Предел огнестойкости этих конструкций зависит от толщины защитного слоя нижней рабочей арматуры, класса арматуры, рабочей нагрузки и теплопроводности бетона. У балок и прогонов предел огнестойкости зависит еще от ширины сечения.

При одних и тех же конструктивных параметрах предел огнестойкости балок меньше, чем плит, так как при пожаре балки обогреваются с трех сторон (со стороны нижней и двух боковых граней), а плиты — только со стороны нижней поверхности.

Наилучшей арматурной сталью с точки зрения огнестойкости является сталь класса А-III марки 25Г2С. Критическая температура этой стали в момент наступления предела огнестойкости конструкции, загруженной нормативной нагрузкой, составляет 570°С.

Выпускаемые заводами крупнопустотные предварительно напряженные настилы из тяжелого бетона с защитным слоем 20 мм и стержневой арматурой из стали класса А-IV имеют предел огнестойкости 1 ч, что позволяет использовать данные настилы в жилых зданиях.

Плиты и панели сплошного сечения из обычного железобетона при защитном слое 10 мм имеют пределы огнестойкости: арматура из стали классов А-I и А-II — 0,75 ч; А-III (марки 25Г2С) — 1 ч.

В ряде случаев тонкостенные изгибаемые конструкции (пустотные и ребристые панели и настилы, ригели и балки при ширине сечения 160 мм и менее, не имеющие вертикальных каркасов у опор) при действии пожара могут разрушаться преждевременно по косому сечению у опор. Такой характер разрушения предотвращают путем установки на приопорных участках данных конструкций вертикальных каркасов длиной не менее 1/4 пролета.

Плиты, опертые по контуру, имеют предел огнестойкости значительно выше, чем простые изгибаемые элементы. Эти плиты армированы рабочей арматурой в двух направлениях, поэтому их огнестойкость зависит дополнительно от соотношения арматуры в коротком и длинном пролетах. У квадратных плит, имеющих данное соотношение, равное единице, критическая температура арматуры при наступлении предела огнестойкости составляет 800°С.

С увеличением соотношения сторон плиты критическая температура уменьшается, следовательно, снижается и предел огнестойкости. При соотношениях сторон более четырех предел огнестойкости практически равен пределу огнестойкости плит, опертых по двум сторонам.

Статически неопределимые балки и балочные плиты при нагревании утрачивают несущую способность в результате разрушения опорных и пролетных сечений. Сечения в пролете разрушаются в результате снижения прочности нижней продольной арматуры, а опорные сечения — вследствие потери прочности бетона в нижней сжатой зоне, нагревающейся до высоких температур. Скорость прогрева этой зоны зависит от размеров поперечного сечения, поэтому огнестойкость статически неопределимых балочных плит зависит от их толщины, а балок — от ширины и высоты сечения. При больших размерах поперечного сечения предел огнестойкости рассматриваемых конструкций значительно выше, чем статически определимых конструкций (однопролетные свободно опертые балки и плиты), и в ряде случаев (у толстых балочных плит, у балок, имеющих сильную верхнюю опорную арматуру) практически не зависит от толщины защитного слоя у продольной нижней арматуры.

Колонны. Предел огнестойкости колонн зависит от схемы приложения нагрузки (центральное, внецентренное), размеров поперечного сечения, процента армирования, вида крупного заполнителя бетона и толщины защитного слоя у продольной арматуры.

Разрушение колонн при нагревании происходит в результате снижения прочности арматуры и бетона. Внецентренное приложение нагрузки уменьшает огнестойкость колонн. Если нагрузка приложена с большим эксцентриситетом, то огнестойкость колонны будет зависеть от толщины защитного слоя у растянутой арматуры, т.е. характер работы таких колонн при нагревании такой же, как и простых балок. Огнестойкость колонны с малым эксцентриситетом приближается к огнестойкости центрально-сжатых колонн. Колонны из бетона на гранитном щебне обладают меньшей огнестойкостью (на 20%), чем колонны на известковом щебне. Это объясняется тем, что гранит начинает разрушаться при температуре 573°С, а известняки начинают разрушаться при температуре начала их обжига 800° С.

