4732

УДК 624.014 (075.8)

Лобов, Д. М. Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре: учебно-методическое пособие / Д. М. Лобов, В. В. Ермолаев; Нижегородский государственный архитектурностроительный университет. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2023. – 15 с. – Текст : электронный.

В настоящем учебно-методическом пособии по дисциплине «Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре» даются конкретные рекомендации учащимся для освоения как основного, так и дополнительного материала дисциплины и тем самым способствующие достижению целей, обозначенных в учебной программе дисциплины. Цель учебно-методического пособия — это помощь в подготовке к лекциям, практическим занятиям (включая рекомендации обучающимся по организации самостоятельной работы).

Учебно-методическое пособие предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Пожарная безопасность в строительстве» по специальности 20.05.01 Пожарная безопасность, направленность (профиль) / специализация Пожарная безопасность.

© Д.М. Лобов, В.В. Ермолаев, 2023 © ННГАСУ, 2023

3

Оглавление

4

1. Общие положения

1.1 Цели изучения дисциплины и результаты обучения

Основными целями освоения учебной дисциплины “Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре” является изучение поведения строительных материалов, конструкций, зданий и сооружений при пожаре; методов оценки нормируемых показателей пожарной опасности зданий и сооружений, строительных материалов и отдельные вопросы экспериментальной и расчетной оценки огнестойкости строительных конструкций, а также оценки эффективности огнезащиты конструкций.

В процессе освоения дисциплины студент должен

Знать:

причины возникновения пожаров; классификацию пожаров; процесс развития пожаров; опасные факторы пожара и последствия их воздействия на людей; классификацию аварийно-химически опасных веществ и опасные факторы пожара; причины, последствия характер, и условия возникновения чрезвычайных ситуаций;

свойства, процессы, факторы, определяющие поведение строительных материалов и конструкций при пожаре в зданиях и сооружениях, конструктивные решения зданий и сооружений, типы строительных конструкций и их применение, совместную работу конструкций в зданиях и сооружениях; основные виды, структура, свойства строительных материалов и их поведение в условиях пожара; особенности исполнения различных строительных конструкций и узлов их сочленения, поведение конструкций при пожаре; методы определения показателей пожарной опасности строительных материалов и методы огневых испытаний строительных конструкций; способы огнезащиты строительных материалов и конструкций;

нормы экологической безопасности основные технические решения и методы расчётной оценки конструктивных решений для обеспечения пожарной безопасности зданий и сооружений, определенных видов производств; методику проведения пожарнотехнической экспертизы зданий и сооружений.

Уметь:

анализировать, прогнозировать процессы возникновения горения и взрыва, распространения и прекращения горения на пожарах, особенностей динамики пожаров, механизмов действия, номенклатуры и способов применения огнетушащих составов, экологических характеристик горючих материалов и огнетушащих составов на разных стадиях развития пожара; систематизировать по определенным признакам, проводить расчеты и находить новые варианты решения для повышения огнестойкости строительных материалов и конструкций при пожаре в зданиях и сооружениях;

прогнозировать возможность, время наступления и масштабы разрушений зданий и сооружений при пожаре; проводить экспертизу применяемых в зданиях и сооружениях строительных материалов, разрабатывать предложения по их огнезащите или замене; проводить экспертизу строительных конструкций зданий и сооружений, разрабатывать технические решения по увеличению огнестойкости конструкций; производить расчеты пределов огнестойкости строительных конструкций;

определять (рассчитывать, обосновывать) параметры горения и взрыва, распространения и прекращения горения на пожарах, особенностей динамики пожаров, механизмов действия; определять огнетушащие составы для прекращения горения веществ и материалов; учитывать экологические характеристики горючих материалов и последствия применения огнетушащих составов.

