Строительные конструкции

Строительные конструкции характеризуются огнестойкостью и пожарной опасностью.

Огнестойкость – способность строительных конструкций, зданий и сооружений сохранять свои функции при пожаре. Огнестойкость обычно характеризуется пределами огнестойкости и пределами распространения огня.

Предел огнестойкости строительных конструкций – это время, в течение которого конструкция сохраняет свои огнезащитные свойства, т. е. до возникновения одного из предельных состояний по этому показателю. В настоящее время по огнестойкости устанавливается три основных вида предельных состояний:

- первое состояние связано с потери несущей способности, т. е. обрушением или деформацией;

- второе состояние связано с потери теплоизолирующей способности, т. е. с повышением температуры на необогреваемой поверхности конструкции сверх допустимых значений. Прогрев конструкции до температуры 160-190^оС представляет опасность, т. к. могут самовоспламенятся некоторые твердые и жидкие материалы;

- третье состояние связано с потери плотности, т. е. образованием сквозных трещин или отверстий, способствующих проникновению продуктов горения и пламени.

Предел огнестойкости измеряется в минутах, и имеют вполне определенное обозначение, в котором указываются нормируемые для данной конструкции признаки указанных выше предельных состояний. Потеря несущей способности обозначается – R, потеря целостности – E, а потеря теплоизолирующей способности – I. Например, предел огнестойкости несущих элементов здания может иметь обозначение R 120, наружных ненесущих стен – E 30, а междуэтажных перекрытий REI 60.

Пределы огнестойкости строительных конструкций и их условные обозначения определяются по ГОСТ 30247 «Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость». Фактические пределы огнестойкости конструктивных элементов зданий, сооружений, подвижного состава могут быть определены расчетным путем с применением утвержденных методик либо экспериментальным методам испытаний в учловиях стандартного температурного режима. Стандартный темепратурный режим характеризуется стандартной температурной кривой при пожаре (зависимость темепратуры от продолжительности пожара), которая может построена по данным, приведенным в таблице 4.1 или расчетным данным

t = 345lg (8t+1) + t_н,

где t – время от начала испытания, мин; t_н – начальная темепратура, °С.

 

Т а б л и ц а 4.1 – Зависимость темепратуры от продолжительности пожара по стандартной температурной кривой

 

Продолжительность пожара, мин
Температура, °С

 

Существуют утвержденные методики, позволяющие производить расчеты фактических значений пределов огнестойкости. Расчеты выполняются при условии соблюдения определенных требований и допущений:

- нагрузка на конструктивный элемент определяется на основе анализа условий, возникающих во время пожара. Если такие условия определить невозможно, то для расчета принимается нормативная нагрузка;

- тепловое воздействие на конструкцию определяется температурным полем при пожаре с использованием стандартной температурной кривой;

- при расчете учитываются изменения физико-механических свойств материала, обусловленные высокой температурой;

- за начальную темепратуру окружающей среды и конструкции принимается температура 20 °С (если нет других требований).

В настоящее время разработаны методики расчета и расчетные схемы по определению несущей и теплоизолирующей способности конструкций, которые подробно изложены в [27].

Пределы огнестойкости применяемых строительных конструкций приведены в пособии П1–02 к СНБ 2.02.01–98 «Пределы огнестойкости строительных конструкций».

При выборе того или иного конструктивного элемента здания или сооружения должно быть выполнено условие: фактический предел огнестойкости не должен быть ниже требуемого. Требуемые пределы огнестойкости определяются по нормам проектирования, в частности по СНБ 2.02.01–98. Для определения требуемых пределов огнестойкости и требуемых пределов распространения огня по конструкциям в начале необходимо определить требуемую степень огнестойкости здания или сооружения по СНБ 2.02.01–98, а также их специфику.

По пожарной опасностистроительные конструкции подразделяются на четыре класса:

К0 (непожароопасные);

К1 (малопожароопасные);

К2 (умереннопожароопасные);

К3 (пожароопасные).

Класс пожарной опасности строительных конструкций определяется по ГОСТ 30403–96 «Конструкции строительные. Метод определения пожарной опасности».

Здания и их части выделенные противопожарными стенами классифицируются по степени огнестойкости, которая характеризует показатель их противопожарной устойчивости. Степень огнестойкости здания устанавливается в зависимости от ряда характеристик. В основном, степень огнестойкости здания зависит от пределов огнестойкости его строительных конструкций и классов их пожарной опасности. Всего для зданий установлено 8 степеней огнестойкости таблица 4.2.

 

Т а б л и ц а 4.2 – Степени огнестойкости зданий

 

