21.2. Огнестойкость строительных конструкций

Под огнестойкостью понимают способность строительной конструкции сопротивляться воздействию высокой температуры в условиях пожара и выполнять при этом свои обычные эксплуатационные функции. Огнестойкость относится к числу основных характеристик конструкций и регламентируется Строительными нормами и правилами.

Время, по истечении которого конструкция теряет несущую или ограждающую способность, называют пределом огнестойкости и измеряют в часах от начала испытания конструкции на огнестойкость до возникновения одного из следующих признаков:

образование в конструкции сквозных трещин или отверстий, через которые проникают продукты горения или пламя;

повышение температуры на не обогреваемой поверхности конструкции в среднем более чем на 160°С, или в любой точке этой поверхности более чем на 180°С в сравнении с температурой конструкции до испытания, или 220°С независимо от сравниваемой температуры:

потеря конструкцией несущей способности, т. е. обрушение конструкции.

Основным методом определения пределов огнестойкости строительных конструкций является экспериментальный. Основные положения этого метода определены рекомендациями Международной организации по стардартизации (ИСО) и стандартом СЭВ 1000— 78 «Противопожарные нормы строительного проектирования. Метод испытания строительных конструкций на огнестойкость». Сущность метода испытания конструкций на огнестойкость сводится к тому, что образец конструкции, выполненный в натуральную величину, нагревают в специальной печи и одновременно подвергают воздействию нормативных нагрузок. При этом определяют время от начала испытания до появления одного из признаков, характеризующих наступление предела огнестойкости конструкции.

Температура в огневой камере печи t измеряется во времени по стандартной температурной кривой (рис. 21.3), которая может быть выражена зависимостью

,

где τ— время от начала испытания, мин.

Рис. 21.3. Стандартная температурная кривая а — печь для испытания стен без нагрузки; б — то же, для испытаний перекрытий под нагрузкой; в — то же, для колонн и стен под нагрузкой; 1— огневая камера; 2— опытный образец; 3— вагонетка; 4— -нагрузка

Рис. 21.4. Схема испытательных установок

а — печь для испытания стен без нагрузки; б — то же, для испытаний перекрытий под нагрузкой; в — то же, для колонн и стен под нагрузкой; 1— огневая камера; 2— опытный образец; 3— вагонетка; 4— -нагрузка

Отклонение от температур, регламентируемых стандартной кривой, допускается в пределах 10 % в течение 30 мин испытания и 5 % — в последующее время.

Температуру в печи измеряют не менее чем в трех точках с помощью термопар. Горячие спаи термопар располагают на расстоянии 10 см от обогреваемой поверхности конструкции.

Нагревание испытываемых образцов соответствует реальным условиям работы конструкции и возможному направлению воздействия огня в случае пожара. При испытании колонны, как правило, обогревают с четырех сторон; балки — с трех, покрытия и перекрытия — со стороны нижней поверхности; стены, перегородки, двери — с одной стороны.

Испытаниям подвергаются не менее двух одинаковых образцов серийного изготовления или специально изготовленных. Перед испытанием образцы оборудуют приборами для измерения температур и деформаций.

Условия подогрева и особенности опытного образца обусловливают конструкцию испытательных установок (рис. 21.4), представляющих собой огневые печи, в которых создается заданный температурный режим с помощью сжигания жидкого или газообразного топлива. Печи оборудуют приборами для измерения температуры, а также устройствами для опирания, закрепления и нагружения опытных конструкций.