Обследования конструкций после пожара

При пожарах строительные конструкции повреждаются от разрушения их материала или изменения его механических характеристик, значитель­ных деформаций, вызванных перегревом конструкций, разрушением конст­рукций и соединений от продольных деформаций при нагреве.

Величина повреждений зависит от вида конструкции, её материала, температуры нагрева конструкций и длительности пожара.

Наиболее хорошо сопротивляются воздействию огня при пожарах же­лезобетонные и каменные конструкции.

Рассмотрим воздействие пожара на отдельные виды конструкций.

Железобетонные конструкции

В железобетонных конструкциях под влиянием высоких температур изменяются свойства цементного камня и заполнителя.

При нагреве арматуры до 300°С не происходит снижения ее механиче­ских свойств, а прочность бетона в зависимости от заполнителя снижается на 20-40%.

При длительном воздействии огня при пожарах с температурой 1000-1100°С температура арматуры достигает 550°С для конструкций с толщиной защитного слоя 2,5 см уже через 1 час горения, а при толщине защитного слоя 1 см через 45 минут.

При температуре арматуры 550°С происходит снижение ее прочности на 50%, а бетона в среднем на 60%.

Нагрев железобетонных конструкций при пожаре приводит к различным повреждениям и снижению их прочности (табл. 3.1).

Если температура пожара не превысила 400°С и продолжительность составила 6-7 часов, то сооружение подлежит эксплуатации при условии некоторого ремонта. Если температура пожара приблизилась к 600°С, то сооружение обычно сильно пострадает, однако не обрушится. При темпера­туре пожара выше 800°С сооружение может обрушиться и, как правило, не подлежит восстановлению.

Характерными признаками аварийного состояния конструкции могут быть: прогибы конструкции, превышающие 1/50 пролета с образованием тре­щин с шириной раскрытия свыше 2 мм; выколы и отслоения бетона, при кото­рых площадь поперечного сечения элемента уменьшается более чем на 30%.

При пожаре важно знать также, существует ли опасность обрушения несущих конструкций, так как это определяет выбор мер по спасению лю­дей и для борьбы с огнем.

При продолжительном пожаре местные разрушения бывают обычно небольшие. Однако вследствие нагрева и удлинения конструкций происхо­дят обрушения колонн и стен.

Приведем последовательность разрушения конструкций на примере железобетонных колонн здания по данным экспериментальных пожаров.

В течение 25-45 минут от начала пожара в колонне образуются про­дольные трещины. Далее наблюдаются выгибы, равные нескольким санти­метрам без потери несущей способности под нагрузкой. Заметные трещи­ны, перпендикулярные действию нагрузки, возникают за несколько минут до потери несущей способности в растянутой зоне. Бетон в сжатой зоне разрушается в месте максимальной кривизны вследствие расслоения и выкрашивания. Разрушение всех колонн происходит в пределах I секунды. При этом температура арматуры достигала 500-700°С.

Повреждение железобетонных конструкций при пожарах

Состояние по­верхности конст­рукции после по­жара	Деформации конструкции	Снижение прочности конструк­ции
Наличие следов сажи и копоти	Шелушение отдельных слоев поверхности бетона. Незначительные сколы бетона	на 5%
Изменение серого цвета до розового и буро-желтого; элементы полностью покрыты сажей и копотью	Наличие сколов бетона по углам; обнажение арматурной сетки на плоских элементах площадью около 10%; обнажение угловой арматуры в элементах прямоугольной фор­мы; отделение наружных слоев бетона без их обрушения (при простукивании прослушивается глухой звук); трещины с шири­ной раскрытия до 0,5 мм	на 15%
Цвет бетона желтый	Сколы бетона конструкций до 30% сечения элемента; обнажение арматурной сетки в плоских элементах на площади более 10%; обнажено до 50% рабочей арматуры прямо­угольных элементов; выпучен один стер­жень арматуры элемента; отвалились по­верхностные слои бетона, звук оставшихся слоев глухой; трещины с шириной раскры­тия до 1 мм	на 30%
Цвет бетона темно-желтый	Сколы бетона от 30 до 50% от плошади сече­ния элемента; обнажено до 90% арматуры; выпучилось более одного стержня армату­ры; нарушена анкеровка, сцепление арма­туры с бетоном; отрыв закладных и опорных деталей; зыбкость конструкции; проги­бы свыше 1/50 пролета; трещины шириной раскрытия более 1 мм	на 65 и более %