5

Владеть:

способами прогноза, анализом процессов возникновения горения и взрыва, распространения и прекращения горения на пожарах, особенностей динамики пожаров, механизмов действия, номенклатуры и способов применения огнетушащих составов, экологических характеристик горючих материалов и огнетушащих составов на разных стадиях развития пожара; системой классификации по определенным признакам, методами расчетов технологией вариантов решения для повышения огнестойкости строительных материалов и конструкций при пожаре в зданиях и сооружениях;

навыки расчёта пределов огнестойкости в условиях пожара строительных конструкций и поведения технологического оборудования с пожаровзрывоопасными средами;

практическими навыками по оценке и прогнозировании поведения зданий и сооружений при пожаре, строительных материалов и конструкций в условиях пожара; навыками практического применения методов оценки пожарной опасности строительных материалов, конструкций и пожарной опасности и огнестойкости конструкций для разработки мер пожарной безопасности, с учетом норм экологической безопасности и требований противопожарных норм, обеспечивающие пожарную безопасность зданий и сооружений, технологических процессов производств; методикой проведения пожарно-технической экспертизы зданий и сооружений.

Данная дисциплина позволит студентам не только систематизировать полученные теоретические знания, укрепить исследовательские навыки, даст возможность ориентироваться в новом предметном поле Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре.

6

1.2 Содержание дисциплины

Материал дисциплины сгруппирован по следующим разделам:

1. Строительные материалы и их поведение в условиях пожара.

Строительные материалы и их поведение в условиях пожара. Поведение каменных (минеральных) материалов в условиях пожара.

Поведение строительных металлов и сплавов в условиях пожара. Поведение древесины и полимерных материалов в условиях пожара. Методы оценки пожарной опасности строительных материалов.

Методы исследования поведения строительных материалов в условиях пожара.

Металлы и сплавы, их поведение в условиях пожара и способы повышения стойкости к его воздействию. Огнезащита металлов: Определение огнезащитной эффективности в соответствии с методикой НПБ 236-97

Оценка изменения прочности бетона при нагревании. Изменение механических свойств стали при нагревании.

Определение эффективности огнезащитных свойств покрытий и пропитки древесины. Метод испытания на воспламеняемость горючих строительных материалов.

2. Основы теории расчета огнестойкости строительных конструкций.

Основы теории расчета огнестойкости строительных конструкций.. Общие принципы расчета огнестойкости строительных конструкций.

Методика оценки огнестойкости металлических конструкций: определение несущей способности и фактического предела огнестойкости незащищенных и защищенных конструкций, находящихся в различном напряженном состоянии (изгиб, растяжение, сжатие). Огнестойкость металлических конструкций.

Огнестойкость железобетонных и каменных конструкций. Общие сведения о железобетонных конструкциях и их огнестойкость.

Методика расчета огнестойкости железобетонных конструкций. Теплотехнические расчеты при оценке огнестойкости железобетонных конструкций. Основные положения решения прочностной (статической) задачи: несущая способность статически определимых и статически неопределимых конструкций.

Основные виды деревянных конструкций и специфика производства деревянных клееных конструкций. Огнестойкость деревянных конструкций и их поведение в условиях пожара.

Методика расчета огнестойкости несущих деревянных конструкций. Основные требования, предъявляемые к соединениям элементов конструкций, и их классификация.

Огнестойкость зданий и сооружений с учетом совместной работы строительных конструкций. Влияние и оценка совместной работы строительных конструкций зданий и сооружений при комбинированных особых воздействиях с участием пожара.

Принципы расчета огнестойкости строительных конструкций.

Решение практических задач по оценке пределов огнестойкости незащищенных и защищенных металлических конструкций и их элементов

Оценка фактического предела огнестойкости железобетонных конструкций.

Решение практических задач по оценке пределов огнестойкости: изгибаемых плоских железобетонных элементов, изгибаемых стержневых элементов (балки, ригели, прогоны), сжатых элементов железобетонных конструкций.

Решение практических задач по оценке пределов огнестойкости деревянных конструкций и их элементов.

Метод испытания на дымообразующую способность строительных пластмасс. Метод испытания материалов из пластмасс для определения их групп горючести.

7

2. Методические указания по подготовке к лекциям

2.1 Общие рекомендации по работе на лекциях

Лекция является главным звеном дидактического цикла обучения. Ее цель — формирование основы для последующего усвоения учебного материала. В ходе лекции преподаватель в устной форме, а также с помощью презентаций передает обучаемым знания по основным, фундаментальным вопросам изучаемой дисциплины.

Назначение лекции состоит в том, чтобы доходчиво изложить основные положения изучаемой дисциплины, ориентировать на наиболее важные вопросы учебной дисциплины и оказать помощь в овладении необходимых знаний и применения их на практике.

Личное общение на лекции преподавателя со студентами предоставляет большие возможности для реализации образовательных и воспитательных целей.