Степень огне-стойкости здания	Предел огнестойкости и класс пожарной опасности строительных конструкций
Несущие элементы здания	Самонесущие стены	Наружные ненесущие стены	Перекрытия междуэтажные (в т.ч. чердачные и над подвалами)	Элементы бесчердачных покрытий	Лестничные клетки
Настилы, в т.ч. с утеплителем	Фермы, балки, прогоны	Внутренние стены	Марши и площадки лестниц
I	R 120-KO	RЕ 90-KO	E 60-KO	REI 90-KO	RE 30-КО	R 30-КО	REI 120-KO	R 60-KO
II	R 120-KO	RЕ 75-KO	E 30-КО	REI 60-KO	RE 30-КО	R 30-КО	REI 120-KO	R 60-KO
III	R 90-KO	RЕ 60-KO	E 30-КО	REI 60-KO	RE 30-КО	R 30-КО	REI 105-KO	R 45-KO
IV	R 60-KO	RЕ 45-KO	E 30-K1	REI 45-KO	RE 15-K1	R 15-K1	REI 90-KO	R 45-KO
V	R 45-K1	RЕ 30-K1	E15-K2	REI 45-K1	RE 15-K1	R 15-K1	REI 60-KO	R 45-KO
VI	R 30-K2	RЕ 15-K2	E 15-K2	REI 30-K2	RE15-K2	R15-K2	REI 45-KO	R 30-K1
VII	R 15-K3	RЕ 15-K3	E 15-K3	REI 15-K3	RE 10-K3	R 10-K3	REI 30-K1	R 15-K2
VIII	H.H.-K3	H.H.-K3	H.H.-K3	H.H.-K3	H.H.-K3	H.H.-K3	Н.Н-K1	Н.Н-K2
Примечание: Сокращение Н.Н. означает, что показатель не нормируется. К несущим элементам здания относятся: - несущие стены, колонны, балки перекрытий, ригели, фермы, элементы арок и рам, диафрагмы жесткости, а также другие конструкции (за исключением самонесущих стен) и связи, обеспечивающие общую устойчивость и геометрическую неизменя-емость здания.. Предел огнестойкости несущих наружных и внутренних несущих стен определяется по критическим состояниям в соответствии с ГОСТ 30247.1 В зданиях всех степеней огнестойкости требования по пределам огнестойкости внутренних ненесущих стен и перегородок (за исключением самонесущих) заполнений проемов в строительных конструкциях (дверей, ворот, окон, люков, а также фонарей, в т.ч. зенитных и других светопрозрачных участков покрытий), не предъявляются, за исключением специально оговоренных случаев. В зданиях Ι и ΙΙ степеней огнестойкости применение в чердачных покрытиях конструкций из материалов группы горючести Г3 – Г4 не допускается. Предел огнестойкости самонесущих внутренних стен определяется по трем критическим состояниям – REI.

 

Анализ данных, приведенных в таблице 4.2, показывает, что к I степени огнестойкости относятся здания с несущими и ограждающими конструкциями, выполненными из естественных и искусственных каменных материалов (бетона или железобетона) с применением покрытий из негорючих материалов. В зданиях II степени огнестойкости допускается в покрытиях применять незащищенные стальные конструкции. Здания III степени огнестойкости отличаются тем, что для перекрытий допускается применение защищенных штукатуркой или трудногорючими материалами деревянных конструкций, а элементы чердачных конструкций из древесины подвергаются огнезащитной пропитки. В зданиях VIII степени огнестойкости к несущим и ограждающим конструкциям не предъявляются требования по пределам огнестойкости.

Степень огнестойкости здания является одной из основных характеристик, учитываемой при обосновании и выборе всех объемно-планировочных и конструктивных решений, мероприятий по обеспечению противопожарной защиты.

Любое здание или сооружение состоят из различных строительных конструкций, которые имеют различные показатели пожарной опасности и способность противостоять огню. Поэтому степень огнестойкости зданий и сооружений характеризует в целом их способность сопротивляться разрушению в условиях пожара. Правильный и обоснованный выбор строительных колнструкций зданий и сооружений, объемно-планировочных и конструкивных решений позволяет оптимизировать затраты на обеспечение пожарной безопасности производственных объектов. Различают требуемую и фактическую степени огнестойкости зданий и сооружений. Требуемая степень огнестойкости О_тр устанавливается соответствующими нормативными документами, регламентирующими нормы проектирования конкретных объектов (СНБ, СНиП и т.д.). Она зависит от назначения здания, его категории по взрывопожарной и пожарной опасности, этажности, площади и определяет минимальную степень огнестойкости, которая удовлетворяет требованиям пожарной безопасности. Общие рекомендации по определению степени огнестойкости производственных зданий и сооружений класса Ф5.1 и складских зданий и сооружений класса Ф 5.2 приведены в п. 5.2.

Фактическая степень огнестокости О_ф – это действительная степень огнестойкости, которая соответствует пожарно-техническим характериститкам основных элементов и строительных конструкций здания или сооружения (приделом огнестойкости, классам пожарной опасности). При определении значений фактической степени огнестойкости О_ф можно руководствоваться основными характеристиками элементов по Пособию П1–02 к СНБ 2.02.01–98 «Пределы огнестойкости строительных конструкций».

Здания или сооружения соответствует по огнестойкости требованиям пожарной безопасности, если выполнено условие О_ф³О_тр. В процессе эксплуатации объектов в ряде случаев возникает необходимость оценки соответствия зданий и сооружений, строительных конструкций требованиям пожарной безопасности (например, при разработке паспорта пожарной безопасности). При этом в начале необходимо по нормам проектирования для данного объекта установить требуемую ступень огнестойкости здания или сооружения. Затем, руководствуясь данными, приведенными в Пособии П1–02 к СНБ 2.02.01–98, можно определить фактические пределы огнестойкости и другие пожарно-технические характеристики основных конструкций. Сравнивая полученные данные с требуемыми по СНБ 2.02.01–98 можно установить соответствие здания или сооружения требованиям пожарной безопасности. Здание или сооружение будет относиться к той наименьшей степени огнестойкости, которой будут соответствовать все его основные конструктивные элементы.