Огнестойкость

ОГНЕСТОЙКОСТЬ, способность строит. конструкций ограничивать распространение огня, а также сохранять необходимые эксплуатац. качества при высоких т-рах в условиях пожара. Характеризуется пределами огнестойкости и распространения огня.

Пределы огнестойкости строит. конструкций определяются путем их огневых испытаний по стандартной методике и выражаются временем (ч или мин) действия на конструкцию т. наз. стандартного пожара (см. ниже) до достижения ею одного из след. предельных состояний:

1) потери несущей способности (обрушение или прогиб) при проектной схеме опирания и действии нормативной нагрузки - постоянной от собств. веса конструкции и временной, длительной, от веса, напр., стационарного оборудования (станков, аппаратов и машин, электродвигателей и др.);

2) повышения т-ры необогреваемой пов-сти в среднем более чем на 160 °С или в любой ее точке более чем на 190 °С в .сравнении с начальной т-рой либо более 220 °С независимо от т-ры конструкции до испытаний;

3) образования в конструкции сквозных трещин или отверстий, через к-рые проникают продукты горения или пламя;

4) достижения при испытаниях ненагруженной конструкции критич. т-ры (т.е. т-ры, при к-рой происходят необратимые изменения физ.-мех. св-в) ее несущих элементов или частей, защищенных огнезащитными покрытиями и облицовками; характеризует потерю несущей способности.

Пределы распространения огня определяются размерами (см) их повреждений вследствие горения или обугливания вне зоны воздействия стандартного пожара. Эти пределы находятся посредством огневых испытаний конструкций по спец. методике.

Стандартный пожар воспроизводится в печах, футерованных огнеупорным кирпичом (объемная масса 1500-1600 кг/м³), путем сжигания керосина с помощью спец. форсунок. При этом т-ра в печах контролируется термопарами, горячие спаи к-рых отстоят от пов-стей испытываемых конструкций на 100 мм. Работу форсунок регулируют так, чтобы их пламя не имело контакта с контрольными термопарами и пов-стью каждой конструкции. Т-ра в печи (°С) при испытаниях повышается в соответствии с зависимостью:

где -время от начала испытания, мин; T-т-ра в печи за время ; Т₀-начальная т-ра.

Предел огнестойкости конструкции по предельным состояниям 1, 2 и 4 м. б. определен расчетным путем, если известны схемы ее разрушения при действии огня, а также теплофиз., прочностные и деформац. характеристики строит. материалов этой конструкции при высоких т-рах.

В общем случае расчет предела огнестойкости по потере несущей способности, применяемый для любой конструкции, сводится к решению теплотехн. и статич. задач. Теплотехн. расчет заключается в определении т-ры по сечению конструкции при действии на нее огня. Однако решением данной задачи ограничиваются, если предел огнестойкости конструкции находят по предельному состоянию 2. Статич. задачу решают на основе выявленной при огневых испытаниях схемы разрушения конструкции и использования ур-ний ее равновесия и деформаций, а также данных об изменении прочностных и деформац. св-в материалов при высоких т-рах. Статич. расчет позволяет найти зависимости снижения несущей способности (прочности) или роста деформаций конструкций от времени огневого воздействия. По этим зависимостям предел огнестойкости определяется как время, по истечении к-рого несущая способность конструкции снижается до величины рабочей нагрузки или ее деформации достигают максимума (предельное состояние 1). В нек-рых случаях можно сразу вычислить критич. т-ру, вызывающую обрушение конструкции. Затем, решая обратную теплотехн. задачу, рассчитывают время прогрева конструкции до критич. т-ры; это время принимают за предел огнестойкости.

По описанной методике определяют пределы огнестойкости простых изгибаемых элементов из железобетона и металлич. конструкций; критич. т-ру для них в зависимости от степени нагружения рассчитывают с учетом ползучести сталей при высоких т-рах. В случае сжатых металлич. конструкций принимают во внимание также их гибкость.

Данные о пределах огнестойкости и распространения огня используют при проектировании зданий и сооружений. Последние, согласно нормативным документам, разделены по степени огнестойкости на пять групп. Для них установлены требуемые пределы огнестойкости (минимальные) и распространения огня (максимальные) осн. строит. конструкций. В зависимости от их вида указанные пределы огнестойкости изменяются от 0,25 до 2,5 ч, пределы распространения огня - от 0 до 40 см. Повышение огнестойкости достигается методами огнезащиты. См. также Пожарная опасность.

Лит.: Огнестойкость зданий, 2 изд., М., 1970; Инструкция по расчету фактических пределов огнестойкости железобетонных строительных конструкций на основе применения ЭВМ, М., ВНИИПО, 1975; Пособие по определению пределов огнестойкости конструкций, пределов распространения огня по конструкциям и групп возгораемости материалов, М., 1985; Противопожарные нормы проектирования зданий и сооружений, М., 1986. А. И. Яковлев.