УДК 69

ПОВЕДЕНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ В УСЛОВИЯХ ПОЖАРА

Ролдугин Олег Владимирович
Воронежский государственный технический университет
студент кафедры строительных конструкций, оснований и фундаментов имени профессора Ю.М. Борисова

Аннотация
На сегодняшний день в строительстве используются различные виды строительных конструкций, выполненных из разнообразных материалов. Пожар является наиболее частой наблюдаемой чрезвычайной ситуацией и представляет большую опасность для зданий и сооружений. Актуальность работы обуславливается тем, что в настоящее время весьма немало внимания уделяется обеспечению устойчивости зданий и сооружений в условиях пожара, т. е. способности зданий и сооружений сохранять свою конструктивную целостность и свое функциональное назначение при воздействии опасных факторов пожара. Основная цель данной статьи: рассмотреть, какие существуют повреждения строительных конструкций при пожаре.

Ключевые слова: , , , , , ,


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Ролдугин О.В. Поведение строительных конструкций в условиях пожара // Современные научные исследования и инновации. 2020. № 12 [Электронный ресурс]. URL: https://web.snauka.ru/issues/2020/12/93958 (дата обращения: 04.12.2021).

Повреждения конструкций при пожарах происходят в результате воздействия высоких температур. Высокотемпературное воздействие пожара – воздействие температур свыше 200°С на строительные конструкции при пожаре, при котором возникают температурные напряжения, могут меняться физико-механические и упругопластические свойства материалов конструкций и уменьшаться работоспособное сечение элемента [1]. При этом ухудшаются эксплуатационные качества конструкций, снижается прочность материала, сила сцепления арматуры с бетоном. Из-за неравномерного температурного нагрева может изменяться расчетная схема элементов, работающих в составе неразрезных систем.

При пожарах большой интенсивности и длительности деревянные и металлические конструкции имеют тенденцию приходить в негодность, в то время как железобетонные и каменные конструкции частично сохраняют свои эксплуатационные качества.

Рассмотрим наиболее подробно воздействие пожара на конструкции, выполненные из различных материалов.

Металлические конструкции

Металлическая конструкция имеет множество преимуществ: легкость и скорость монтажа, значительную несущую способность при нормальных условиях эксплуатации, она в 4 раза легче, чем железобетонные и каменные конструкции при одинаковой несущей способности. Металлические конструкции при резком повышении температуры, резко и сильно теряют прочность. Металлы очень чувствительны к действию высоких температур и огня.  Они быстро нагреваются, и происходит снижение  прочностных свойств. При температурах до 250°С прочность мягкой малоуглеродистой стали увеличивается, а потом постепенно уменьшается. Критическая температура потери несущей способности стальных конструкций наступает при 500°С.

Приблизительно через 10 минут с начала пожара стальные конструкции складываются как карточный домик. Сталь должна быть защищенной. Это может быть обеспечено за счет: огнезащитной краски; бетонирования; обертывания теплоизоляцией.

Деревянные конструкции

Древесина – это горючий материал, относящийся обычно к горючим строительным материалам. В случае пожара на древесине образуется слой древесного угля с плохой теплопроводностью, что предотвращает последующее горение. При сжигании древесины образуются CO и CO2, а при обработке древесины огнезащитными средствами  или материалами для обработки поверхности, то образуются опасные токсичные газы [2]. По сравнению со многими строительными материалами, древесина, хотя и горит, но ее молекулярная цепь не изменяется под воздействием огня, древесина обладает хорошими теплозащитными свойствами и не разрушается внезапно. Обугленная поверхность затрудняет распространение огня. Однако древесина значительно увеличивает пожарную нагрузку.

До температуры 100°С свойства древесины почти не изменяются. Возгорание  древесины и обгорание ее поверхности происходит при температуре 290°С.

Обгорание поверхности происходит со скоростью 1,8-2см за 30 минут, тем самым уменьшая поперечное сечение конструкции [3]. Деревянные перекрытия старой конструкции, состоящие из деревянного пола, балок, наката и т.д., теряют несущую способность через 40 минут с начала возгорания. Несущая способность поврежденных пожаром деревянных конструкций оценивается в зависимости от площади сечения неповрежденной древесины конструкции.

Каменные конструкции

Каменная кладка из строительных материалов (глиняный кирпич, силикатный кирпич,  блоки из легкого бетона) является огнестойкой.

Воздействие огня и воды при тушении пожара приводит к отслаиванию поверхностного слоя кладки и разрушению раствора.

Под воздействием огня обычно прочность строительных кирпичей не уменьшается, но раствор между кирпичами будет рыхлиться и разрушаться. Если раствор поврежден на глубину более 3 см, то кладка считается не выдержавшей нагрузки и должна быть разобрана [4].

Каменные конструкции практически никогда не разрушаются при пожаре, наблюдаются лишь поверхностные повреждения кладки. Израсходование огнестойкости каменных конструкций происходит вследствие недопустимого повышения температуры на необогреваемой поверхности.

Железобетонные конструкции

Бетон негорючий и достаточно огнестойкий материал. Однако под воздействием высоких температур его прочностные и защитные свойства по отношению к заключенной в нем арматуре снижаются. Кроме того, при длительном пожаре сама арматура сильно нагревается, по этой причине происходит значительная деформация. Поэтому, изгибаемые элементы получают  прогибы и  открытые трещины.

В зависимости от степени повреждения состояние поверхности железобетонных конструкций после пожара может быть различной:

- при слабой степени повреждения – наличие следов копоти и сажи;

- при средней степени повреждения – происходит изменение цвета бетона от серого до розового, элементы полностью покрыты сажей и копотью;

- при сильной степени повреждения – цвет бетона становится желтый;

- при полной степени повреждения – цвет бетона темно-желтый.

Таким образом, все здания и сооружения представляют собой объекты, и каждый объект защиты должен иметь систему обеспечения пожарной безопасности [5].

Результаты воздействия высоких температур на элементы строительных конструкций вследствие произошедшего  пожара в обязательном порядке должны рассматриваться и оцениваться при проведении экспертизы промышленной безопасности зданий и сооружений на опасных производственных объектах, при проведении планового технического обследования зданий и сооружений. Степень поврежденности конструкций, изменение физико-механических свойств материалов, вызванные пожаром, непременно должны учитываться при разработке рекомендаций по приведению зданий и сооружений в работоспособное состояние для обеспечения их дальнейшей безопасной эксплуатации.


Библиографический список
  1. СП 329.1325800.2017. Свод правил. Здания и сооружения. Правила обследования после пожара. (утв. и введен в действие Приказом Минстроя России от 30.10.2017 №1490/пр) URL: http://docs.cntd.ru/document/556793892 (дата обращения: 14.11.2020).
  2. Способы и средства огнезащиты древесины. Руководство. ‒ М.: ВНИИПО ‒ 2011.
  3. Орлова С.С. Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре: учебное пособие / С.С.Орлова, Т.А.Панкова, С.В. Затинацкий – Саратов: Издательство «Саратовский источник» – 2015.
  4. Рекомендации по обследованию зданий и сооружений, поврежденных пожаром / НИИЖБ. – М.: Стройиздат – 1987.
  5. Федеральный закон от 22.07.2008 №123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (ред. от 27.12.2018г.) URL: https://base.garant.ru/12161584/ (дата обращения: 15.11.2020).


Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Ролдугин Олег Владимирович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация