Bepaling van de grenzen van de brandwerendheid van constructies, de grenzen van de branduitbreiding over constructies en groepen van brandbaarheid van materialen

(Handleiding)

De handleiding bevat gegevens over de gestandaardiseerde indicatoren van brandwerendheid en brandgevaar van bouwconstructies en materialen.

In gevallen waarin de informatie in de handleiding onvoldoende is om de juiste indicatoren van constructies en materialen vast te stellen, dient u contact op te nemen met TsNIISK im. Kucherenko of NIIZhB Gosstroy van de USSR. De basis voor het vaststellen van deze indicatoren kunnen ook de resultaten zijn van tests die zijn uitgevoerd in overeenstemming met de normen en methoden die zijn goedgekeurd of goedgekeurd door het USSR State Construction Committee.

2. BOUWCONSTRUCTIES. BRANDGRENZEN EN BRANDVERSPREIDINGSGRENZEN

2.1. De grenzen van de brandwerendheid van bouwconstructies worden bepaald volgens de norm CMEA 1000-78 “Brandveiligheidsnormen voor het ontwerpen van gebouwen. Methode voor het testen van bouwconstructies op brandwerendheid".

De grens van branduitbreiding op bouwconstructies wordt bepaald door de methode.

Brandweerstandslimiet:

2.2. De tijd (in uren of minuten) vanaf het begin van hun standaard brandtest tot het optreden van een van de brandweerstandsgrenstoestanden wordt genomen als de brandweerstandsgrens van bouwconstructies.

2.3. De norm CMEA 1000-78 onderscheidt de volgende vier soorten grenstoestanden voor brandwerendheid: voor het verlies van het draagvermogen van constructies en samenstellingen (instorting of doorbuiging, afhankelijk van het type constructie;) voor het thermische isolatievermogen - een toename in temperatuur op een onverwarmd oppervlak met gemiddeld meer dan 160 ° C of op enig punt op dit oppervlak met meer dan 190 ° C in vergelijking met de temperatuur van de constructie vóór de test, of meer dan 220 ° C, ongeacht de temperatuur van de constructie vóór de test; door dichtheid - de vorming van doorgaande scheuren of doorgaande gaten in structuren waardoor verbrandingsproducten of vlammen doordringen; voor constructies beschermd door brandvertragende coatings en getest zonder belasting, is de beperkende toestand het bereiken van de kritische temperatuur van het materiaal van de constructie.

Voor buitenmuren, bekledingen, balken, spanten, kolommen en pilaren is de grenstoestand slechts het verlies van het draagvermogen van constructies en samenstellingen.

2.4. De grenstoestanden van constructies in termen van brandwerendheid die in paragraaf 2.3 worden gespecificeerd, zullen hierna kortheidshalve I, II, III en IV worden genoemd, de grenstoestanden van een constructie in termen van brandwerendheid.

Bij het bepalen van de grens van brandwerendheid onder belastingen bepaald op basis van een gedetailleerde analyse van de omstandigheden die optreden tijdens een brand en afwijken van de normatieve, wordt de grenstoestand van de constructie aangeduid met 1A.

2.5. De grenzen van de brandwerendheid van constructies kunnen ook worden bepaald door berekening. In deze gevallen mogen testen achterwege worden gelaten.

De bepaling van de brandweerstandsgrenzen door berekening moet worden uitgevoerd volgens de methoden die zijn goedgekeurd door de Glavtekhnormirovanie Gosstroy van de USSR.

