изготовленные на заводе в виде отправочных марок (элементов) и укрупняемые при монтаже.
По условиям эксплуатации и строительства конструкции подразделяют в зависимости от:
вида силового воздействия;
степени агрессивности внешней среды;
температурных условий;
характера функционирования.
По виду силового воздействия конструкции подразделяют на:
воспринимающие постоянные, временные нагрузки и воздействия;
воспринимающие, кроме постоянных и временных, особые нагрузки типа подвижных, вибрационных, взрывных, сейсмических.
По степени агрессивности внешней среды конструкции подразделяют на эксплуатируемые в средах:
неагрессивных:
слабоагрессивных;
среднеагрессивных:
сильноагрессивных.
По температурным условиям возведения и эксплуатации конструкции подразделяют:
с расчетной температурой минус 40°С и выше;
с расчетной температурой от минус 40 до минус 50°С включ.;
с расчетной температурой ниже минус 50 до минус 65°С включ.;
с температурой воздействия 100 - 150°С;
эксплуатируемые в отапливаемых зданиях и сооружениях;
эксплуатируемые в неотапливаемых зданиях и сооружениях.
По характеру функционирования конструкции подразделяют на:
стационарные;
сборно-разборные;
передвижные.
По ответственности в зависимости от опасности последствий, которые могут возникнуть при выходе конструкций из строя, различают конструкции, отказ которых:
может привести к полной непригодности к эксплуатации здания или сооружения в целом либо значительной его части;
может привести к затруднению нормальной эксплуатации здания или сооружения;
не приводит к нарушению функционирования других конструкций или их элементов. [6]
Стальные строительные конструкции
Стальные конструкции применяются главным образом для каркасов большепролётных зданий и сооружений, для цехов с тяжёлым крановым оборудованием, домен, резервуаров большой ёмкости, мостов, сооружений башенного типа и др. Области применения стальных и железобетонных конструкций в ряде случаев совпадают. При этом выбор типа конструкций производится с учётом соотношения их стоимостей, а также в зависимости от района строительства и местонахождения предприятий строительной индустрии. Существенное преимущество стальных конструкций (по сравнению с железобетонными) - их меньшая масса. Этим определяется целесообразность их применения в районах с высокой сейсмичностью, труднодоступных областях Крайнего Севера, пустынных и высокогорных районах и т.п. Расширение объёмов применения сталей высокой прочности и экономичных профилей проката, а также создание эффективных пространственных конструкций (в т. ч. из тонколистовой стали) позволят значительно снизить вес зданий и сооружений.
Конструкции стальные строительные классифицируют по:
назначению;
видам соединений;
степени заводской готовности;
условиям строительства и эксплуатации;
ответственности.
По назначению конструкции подразделяют на:
несущие (основные и вспомогательные);
ограждающие;
совмещающие функции несущих и ограждающих.
По видам соединения конструкции подразделяют на:
сварные;
болтовые (в том числе с фрикционными соединениями на высокопрочных болтах);
клепаные;
винтовые;
комбинированные.
По степени заводской готовности конструкции подразделяют на:
полностью изготовленные на заводе;
изготовленные на заводе в виде отправочных марок (элементов) и укрупняемые при монтаже.
По условиям эксплуатации и строительства конструкции подразделяют в зависимости от:
вида силового воздействия;
степени агрессивности внешней среды;
температурных условий;
характера функционирования.
По виду силового воздействия конструкции подразделяют на:
воспринимающие постоянные, временные нагрузки и воздействия;
воспринимающие, кроме постоянных и временных, особые нагрузки типа подвижных, вибрационных, взрывных, сейсмических.
По степени агрессивности внешней среды конструкции подразделяют на эксплуатируемые в средах:
неагрессивных:
слабоагрессивных;
среднеагрессивных:
сильноагрессивных.
По температурным условиям возведения и эксплуатации конструкции подразделяют:
с расчетной температурой минус 40°С и выше;
с расчетной температурой от минус 40 до минус 50°С включ.;
с расчетной температурой ниже минус 50 до минус 65°С включ.;
с температурой воздействия 100 - 150°С;
эксплуатируемые в отапливаемых зданиях и сооружениях;
эксплуатируемые в неотапливаемых зданиях и сооружениях.
По характеру функционирования конструкции подразделяют на:
стационарные;
сборно-разборные;
передвижные.
