Пределы огнестойкости силикатного кирпича

Расчёт огнестойкости железобетонных конструкций с применением системы «Теплопроводность» в ЛИРА САПР

Требования нормативных документов при расчёте пределов огнестойкости

Требования к пределам огнестойкости строительных конструкций содержатся в СНиП 21-01-97*, в таблице 4, а также в таблице 21 ФЗ-123.

Согласно СТО 36554501-006-2006, п.4.4: за предел огнестойкости железобетонных конструкций принимают время в минутах от начала огневого стандартного воздействия до возникновения одного из предельных состояний по огнестойкости:

• по потере несущей способности R конструкций и узлов (обрушение или недопустимый прогиб в зависимости от типа конструкций);
• по теплоизолирующей способности I — повышение средней температуры на необогреваемой поверхности до 160 °С по сравнению с температурой конструкции до нагрева, или прогрев до 220 °С независимо от температуры конструкции до огневого воздействия;
• по целостности Е — образование в конструкции сквозных трещин или сквозных отверстий, через которые проникают продукты горения и пламя.

4.12 Передел огнестойкости железобетонной конструкции наступает при прогреве рабочей арматуры в конструкции до критической температуры, а также при нагреве бетона в расчётном сечении выше его критической температуры.

Расчёт предела огнестойкости по СТО 36554501-006-2006

где τ — время нагрева, мин;
t_e — начальная температура, °С.
При начальной температуре t_e = 20 °С, по уравнению (6.4) температура среды поднимается в зависимости от времени огневого воздействия (табл. 6.1)

Решение задачи нестационарной теплопроводности сводится к определению температуры бетона в любой точке поперечного сечения в заданный момент времени.

Реализация расчёта нестационарной задачи теплопроводности в ЛИРА САПР

Этап 1. Моделирование сечения

Для решения этой задачи, следует смоделировать поперечное сечение конструкции в 15-м признаке схемы

Этап 2. Назначение жёсткостей

Смоделированным элементам следует назначить типы жёсткости

Этап 3. Задание внешней нагрузки. Предыстория (исходное состояние)

В загружении 1, следует выделить все узлы схемы и задать в них нагрузку, которая будет соответствовать исходной температуре конструкции – 20 °С. После задания нагрузки на узлы, они окрашиваются в зелёный цвет.

Этап 4. К элементам конвекции, следует приложить внешнюю нагрузку.

В загружении № 5 к стержням по периметру сечения прикладываем заданную температуру в 1 °С. Загружения 2-4 оставить свободными. После задания нагрузки на элементы, они приобретают оранжевый цвет.

Значение температуры 1 °С служит для формирования динамического загружения, которое будет строиться на основе графика температур при пожаре в определённый момент времени. Температура по графику будет умножаться на значение 1 °С, и имитировать внешний нагрев сечения.

Этап 5. Задание пожара.

Нажатием на кнопку Формирование динамических загружений из статичестких, вызвать окно для ввода параметров динамической нагрузки. Динамика формируется их 5-го загружения (конвекции). Номер самого динамического загружения, по умолчанию, выбран третий. Выбрать закон преобразования (Ломаный с произвольным шагом или Тепловое излучение). Задать количество точек 22 (21 – по таблице 6.1 + 1 – нулевой момент). Подтвердить ввод количества точек. В появившейся таблице задать закон изменения температуры. В левом столбце вводить время (в секундах), в правом температуру из таблицы 6.1.

После ввода значений зависимости время-температура, следует нажать +, чтобы подтвердить создание динамической нагрузки.

Вызвать окно задания параметров динамики во времени:

После задания параметров, следует выполнить расчёт.

Этап 6. Чтение результатов.

На рисунке показаны изополя температур на 9000-й секунде расчёта, что соответствует пределу огнестойкости R150. По значению температуры, в местах установки арматурных стержней, можно сделать вывод: обеспечен требуемый предел огнестойкости или нет.

Расчёт огнестойкости простых сечений

В ПК ЛИРА САПР реализован автоматический расчёт огнестойкости простых сечений, т.е. тех, для которых подбирается арматура в пятом признаке схемы. При задании параметров материалов, в свойствах Типа следует отметить учёт огнестойкости. В диалоговом окне следует задать параметры горения.

Арматура будет подобрана с учётом требований огнестойкости.

Для сложных и нестандартных сечений, следует воспользоваться 15-м признаком схемы.

Огнестойкость газобетона

Газобетон — современный популярный строительный материал, который относится к виду ячеистых бетонов. Он изготавливается с использованием извести, песка, воды и газообразующих смесей. Специфичные пузырьки, которые составляют структуру газобетона, появляются при взаимодействии с известью, в результате которого возникает водород. Пористость является залогом прочности материала.

Основные преимущества газобетона:

• Экологичность,
• Огнестойкость газобетонных блоков,
• Устойчивость к заморозкам,
• Высокая теплоизоляция,
• Легкость в транспортировке, обработке и монтаже,
• Долговечность,
• Экономность и финансовая доступность.

Таблица: Динамика физических свойств автоклавного газобетона при нагревании

Материал обладает высокой огнестойкостью, ввиду того, что в его составе нет компонентов, располагающих к эффективному воспламенению. Строения, заборы и другие объекты, созданные с использованием изделий этого типа, имеют высокую пожаробезопасность, которая измеряется в степени огнестойкости газобетона. Этим изделиям присваивают I и II степень.

Под огнестойкостью газобетона подразумевают способность материала сопротивляться воздействию огня в процессе возгорания. Такой показатель зависит от плотности материала: чем она выше — тем больше огнестойкость газобетона. При воспламенении прочность материала изменяется в зависимости от температуры:

• При возрастании до 400°С материал становится прочнее до 85%,
• При 700°С прочность возвращается к стандартным показателям,
• При нагреве до 100°С материал становится менее прочным.

Предел огнестойкости газобетона

В зависимости от показателей огнеупорности все строительные материалы обладают конкретным пределом огнестойкости, который дает понимание о максимальной сопротивляемости изделия при воспламенении. Эта характеристика рассчитывается с учетом времени, затраченного на воздействие огня на материал с принятием во внимание момента начала процесса и момента проявления повреждений материала.

При низкой огнестойкости бетона первыми разрушениями, которые проявляются на изделии, становится возникновение трещин, возрастание температуры поверхности изделия в противовес к обогреваемой больше чем на 140°С, увеличение t более чем на 180°С в сравнении с началом воздействия, повышение до 120°С, несмотря на первоначальные данные и финальное обрушение конструкции.

В сравнении с другими однослойными конструкциями огнестойкость газобетона имеет самые высокие показатели. Специфика структуры, которая подразумевает наличие пузырьков, а также отличная теплоизоляция материала сохраняют блоки от разрушения, которые характерны для бетона при испарении или выделении влаги. Под воздействием огня изделие нагревается постепенно, а недолгое, но сильное воспламенение приводит к наличию усадочных трещин на блоке. Эти повреждения не влияют на способность выдерживать высокие нагрузки.

Благодаря высокому пределу огнестойкости газобетонных блоков они оказываются самым приемлемым материалом для возведения зданий и сооружений, в которых должны быть соблюдена пожаробезопасность. Их используют для строительства зданий, предусмотренных для размещения производств, а также при кладке стен в противопожарных отсеках.

Купить газобетонные блоки, которые не будут подвержены разрушению при воздействии огня и высоких температур, можно на сайте компании «УниверсалСнаб».