2.6. Voor een benaderende beoordeling van de brandwerendheid van constructies tijdens hun ontwikkeling en ontwerp, kunnen de volgende bepalingen worden geleid:

a) de brandwerendheidsgrens van gelamineerde omhullende constructies in termen van thermische isolatiecapaciteit is gelijk aan, en in de regel hoger dan de som van de brandwerendheidsgrenzen van individuele lagen. Hieruit volgt dat een toename van het aantal lagen van de omhullende structuur (pleisterwerk, bekleding) de brandweerstandsgrens in termen van thermische isolatiecapaciteit niet verlaagt. In sommige gevallen kan het aanbrengen van een extra laag geen effect geven, bijvoorbeeld bij het bekleden met plaatwerk vanaf de onverwarmde zijde;

b) de brandweerstandsgrenzen van omsluitende constructies met een luchtspleet zijn gemiddeld 10% hoger dan de brandweerstandsgrenzen van dezelfde constructies, maar zonder een luchtspleet; de efficiëntie van de luchtspleet is hoe hoger, hoe meer deze uit het verwarmde vlak wordt verwijderd; bij gesloten luchtruimten heeft hun dikte geen invloed op de brandweerstandsgrens;

c) de grenzen van de brandwerendheid van omsluitende constructies met een asymmetrische opstelling van lagen hangen af ​​van de richting van de warmtestroom. Aan de kant waar de kans op brand groter is, wordt aanbevolen om onbrandbare materialen met een lage thermische geleidbaarheid te plaatsen;

d) een toename van het vochtgehalte van constructies draagt ​​bij tot een afname van de verwarmingssnelheid en een toename van de brandweerstand, behalve in die gevallen waarin een toename van vocht de kans op plotselinge broze vernietiging van het materiaal of het verschijnen van lokale gutsen verhoogt , dit fenomeen is vooral gevaarlijk voor beton- en asbestcementconstructies;

e) de brandwerendheidsgrens van belaste constructies neemt af met toenemende belasting. Het meest belaste deel van constructies dat wordt blootgesteld aan vuur en hoge temperaturen, bepaalt in de regel de waarde van de brandweerstandsgrens;

f) de brandweerstandsgrens van de constructie is hoe hoger, hoe kleiner de verhouding van de verwarmde omtrek van de sectie van zijn elementen tot hun Oppervlak;

g) de brandwerendheidsgrens van statisch onbepaalde constructies is in de regel hoger dan de brandwerendheidslimiet van vergelijkbare statisch definieerbare constructies vanwege de herverdeling van de inspanningen naar elementen die minder worden belast en met een lagere snelheid worden verwarmd; in dit geval moet rekening worden gehouden met de invloed van extra inspanningen als gevolg van temperatuurvervormingen;

h) de ontvlambaarheid van de materialen waaruit de constructie is gemaakt, is niet bepalend voor de brandweerstandsgrens. Constructies gemaakt van dunwandige metalen profielen hebben bijvoorbeeld een minimale brandwerendheidslimiet en houtconstructies hebben een hogere brandwerendheidslimiet dan staalconstructies met dezelfde verhoudingen van de omtrek van het verwarmde gedeelte tot het oppervlak en de grootte van de werkende spanningen tot uiteindelijke weerstand of vloeigrens. Tegelijkertijd moet er rekening mee worden gehouden dat het gebruik van brandbare materialen in plaats van moeilijk brandbare of niet-brandbare materialen de brandweerstand van de constructie kan verlagen als de snelheid van de burn-out hoger is dan de verwarmingssnelheid.

Om de brandwerendheidsgrens van constructies op basis van bovenstaande bepalingen te beoordelen, is het noodzakelijk om voldoende informatie te hebben over de brandwerendheidsgrenzen van constructies die vergelijkbaar zijn met die welke in vorm, gebruikte materialen en ontwerp worden beschouwd, evenals informatie over de basiswetten van hun gedrag in geval van brand of brandproeven.

2.7. In gevallen waar tafel. 2-15 brandwerendheidsgrenzen zijn aangegeven voor constructies van hetzelfde type van verschillende afmetingen, de brandwerendheidslimiet van een constructie met een tussenmaat kan worden bepaald door lineaire interpolatie. Voor constructies van gewapend beton moet in dit geval ook worden geïnterpoleerd in termen van de afstand tot de wapeningsas.

Vuur verspreiding

2.8. De test van bouwconstructies voor de verspreiding van vuur bestaat uit het bepalen van de omvang van de schade aan de constructie als gevolg van de verbranding buiten de verwarmingszone - in de controlezone.

2.9. Schade wordt gedefinieerd als visueel waarneembare verkoling of burn-out van materialen en smelten van thermoplastische materialen.

Als branduitbreidingsgrens wordt de maximale schadegrootte (cm), bepaald door de testmethode, genomen.

2.10. Constructies gemaakt met gebruik van brandbare en moeilijk brandbare materialen, in de regel, zonder afwerking en bekleding, worden getest op branduitbreiding.

Constructies die alleen van onbrandbare materialen zijn gemaakt, moeten als niet-verspreidend vuur worden beschouwd (de limiet van branduitbreiding langs hen moet gelijk zijn aan nul).

Indien bij testen op branduitbreiding de schade aan constructies in het controlegebied niet meer dan 5 cm bedraagt, moet dit ook als niet-verspreidende brand worden beschouwd.

2.11. Voor een voorlopige inschatting van de grens van branduitbreiding kunnen de volgende voorzieningen worden gehanteerd:

a) constructies gemaakt van brandbare materialen hebben een limiet voor de verspreiding van brand horizontaal (voor horizontale constructies-vloeren, daken, balken, enz.) meer dan 25 cm, en verticaal (voor verticale constructies - muren, scheidingswanden, kolommen, enz. p.) - meer dan 40 cm;

b) constructies gemaakt van brandbare of nauwelijks brandbare materialen, beschermd tegen de gevolgen van vuur en hoge temperaturen door niet-brandbare materialen, mogen een grens van brandvoortplanting horizontaal van minder dan 25 cm en verticaal - minder dan 40 cm hebben, op voorwaarde dat de beschermlaag gedurende de gehele testperiode (totdat de constructie volledig is afgekoeld) warmt in de controlezone niet op tot de ontstekingstemperatuur of het begin van intensieve thermische ontleding van het beschermde materiaal. De constructie mag geen vuur verspreiden, op voorwaarde dat de buitenlaag, gemaakt van onbrandbare materialen, gedurende de gehele testperiode (totdat de constructie volledig is afgekoeld) in de verwarmingszone niet opwarmt tot de ontstekingstemperatuur of het begin van intensieve thermische ontleding van het beschermde materiaal;

c) in gevallen waar de constructie een andere grens van brandvoortplanting kan hebben bij verwarming van verschillende kanten (bijvoorbeeld met een asymmetrische opstelling van lagen in de omsluitende structuur), wordt deze grens bepaald door zijn maximale waarde.

Beton- en gewapende betonconstructies

2.12. De belangrijkste parameters die de brandwerendheid van beton en gewapende betonconstructies beïnvloeden zijn: type beton, bindmiddel en toeslagmateriaal; wapeningsklasse;

type constructie; dwarsdoorsnede vorm; element maten;

de voorwaarden voor hun verwarming; belastingswaarde en betonvocht.

2.13. De temperatuurstijging in het beton van de sectie van een element tijdens een brand hangt af van het type beton, bindmiddel en toeslagstoffen van de verhouding van het oppervlak waarop de vlam inwerkt tot het oppervlak van de dwarsdoorsnede. Zwaar beton met silicaataggregaat warmt sneller op dan met carbonaataggregaat Lichtgewicht en lichtgewicht beton warmen langzamer op, hoe lager hun dichtheid. De polymeerbinding vermindert, net als de carbonaatvulstof, de snelheid van betonverwarming vanwege de ontledingsreacties die daarin plaatsvinden, die warmte verbruiken.Massieve structurele elementen zijn beter bestand tegen de effecten van vuur; brandwerendheidsgrens van kolommen die van vier zijden worden verwarmd, is lager dan de brandwerendheidsgrens van kolommen met eenzijdige verwarming; de brandwerendheidsgrens van balken bij blootstelling aan vuur van drie zijden is lager dan de brandwerendheidsgrens van balken die vanaf één zijde worden verwarmd.

2.14. De minimale afmetingen van elementen en afstanden van de as van de wapening tot de oppervlakken van het element zijn genomen volgens de tabellen van deze sectie, maar niet minder dan die vereist door het hoofdstuk van SNiP 11-21-75 "Beton en gewapend beton structuren".

2.15. De afstand tot de as van de wapening en de minimale afmetingen van de elementen om de vereiste limiet van brandweerstand van constructies te garanderen, zijn afhankelijk van het type beton. Lichtbeton heeft een warmtegeleidingsvermogen van 10-20% en beton met grof carbonaataggregaat is 5-10% minder dan zwaar beton met silicaataggregaat. In dit opzicht kan de afstand tot de as van de wapening voor een constructie gemaakt van lichtgewicht beton of zwaar beton met een carbonaat toeslagmateriaal kleiner worden genomen dan voor constructies gemaakt van zwaar beton met silicaat toeslagmateriaal met dezelfde brandweerstandsgrens voor constructies gemaakt van deze beton.

Afb. 1. Afstand tot de as van de wapening.

De waarden van de brandwerendheidsgrenzen gegeven in de tabel. 2-6, 8 verwijzen naar beton met grof aggregaat van silicaatgesteenten, evenals dicht silicaatbeton.

Afb. 2. Gemiddelde afstand

tot de as van de wapening.

Bij gebruik van een vulmiddel uit carbonaatgesteente kunnen de minimale afmetingen van zowel de doorsnede als de afstand van de assen van de wapening tot het oppervlak van het gebogen element met 10% worden verminderd. Voor lichtgewicht beton kan de reductie 20% zijn bij een betondichtheid van 1,2 t/m3 en tot 30% voor buigelementen (zie tabellen 3, 5, 6, 8) bij een betondichtheid van 0,8 t/m3 en geëxpandeerde kleiperliet beton met een dichtheid van 1,2 t/m3.

2.16. Tijdens een brand beschermt een beschermende betonlaag de wapening tegen snelle verhitting en het bereiken van de kritische temperatuur waarbij de brandwerendheid van de constructie wordt bereikt.

Als de afstand tot de as van de wapening die in het project wordt gebruikt, kleiner is dan nodig is om de vereiste brandweerstand van constructies te garanderen, moet deze worden vergroot of moeten extra thermische isolatiecoatings worden aangebracht op de blootgestelde oppervlakken van het element (extra thermische isolatie coatings kunnen worden uitgevoerd in overeenstemming met de "Aanbevelingen voor het gebruik van brandwerende coatings voor metalen constructies" M., Stroyizdat, 1984.). Thermische isolatiecoating van kalk-cementpleister (15 mm dik), gipspleister (10 mm) en vermiculietpleister of mineraalvezelisolatie (5 mm) komt overeen met een toename van 10 mm in de dikte van de zware betonlaag. Indien de dikte van de betondekking meer is dan 40 mm voor zwaar beton en 60 mm voor lichtbeton, moet de betondekking aan de zijde van het vuureffect extra wapening hebben in de vorm van een wapeningsnet met een diameter van 2,5- 3 mm (cellen 150x150 mm). Beschermende warmte-isolerende coatings met een dikte van meer dan 40 mm moeten ook extra wapening hebben.

Tafel 2, 4-8 tonen de afstanden van het verwarmde oppervlak tot de as van de wapening (Fig. 1 en 2).

In gevallen waar de wapening zich op verschillende niveaus bevindt, de gemiddelde afstand tot de as van de wapening (A1, A2, ..., An) en de overeenkomstige afstanden tot de assen (a1, a2, ..., an), gemeten vanaf de dichtstbijzijnde verwarmde (onder- of zijkant) oppervlakken van het element, volgens de formule:

2.17. Alle staalsoorten verminderen de weerstand tegen spanning of compressie bij verhitting. De weerstandsvermindering is groter voor gehard wapeningsdraadstaal met hoge sterkte dan voor zachtstalen staven.

De essentie van de rekenmethode

Het doel van de berekening is de definitie van de tijd waarna de bouwconstructie onder standaard temperatuuromstandigheden zal verliezen (zal uitputten) zijn dragende of warmte-isolerende capaciteit (1 en 3 grenstoestanden van constructies voor brandwerendheid), dat wil zeggen, vóór het tijdstip van het begin van P f.