При подготовке к лекционным занятиям студенты должны ознакомиться с презентаций, предлагаемой преподавателем, отметить непонятные термины и положения, подготовить вопросы с целью уточнения правильности понимания. Рекомендуется приходить на лекцию подготовленным, так как в этом случае лекция может быть проведена в интерактивном режиме, что способствует повышению эффективности лекционных занятий.

2.2Общие рекомендации при работе с конспектом лекций

Входе лекционных занятий необходимо вести конспектирование учебного материала. Конспект помогает внимательно слушать, лучше запоминать в процессе осмысленного записывания, обеспечивает наличие опорных материалов при подготовке к семинару, зачету, экзамену.

Полезно оставить в рабочих конспектах поля, на которых делать пометки из рекомендованной литературы, дополняющие материал прослушанной лекции, а также подчеркивающие особую важность тех или иных теоретических положений.

Вслучае неясности по тем или иным вопросам необходимо задавать преподавателю уточняющие вопросы. Следует ясно понимать, что отсутствие вопросов без обсуждения означает в большинстве случаев неусвоенность материала дисциплины.

2.3Общие рекомендации по изучению материала дисциплины

Раздел 1. Строительные материалы и их поведение в условиях пожара.

Строительные материалы и их поведение в условиях пожара. Поведение каменных (минеральных) материалов в условиях пожара.

Поведение строительных металлов и сплавов в условиях пожара. Поведение древесины и полимерных материалов в условиях пожара. Методы оценки пожарной опасности строительных материалов.

Методы исследования поведения строительных материалов в условиях пожара.

Металлы и сплавы, их поведение в условиях пожара и способы повышения стойкости к его воздействию. Огнезащита металлов: Определение огнезащитной эффективности в соответствии с методикой НПБ 236-97

Оценка изменения прочности бетона при нагревании. Изменение механических свойств стали при нагревании.

Определение эффективности огнезащитных свойств покрытий и пропитки древесины. Метод испытания на воспламеняемость горючих строительных материалов.

Раздел 2. Основы теории расчета огнестойкости строительных конструкций.

Основы теории расчета огнестойкости строительных конструкций.. Общие принципы расчета огнестойкости строительных конструкций.

Методика оценки огнестойкости металлических конструкций: определение несущей

8

способности и фактического предела огнестойкости незащищенных и защищенных конструкций, находящихся в различном напряженном состоянии (изгиб, растяжение, сжатие). Огнестойкость металлических конструкций.

Огнестойкость железобетонных и каменных конструкций. Общие сведения о железобетонных конструкциях и их огнестойкость.

Методика расчета огнестойкости железобетонных конструкций. Теплотехнические расчеты при оценке огнестойкости железобетонных конструкций. Основные положения решения прочностной (статической) задачи: несущая способность статически определимых и статически неопределимых конструкций.

Основные виды деревянных конструкций и специфика производства деревянных клееных конструкций. Огнестойкость деревянных конструкций и их поведение в условиях пожара.

Методика расчета огнестойкости несущих деревянных конструкций. Основные требования, предъявляемые к соединениям элементов конструкций, и их классификация.

Огнестойкость зданий и сооружений с учетом совместной работы строительных конструкций. Влияние и оценка совместной работы строительных конструкций зданий и сооружений при комбинированных особых воздействиях с участием пожара.

Принципы расчета огнестойкости строительных конструкций.

Решение практических задач по оценке пределов огнестойкости незащищенных и защищенных металлических конструкций и их элементов

Оценка фактического предела огнестойкости железобетонных конструкций.

Решение практических задач по оценке пределов огнестойкости: изгибаемых плоских железобетонных элементов, изгибаемых стержневых элементов (балки, ригели, прогоны), сжатых элементов железобетонных конструкций.

Решение практических задач по оценке пределов огнестойкости деревянных конструкций и их элементов.

Метод испытания на дымообразующую способность строительных пластмасс. Метод испытания материалов из пластмасс для определения их групп горючести.

2.4Контрольные вопросы

1.Основные положения методики испытаний конструкций на огнестойкость.

2.Основные положения методики испытаний конструкций на пожарную опасность.

3.Общие положения экспертизы огнестойкости конструкций, условие безопасности.

4.Общие положения экспертизы пожарной опасности конструкций, условие безопасности.