По ответственности в зависимости от опасности последствий, которые могут возникнуть при выходе конструкций из строя, различают конструкции, отказ которых:
может привести к полной непригодности к эксплуатации здания или сооружения в целом либо значительной его части;
может привести к затруднению нормальной эксплуатации здания или сооружения;
не приводит к нарушению функционирования других конструкций или их элементов. [6]
Поведение стальных строительных конструкций при пожаре
Металл отличается высокой теплопроводностью. Это приводит к тому, что в условиях пожара незащищенные металлические конструкции быстро прогреваются до температур, превышающих 400-500°С. Под воздействием этих температур и нормативной нагрузки интенсивно развиваются температурные деформации и деформации ползучести. Это приводит к быстрому обрушению металлических колонн, балок (в пределах всего 0,12-0,25 часа), потере ограждающей и теплоизолирующей способностей ограждений.
Наличие теплоизолирующих экранов позволяет конструкциям при пожаре замедлить прогревание металла и сохранить свои функции в течение определенного времени, то есть до наступления критической температуры, при которой начинается потеря несущей способности.
Можно выделить следующие способы огнезащиты стальных конструкций:
облицовка конструкций огнезащиты плитными материалами или установка огнезащитных экранов на относе (конструктивный способ);
нанесение непосредственно на поверхность конструкций огнезащитных покрытий (обмазка, окраска, напыление и т.д.);
нанесение непосредственно на поверхность конструкций огнезащитных тонкослойных вспучивающихся красок;
комбинированный (композиционный) способ, представляющий собой рациональное сочетание различных способов огнезащиты.
Огнезащитная эффективность составов подразделяется на 5 групп:
1-я - не менее 150 мин;
2-я - не менее 120 мин;
3-я - не менее 60 мин;
4-я - не менее 45 мин;
5-я - не менее 30 мин.
При определении группы огнезащитной эффективности составов не рассматриваются результаты испытаний с показателями менее 30 мин.
Также эффективным способом является
спринклерное орошение элементов конструкции.
3. Деревянные строительные конструкции
Деревянные конструкции являлись основными в течение многих веков и имеют широкие перспективы применения в современном облегчённом капитальном строительстве. Огромные лесные богатства нашей страны являются надёжной сырьевой базой производства деревянных строительных конструкций. Деревянные конструкции характеризуются малой массой, малой теплопроводностью, повышенной транспортабельностью и их перевозки на значительные расстояния вполне рациональны. Ценные строительные свойства древесины определяют и области её эффективного использования.
Высокая прочность древесины позволяет создавать деревянные конструкции больших размеров для перекрытий зданий, имеющих свободные пролёты до 100 м и более.
Деревянные конструкции подвержены загниванию. Однако современные методы конструктивной и химической защиты от загнивания позволяют снизить до минимума опасность их гнилостного поражения и обеспечить им необходимую долговечность в самых различных условиях эксплуатации.
Древесина является стойким материалом в ряде агрессивных по отношению к бетону и металлу сред. Кроме того, деревянные конструкции проявляют необходимую долговечность в ряде сооружений химической промышленности. [7]
Поведение деревянных строительных конструкций при пожаре
Воспламенение древесины от открытого огня может происходить при температуре около 230°С. Стойкое и длительное горение ее начинается при температуре 260°С и сопровождается повышением температуры. При отсутствии открытого пламени воспламенение может произойти при быстром (в течение 1-2 мин) нагревании древесины до температуры свыше 330°С. При длительном воздействии тепла температура воспламенения древесины снижается до 170°С. Это обстоятельство необходимо учитывать при размещении деревянных конструкций вблизи нагреваемых предметов (отопительные прибора, дымоходы, трубы и т.д.,). Нормы ССНиП П-25-80, например, требуют обеспечения условий, при которых температура окружающего (деревянные конструкции) воздуха не превышала бы 50°С для конструкций из цельной и 35°С для конструкций из клееной древесины.
Гладкая, без трещин поверхность массивного деревянного элемента не способствует распространению огня по площади элемента, а низкий коэффициент теплопроводности древесины препятствует проникновению высоких температур внутрь его сечения. Образующаяся на поверхности горящего элемента «угольная шуба», имеющая коэффициент теплопроводности в 4 раза меньше, чем сама древесина дополнительно ухудшает условия горения деревянных элементов массивного сечения (например, клееных при площади сечения более 350 см2).
Перечисленные обстоятельства объясняют относительно высокий предел огнестойкости деревянных элементов крупного сечения, а известная на сегодня скорость обугливания деревянного элемента в глубину сечения и равная 0,6 - 0,8 мм/мин позволяет проектировать конструкции с заранее заданным пределом огнестойкости.
Опыты, проведенные за рубежом, а позже на кафедре пожарной профилактики Высшей школы МВД СССР, показали, что балка сплошного прямоугольного сечения при непосредственном воздействии огня и температуры около 900-950°С в 1 часа обугливается на глубину 35…40 мм.