De aanvangstijd (P f) voor de tweede grenstoestand van de constructie in termen van brandwerendheid is nog niet te berekenen.

Volgens de 3 grenstoestand van de constructie voor brandwerendheid worden binnenmuren, scheidingswanden en plafonds berekend.

Aangezien individuele constructies zowel dragend als omsluitend zijn, worden ze berekend voor zowel 1 als 3 grenstoestanden voor brandwerendheid, bijvoorbeeld: constructies van interne dragende muren, vloeren.

Hetzelfde geldt voor de definitie van de grens van brandwerendheid van constructies en volgens de referentiehandleiding, technische informatie ("Om de GPN-inspecteur te helpen") en natuurlijk door de methode van brandproeven op ware grootte.

In het algemeen bestaat de methode voor het berekenen van de brandwerendheid van een dragende bouwconstructie uit: van warmtetechniek en statische onderdelen (bijsluitend - alleen van warmtetechniek).

Warmtetechniek deel berekeningsmethodiek voorziet in de bepaling van temperatuurveranderingen (tijdens blootstelling aan standaard temperatuuromstandigheden) zoals op elk punt langs de dikte van de structuur, evenals de oppervlakken.

Op basis van de resultaten van een dergelijke berekening is het mogelijk om niet alleen de aangegeven temperatuurwaarden te bepalen, maar ook de verwarmingstijd van de omhullende structuur tot de grenstemperaturen (140 ° C + tn), dat wil zeggen, het tijdstip van het begin van de brandweerstandsgrens volgens de 3 grenstoestand van de constructie in termen van brandweerstand.

Statisch deel de methodologie voorziet in de berekening van de verandering in draagvermogen (door sterkte, hoeveelheid vervorming) een verwarmde constructie tijdens een standaard brandtest.

Rekenschema's

Bij het berekenen van de brandweerstand van een constructie worden meestal de volgende ontwerpschema's gebruikt:

Het 1e ontwerpschema (Fig. 3.1) wordt gebruikt wanneer de brandweerstandsgrens van de constructie optreedt als gevolg van het verlies van het warmte-isolerende vermogen (3e grenstoestand voor brandwerendheid). De berekening erop is beperkt tot het oplossen van alleen het warmtetechnische deel van het brandwerendheidsprobleem.

Afb. 3.1. Het eerste rekenschema. a - verticale omheining; b - horizontale omheining.

Het 2e ontwerpschema (Fig. 3.2) wordt gebruikt wanneer de brandwerendheid van de constructie optreedt als gevolg van verlies van draagvermogen (bij verhitting boven de kritische temperatuur - t cr van metalen constructies of werkwapening van een constructie van gewapend beton).

Afb. 3.2. Het tweede rekenschema. a - beklede metalen kolom; b - frame metalen wand; в - gewapend betonnen muur; d - balk van gewapend beton.

Kritisch - temperatuur - t cr dragende metalen structuur of werkwapening van een gebogen gewapende betonconstructie - de temperatuur van de verwarming waarbij het vloeipunt van het metaal, afnemend, de waarde bereikt van de standaard (werk)spanning van de standaard (werk) belasting op de constructie, respectievelijk.

De numerieke waarde hangt af van de samenstelling (postzegels) metaal, verwerkingstechnologie van het product en de grootte van de normatieve (arbeider - degene die in het gebouwde gebouw werkt) belasting op de constructie. Hoe langzamer de vloeigrens van het metaal daalt tijdens verwarming en hoe lager de waarde van de externe belasting op de constructie, hoe hoger de waarde van tcr, d.w.z. hoe hoger de Pf van de constructie.

Er zijn constructies, met name houten, waarvan de vernietiging bij brand plaatsvindt als gevolg van een afname van hun dwarsdoorsnede tot een kritische waarde - F cr wanneer hout wordt verkoold.

Als gevolg hiervan is de spanningswaarde s van de externe belasting in de resterende (werkend) een deel van de doorsnede van de constructie neemt toe, en wanneer deze waarde de waarde van de standaardweerstand bereikt - R nt hout (gecorrigeerd voor temperatuurwaarde) de constructie stort in, omdat de ultieme staat van brandwerendheid komt (verlies van draagvermogen), d.w.z. Pf. Voor dit geval wordt 3 ontwerpschema gebruikt.