Стены. При пожарах, как правило, стены обогреваются с одной стороны и поэтому прогибаются или в сторону пожара, или в обратном направлении. Стена из центрально-сжатой конструкции превращается во внецентренно сжатую с увеличивающимся во времени эксцентриситетом. В этих условиях огнестойкость несущих стен в значительной степени зависит от нагрузки и от их толщины. С увеличением нагрузки и уменьшением толщины стены ее предел огнестойкости уменьшается, и наоборот.

С увеличением этажности зданий нагрузка на стены возрастает, поэтому для обеспечения необходимой огнестойкости толщину несущих поперечных стен в жилых зданиях принимают равной (мм): в 5. 9-этажных зданиях — 120, 12-этажных — 140, 16-этажных — 160, в домах высотой более 16 этажей — 180 и более.

Однослойные, двухслойные и трехслойные самонесущие панели наружных стен подвергаются действию небольших нагрузок, поэтому огнестойкость этих стен обычно удовлетворяет противопожарным требованиям.

Несущая способность стен при действии высокой температуры определяется не только изменением прочностных характеристик бетона и стали, но главным образом деформативностью элемента в целом. Огнестойкость стен определяется, как правило, потерей несущей способности (разрушением) в нагретом состоянии; признак же обогрева «холодной» поверхности стены на 140° С не является характерным. Предел огнестойкости находится в зависимости от рабочей нагрузки (запаса прочности конструкции). Разрушение стен от одностороннего воздействия происходит по одной из трех схем:

  • 1) с необратимым развитием прогиба в сторону обогреваемой поверхности стены и ее разрушением в середине высоты по первому или второму случаю внецентренного сжатия (по нагретой арматуре или «холодному» бетону);
  • 2) с прогибом элемента в начале в сторону нагревания, а на конечной стадии в противоположном направлении; разрушение — в середине высоты по нагретому бетону или по «холодной» (растянутой) арматуре;
  • 3) с переменной направления прогиба, как и в схеме 1, но разрушение стены происходит в приопорных зонах по бетону «холодной» поверхности или по косым сечениям.

Первая схема разрушения характерна для гибких стен, вторая и третья — для стен с меньшей гибкостью и платформенно опертых. Если ограничить свободу поворота опорных сечений стены, как это имеет место при платформенном опирании, уменьшается ее деформативность и поэтому предел огнестойкости увеличивается. Так, платформенное опирание стен (на не смещаемые плоскости) увеличивало предел огнестойкости в среднем в два раза по сравнению с шарнирным опиранием независимо от схемы разрушения элемента.

Уменьшение процента армирования стен при шарнирном опирании снижает предел огнестойкости; при платформенном же опирании изменение в обычных пределах армирования стен на их огнестойкость практически не влияет. При нагревании стены одновременно с двух сторон (межкомнатные стены) у нее не возникает температурного прогиба, конструкция продолжает работать на центральное сжатие и поэтому предел огнестойкости не ниже, чем в случае одностороннего обогрева.

Основные принципы расчета огнестойкости железобетонных конструкций

Огнестойкость железобетонных конструкций утрачивается, как правило, в результате потери несущей способности (обрушения) за счет снижения прочности, теплового расширения и температурной ползучести арматуры и бетона при нагревании, а также вследствие прогрева не обращенной к огню поверхности на 140° С. По этим показателям — предел огнестойкости железобетонных конструкций может быть найден расчетным путем.

В общем случае расчет состоит из двух частей: теплотехнической и статической.

В теплотехнической части определяют температуру по сечению конструкции в процессе ее нагревания по стандартному температурному режиму. В статической части вычисляют несущую способность (прочность) нагретой конструкции. Затем строят график (рис. 3.7) снижения ее несущей способности во времени. По этому графику находят предел огнестойкости, т.е. время нагревания, по истечении которого несущая способность конструкции снизится до рабочей нагрузки, т.е. когда будет иметь место равенство: Мрt (Nрt) = Мn(Мn), где Мрt (Nрt) — несущая способность изгибаемой (сжатой или внецентренно сжатой) конструкции;

Мn(Мn), — изгибающий момент (продольное усилие) от нормативной или другой рабочей нагрузки.