Температура внутри балки сечением 28х116 см через 45 минут испытаний в огневой камере по стандартному режиму, измеренная посредством термопар, оказалась равной 40°С. При этом температура в камере составляла 900°С, под слоем угля 273°С, а на глубине 60 мм - 78°С.
Институтом по исследованию строительных материалов в Штутгартском университете в результате испытания клееных деревянных балок сечением 16х40 см в условиях пожара получены следующие данные:
балки после испытания в режиме, соответствующем режиму для вынесения оценки «полуогнестойкий» (повышение температуры до 880°С происходило в течение 30 мин.) обладали 2,4 - кратным запасом прочности при 3х-кратном исходном;
опытная балка, подвергнутая воздействию огня при температуре 1000°С в течение 30 мин. оказалась способной воспринимать после испытаний около 60% своей расчетной нагрузки.
Учитывая опыт применения деревянных конструкций в нашей стране и за рубежом, отечественные противопожарные нормы проектирования зданий и сооружений (СНиП II-2-80) разрешают применение деревянных конструкций в несущих и ограждающих элементах зданий с третьей степенью огнестойкости. При этом, пределы огнестойкости принимаются для балок, ферм, арок и рам 0,75 часа, а для колонн - 2 часа.
Таким образом,
несмотря на то, что древесина является возгораемым материалом, массивные
конструкции из нее (площадью сечения не менее 350-400 см2) даже без
специальной обработки обладают достаточно высокой огнестойкостью, превышающей,
например, огнестойкость незащищенных металлических конструкций.
4.
Пожарно-техническая классификация строительных материалов
Пожарно-техническая классификация строительных материалов, конструкций, помещений, зданий, элементов и частей зданий основывается на их разделении по свойствам, способствующим возникновению опасных факторов пожара и его развитию, - пожарной опасности, и по свойствам сопротивляемости воздействию пожара и распространению его опасных факторов - огнестойкости.
Строительные материалы
Строительные материалы характеризуются только пожарной опасностью.
Пожарная опасность строительных материалов определяется следующими пожарно-техническими характеристиками: горючестью, воспламеняемостью, распространением пламени по поверхности, дымообразующей способностью и токсичностью.
Горючесть строительных материалов.
Строительные материалы подразделяются на негорючие (НГ) и горючие (Г). Горючие строительные материалы подразделяются на четыре группы:
- Г1 (слабогорючие);
- Г2 (умеренногорючие);
- Г3 (нормальногорючие);
- Г4 (сильногорючие).
Горючесть и группы строительных материалов по горючести устанавливают по ГОСТ 30244.
Воспламеняемость строительных материалов.
Горючие строительные материалы по воспламеняемости подразделяются на три группы:
- В1 (трудновоспламеняемые);
- В2 (умеренновоспламеняемые);
- В3 (легковоспламеняемые).
Группы строительных материалов по воспламеняемости устанавливают по ГОСТ 30402.
Распространение пламени по поверхности строительных материалов.
Горючие строительные материалы по распространению пламени по поверхности подразделяются на четыре группы:
- РП1 (нераспространяющие);
- РП2 (слабораспространяющие);
- РП3 (умереннораспространяющие);
- РП4 (сильнораспространяющие).
Группы строительных материалов по распространению пламени устанавливают для поверхностных слоев кровли и полов, в том числе ковровых покрытий, по ГОСТ 30444 (ГОСТ Р 51032-97).
Дымообразующая способность строительных материалов.
Горючие строительные материалы по дымообразующей способности подразделяются на три группы:
- Д1 (с малой дымообразующей способностью);
- Д2 (с умеренной дымообразующей способностью);
- ДЗ (с высокой дымообразующей способностью).
Группы строительных материалов по дымообразующей способности устанавливают по ГОСТ 12.1.044.
Токсичность строительных материалов.
Горючие строительные материалы по токсичности продуктов горения подразделяются на четыре группы:
- Т1 (малоопасные);
- Т2 (умеренноопасные);
- ТЗ (высокоопасные);
- Т4 (чрезвычайно опасные).
Группы строительных материалов по токсичности продуктов горения устанавливают по ГОСТ 12.1.044.
Строительные конструкции
Строительные конструкции характеризуются огнестойкостью и пожарной опасностью.
Показателем огнестойкости является предел огнестойкости, пожарную опасность конструкции характеризует класс ее пожарной опасности.
Предел огнестойкости строительных конструкций.
Предел огнестойкости строительных конструкций устанавливается по времени (в минутах) наступления одного или последовательно нескольких, нормируемых для данной конструкции, признаков предельных состояний:
- потери несущей способности (R);