Berekening van de werkelijke grens van brandwerendheid van de constructie volgens 3e ontwerpschema wordt teruggebracht tot het bepalen van het tijdstip van de standaard ontwerpbrandweerstandstest, bij het bereiken van welke: (bij een bekende houtverkolingssnelheid - n l) dwarsdoorsnede - S-structuur (het dragende deel) zal dalen tot een kritische waarde.

Afb. 3.3. Derde rekenschema. a - houten balk; b - kolom van gewapend beton.

Volgens dit ontwerpschema, ook met voldoende voor praktische doeleinden, kan de nauwkeurigheid van het resultaat worden gebruikt om de werkelijke brandweerstand van de dragende gewapende betonconstructie van de kolom te berekenen, ervan uitgaande dat de standaardweerstand (treksterkte)) van beton verwarmd boven de kritische temperatuur is gelijk aan nul, en binnen het kritische gebied van de "dwarsdoorsnede" is gelijk aan de beginwaarde - R n.

Met het gebruik van een computer verscheen 4 ontwerpschema:, die, gelijktijdig met de oplossing van het thermotechnische deel van het probleem van brandwerendheid, de berekening en veranderingen in het draagvermogen van de constructie biedt vóór het verlies ervan (dwz vóór het begin van Pf van de constructie volgens de eerste beperking staat van brandwerendheid - Fig. 3.5), wanneer:

NtNn; of Mt = Mn. (3.1)

waar Nt; M t is het draagvermogen van de verwarmde constructie, N; H × m;

Nn; M n - standaardbelasting (moment van de standaardbelasting op de constructie) N, N × m.

Volgens dit ontwerpschema wordt de temperatuur berekend met behulp van een pc op elk punt van het rekenraster (Fig. 3.5), gesuperponeerd op de dwarsdoorsnede van de constructie, met ontwerptijdintervallen (goede convergentie van de berekeningsresultaten met de resultaten van brandproeven op ware grootte - met een telstap D t £ 0,1 min).

Gelijktijdig met de berekening van de temperatuur op elk punt van het rekenrooster, berekent de pc ook de sterkte van het materiaal op deze punten - op hetzelfde tijdstip - bij de overeenkomstige temperaturen (dat wil zeggen, het lost het statische deel van het brandwerendheidsprobleem op). Tegelijkertijd somt de pc de sterkte-indicatoren van de materialen van de constructie op de punten van het rekenraster op en bepaalt zo het totale draagvermogen, dat wil zeggen het draagvermogen van de constructie als geheel op een bepaald punt in tijd voor de standaard brandwerendheidstest van de constructie.

Op basis van de resultaten van dergelijke berekeningen wordt handmatig (of met behulp van een pc) een grafiek gemaakt van veranderingen in het draagvermogen van de constructie vanaf het moment van de brandtest (Figuur 3.4), die de werkelijke limiet van de brandweerstand van de structuur.

Afb. 3.4. Verandering (afname) van het draagvermogen van een constructie (bijvoorbeeld een kolom) naar de standaardbelasting wanneer deze wordt verwarmd onder omstandigheden van volledige brandtesten.

Zo zijn 2 en 3 ontwerpschema's speciale gevallen van de 4e.

Zoals reeds vermeld, worden bouwconstructies die zowel de dragende als de omhullende functie vervullen, berekend volgens de 1e en 3e grenstoestand van de constructie in termen van brandwerendheid. In dit geval wordt respectievelijk het 1e rekenschema en het 2e gebruikt. Een voorbeeld van zo'n ontwerp is geribbeld w / b een vloerplaat, waarvoor, volgens het eerste ontwerpschema, het tijdstip van het begin van de 3e grenstoestand van de constructie in termen van brandwerendheid wordt berekend - wanneer de plank opwarmt. Vervolgens wordt het tijdstip berekend van het begin van de 1e grenstoestand van de constructie in termen van brandwerendheid - als gevolg van verwarming van de werkwapening van de plaat tot - t cr - volgens het 2e ontwerpdiagram - tot de vernietiging van de plaat als gevolg van een afname van het draagvermogen (werkwapening in ribben) vóór de normatieve (werkend) laden.

