Межу вогнестійкості конструкції - проміжок часу від початку вогневого впливу в умовах стандартних випробувань до настання одного з нормованих для даної конструкції граничних станів.
Для несучих сталевих конструкцій граничний стан - несуча здатність, тобто показник R.
Хоча металеві (сталеві) конструкції виконані з вогнетривкого матеріалів, фактичний межа вогнестійкості в середньому становить 15 хв. Це пояснюється досить швидким зниженням міцності і деформативних характеристик металу при підвищених температурах під час пожежі. Інтенсивність нагріву МК залежить від ряду факторів, до яких відносяться характер нагріву конструкцій і способи їх захисту.
Температурні режими пожежі
Розрізняють декілька температурних режимів пожежі:
- режим пожежі в тунелі;
- режим углеводорожного пожежі;
- режими зовнішнього пожежі і т.д.
При визначенні меж вогнестійкості створюється стандартний температурний режим, що характеризується наступною залежністю
де Т - температура в печі, відповідна часу t, град С;
То - температура в печі до початку теплового впливу (приймають рівною температурі навколишнього середовища), град. С;
t - час, що обчислюється від початку випробування, хв.
Температурний режим вуглеводневої пожежі виражається наступною залежністю
Наступ межі вогнестійкості металевих конструкцій настає в результаті втрати міцності або за рахунок втрати стійкості самих конструкцій або їх елементів. Тому й іншому випадку відповідає певна температура нагріву металу, звана критичною, тобто при якій відбувається утворення пластичного шарніра.
Розрахунок межі вогнестійкості зводиться до вирішення двох завдань: статичної та теплотехнічної.
Статична задача має на меті визначення несучої здатності конструкцій з урахуванням зміни властивостей металу при високих температурах, тобто визначення критичної температури в момент настання граничного стану при пожежі.
В результаті рішення теплотехнічної задачі визначається час нагрівання металу від початку дії пожежі до досягнення в розрахунковому перерізі критичної температури, тобто рішення цього завдання дозволяє визначити фактичний межа вогнестійкості конструкції.
Методики і рекомендації
Метод розрахунку меж вогнестійкості сталевих конструкцій з вогнезахисними покриттями викладені в Методичних рекомендаціях ВНІЇПО "Засоби вогнезахисту для сталевих конструкцій. Розрахунково-експертіментальний метод визначення межі вогнестійкості несучих металевих коснтрукцій з тонкошаровими вогнезахисними покриттями".
Результатом розрахунку є висновок про фактичне межі вогнестійкості конструкції, в тому числі з урахуванням рішень по е вогнезахисту.
Вихідні дані для розрахунку меж вогнестійкості
Для вирішення теплотехнічної задачі, тобто завдання в якій необхідно визначити час прогріву конструкції до критичної температури, необхідно знати розрахункову схему навантаження, наведену товщину металевої конструкції, кількість обігріваються сторін, марку стали, перетину (момент сопротівляніе), а також теплозахисні властивості вогнезахисних покриттів.
Справа в тому що по ГОСТу в результаті випробувань встановлюється час прогріву конструкції до умовно критичної температури в 500С, в той час як розрахункова критична температура залежить від "запасу міцності" конструкції та її значення може бути як менше 500С, так і більше.
За кордоном кошти вогнезахисту проходять випробування на вогнезахисну ефективність по досягненню критичної температури 250С, 300С, 350С, 400С, 450С, 500С, 550С, 600С, 650С, 700С, 750С.
Необхідні межі вогнестійкості. Нормативні вимоги і обмеження
Крім того цим же пунктом обмежено застосування тонкошарових вогнезахисних покриттів (вогнезахисних фарб) для несучих конструкцій з наведеної товщиною металу 5,8 мм і менше в будівлях I і II ступенів вогнестійкості.
Несучі сталеві кострукції є в більшості випадків елементами рамно-зв'язевого каркаса будівлі, стійкість якого залежить як від межі вогнестійкості несучих колон, так і від елементів покриття, балок і зв'язків.
Таким чином всі елементи рамно-зв'язевого каркаса будівлі повинні мати межу вогнестійкості за найбільшою з них.