5.Основные виды металлов и сплавов. Процессы, происходящие в металлах и сплавах при нагревании. Динамика изменения механических и теплофизических свойств.

6.Особенности поведения горячекатаной, холоднотянутой и легированной сталей при

нагреве.

7.Изменение механических характеристик при нагревании металлов и сплавов. Ползучесть, пластичность, температурные деформации.

8.Способы повышения прочности металлов и сплавов: легирование, наклеп, термическое упрочнение.

9.Изменение механических характеристик при нагревании металлов и сплавов. Ползучесть, пластичность, температурные деформации.

10.Пожарная опасность строительных материалов. Показатели и классификация.

11.Метод определения токсичности продуктов горения (ГОСТ 12.1.044). Классификация материалов по токсичности продуктов горения.

12.Метод определения дымообразующей способности материалов (ГOCТ 12.1.044). Классификация материалов по дымообразующей способности.

13.Методы определения групп горючести строительных материалов (ГОСТ 30244). Классификация строительных материалов по горючести.

14.Метод определения группы распространения пламени по поверхности материалов (ГОСТ 30444). Классификация материалов по распространению пламени по поверхности.

9

15. Метод определения группы воспламеняемости строительных материалов (ГОСТ 30402). Классификация материалов по воспламеняемости.

16. Метод определения группы горючести и воспламеняемости не строительных материалов (ОТМ, ГОСТ 12.1.044). Классификация веществ и материалов (кроме строительных) по горючести и воспламеняемости.

17. Основные виды каменных строительных материалов и их поведение при нагреве до высоких температур.

18. Процессы, происходящие в бетонах при нагревании. Процессы приводящие к снижению прочности.

19. Процессы, приводящие к повышению прочности бетона при нагреве до 200-300°С. 20. Изменение механических свойств каменных материалов в процессе нагревания.

21. Основные виды металлических конструкций и область их применения. Достоинства и недостатки конструкций из стали и алюминиевых сплавов.

22. Основные виды металлов и сплавов. Строение, механические и теплофизические свойства.

23. Процессы, происходящие в металлах и сплавах при нагревании. Динамика изменения механических и теплофизических свойств.

24. Особенности поведения горячекатаной, холоднотянутой и легированной сталей при нагреве.

25. Изменение механических характеристик при нагревании металлов и сплавов. Ползучесть, пластичность, температурные деформации.

26. Способы повышения прочности металлов и сплавов: легирование, наклеп, термическое упрочнение.

27. Поведение строительных пластмасс при нагревании. Способы снижения пожарной опасности полимеров и строительных пластмасс.

28. Параметры, характеризующие пожарную опасность полимеров и строительных пластмасс.

29. Экспертиза соответствия отделочных и облицовочных материалов требованиям пожарной безопасности.

30. Особенности физического и химического строения древесины. Поведение материалов на основе древесины при нагревании.

31. Параметры, характеризующие пожарную опасность древесины, Скорость обугливания, скорость выгорания, скорость распространения пламени, тепловыделение, дымообразующая способность, токсичность продуктов горения.

32. Способы огнезащиты древесины. Огнезащитные составы. Оценка эффективности. 33. Расчетная оценка огнестойкости конструкций (на примере плиты).

34. Расчет огнестойкости конструкций по предельному состоянию I.

35. Огнестойкости конструкции по признаку потере несущей конструкции.

36. Расчет огнестойкости конструкций по показателю критическая температура. 37. Факторы, влияющие на выбор вида огнезащиты металлических конструкций.

38. Виды и эффективность огнезащитных облицовок и покрытий для металлических конструкций.

39. Понятие несущей способности строительных конструкций, показатели снижения несущей способности сечений металлических конструкций при пожаре.

40. Расчетные прочностные характеристики стали при ее нагревании. Температурная ползучесть стали.

41. Предельное состояние и расчет критической температуры сечений центральнорастянутых элементов незащищенных металлических конструкций.

42. Предельное состояние и расчет критической температуры сечений центрально сжатых элементов (из условия прочности и устойчивости) незащищенных металлических конструкций.

43. Предельное состояние и расчет критической температуры сечений, изгибаемых элементов незащищенных металлических конструкций.

44. Теплотехническая задача в расчетах огнестойкости незащищенных металлических