Vanwege de onvoldoende resultaten van experimentele en theoretische studies, worden meestal de volgende uitgangspunten geïntroduceerd in de methodologie voor het berekenen van de grenzen van de brandwerendheid van constructies:

1) een afzonderlijke constructie wordt aan de berekening onderworpen - zonder rekening te houden met de verbindingen (verbindingen) met andere constructies;

2) de verticale staafstructuur bij brand (brandproef op ware grootte) warmt gelijkmatig op over de gehele hoogte;

3) er is geen warmtelekkage langs de uiteinden van de constructie;

4) thermische spanningen in de structuur, als gevolg van ongelijkmatige verwarming (vanwege de verandering in de vervormingseigenschappen van materialen en verschillende waarden van de thermische uitzetting van de lagen van het materiaal), afwezig.

Kunst. Docent van de afdeling PBZiASP

Kunst. Luitenant van de interne dienst G.L. Shidlovsky

”______” _______________ 201_ jaar

Gelijkaardige informatie.

. .

Limietbrandwerendheid van de constructie- het tijdsinterval vanaf het begin van blootstelling aan brand onder standaard testomstandigheden tot het begin van een van de grenstoestanden genormaliseerd voor een bepaald ontwerp.

Voor dragende staalconstructies is de grenstoestand het draagvermogen, dat wil zeggen de indicator R.

Hoewel metalen (staal)constructies zijn gemaakt van onbrandbare materialen, is de werkelijke brandwerendheid gemiddeld 15 minuten. Dit komt door een vrij snelle afname van de sterkte en vervormingseigenschappen van het metaal bij verhoogde temperaturen tijdens een brand. De intensiteit van verwarming van de MC hangt af van een aantal factoren, waaronder de aard van de verwarming van constructies en de methoden voor hun bescherming.

Er zijn verschillende temperatuurregimes van vuur:

Standaard vuur;

Tunnelbrandmodus;

Koolwaterstofbrandmodus;

Externe vuurmodi, enz.

Bij het bepalen van de grenzen van brandwerendheid wordt een standaard temperatuurregime gecreëerd, gekenmerkt door de volgende relatie:

Waar T- temperatuur in de oven die overeenkomt met de tijd t, deg C;

Dan- de temperatuur in de oven voor het begin van het thermische effect (gelijk aan de omgevingstemperatuur), gr. VAN;

t- tijd berekend vanaf het begin van de test, min.

Het temperatuurregime van een koolwaterstofbrand wordt uitgedrukt door de volgende relatie:

Het begin van de brandwerendheidsgrens van metalen constructies treedt op als gevolg van verlies van sterkte of als gevolg van verlies van stabiliteit van de constructies zelf of hun elementen. Dit en het andere geval komt overeen met een bepaalde temperatuur van het verwarmen van het metaal, kritisch genoemd, d.w.z. waarbij de vorming van een plastisch scharnier optreedt.

De berekening van de brandwerendheidsgrens wordt teruggebracht tot het oplossen van twee problemen:statische en warmtetechniek.

Het statische probleem is gericht op het bepalen van het draagvermogen van constructies rekening houdend met veranderingen in metaaleigenschappen bij hoge temperaturen, d.w.z. het bepalen van de kritische temperatuur bij het intreden van de grenstoestand bij brand.

Als resultaat van het oplossen van het warmtetechnische probleem wordt de tijd van verhitting van het metaal bepaald vanaf het begin van de brand tot de kritische temperatuur wordt bereikt in de ontwerpsectie, d.w.z. door dit probleem op te lossen, kunt u de werkelijke limiet van brandwerendheid van de constructie bepalen.

De basisprincipes van moderne berekening van de brandwerendheid van staalconstructies worden gepresenteerd in het boek "Brandwerendheid van bouwconstructies" * I.L. Mosalkov, G.F. Plyusnina, A. Yu. Frolov Moskou, 2001 Speciale uitrusting), waar sectie 3 op pagina's 105-179 is gewijd aan de berekening van de brandweerstand van staalconstructies.

De methode voor het berekenen van de brandwerendheidsgrenzen van staalconstructies met brandvertragende coatings is uiteengezet in de VNIIPO Methodologische Aanbevelingen "Brandbeveiligingsmiddelen voor staalconstructies. Berekening en deskundige methode voor het bepalen van de brandwerendheidsgrens van dragende metalen constructies met dunne -laags brandvertragende coatings".

Het resultaat van de berekening is een conclusie over de werkelijke grens van brandwerendheid van de constructie, inclusief het in aanmerking nemen van oplossingen voor brandbeveiliging.

Om een ​​warmtetechnisch probleem op te lossen, d.w.z. taken waarbij het nodig is om de verwarmingstijd van de structuur tot de kritische temperatuur te bepalen, is het noodzakelijk om het berekende belastingsschema, de verminderde dikte van de metalen structuur, het aantal verwarmde zijden, de staalkwaliteit, de kruis- doorsnede (momentweerstand), evenals de hittewerende eigenschappen van brandvertragende coatings.

De effectiviteit van brandbeveiligingsmiddelen voor staalconstructies wordt bepaald in overeenstemming met GOST R 53295-2009 "Brandbeveiligingsmiddelen voor staalconstructies. Algemene vereisten. Methode voor het bepalen van de efficiëntie van brandbeveiliging". Helaas kan deze norm niet worden gebruikt om de grenzen van brandwerendheid te bepalen, dit staat direct in paragraaf 1 "Toepassingsgebied":"Het heden" de norm is niet van toepassing op de definitie limietenbrandwerendheid van bouwconstructies met brandbeveiliging".

Het feit is dat volgens GOST als resultaat van tests de tijd voor het verwarmen van de constructie tot een voorwaardelijk kritische temperatuur van 500C wordt vastgesteld, terwijl de berekende kritische temperatuur afhangt van de "veiligheidsfactor" van de constructie en de waarde ervan kan zijn ofwel minder dan 500C of meer.

In het buitenland worden brandbeveiligingsmiddelen getest op brandvertragende efficiëntie bij het bereiken van een kritische temperatuur van 250C, 300C, 350C, 400C, 450C, 500C, 550C, 600C, 650C, 700C, 750C.

De vereiste brandwerendheidsgrenzen worden bepaald door Art. 87 en tabel nr. 21 van de technische voorschriften voor brandveiligheidseisen.

De mate van brandwerendheid wordt bepaald in overeenstemming met de eisen van SP 2.13130.2012 "Brandbeveiligingssystemen. Zorgen voor brandwerendheid van beschermde objecten".

In overeenstemming met de vereisten van clausule 5.4.3 SP 2.13130.2012 .... toegestaan gebruik onbeschermde staalconstructies ongeacht hun werkelijke brandwerendheidsgrens, behalve in gevallen waarin de brandwerendheidsgrens van ten minste één van de elementen van de ondersteunende constructies (structurele elementen van spanten, balken, kolommen, enz.) lager is dan R 8 volgens naar de testresultaten. Hier wordt de werkelijke brandwerendheidsgrens bepaald door berekening.

Daarnaast beperkt dezelfde paragraaf het gebruik van dunne laag brandvertragende coatings (brandvertragende verven) voor dragende constructies met een gereduceerde metaaldikte van 5,8 mm of minder in gebouwen met I en II graden brandwerendheid.

Dragende staalconstructies zijn in de meeste gevallen elementen van het frame-bindframe van het gebouw, waarvan de stabiliteit zowel afhangt van de brandwerendheidsgrens van de dragende kolommen als van de elementen van de bekleding, balken en banden .

In overeenstemming met de vereisten van clausule 5.4.2 SP 2.13130.2012 "De dragende elementen van gebouwen omvatten dragende muren, kolommen, schoren, verstijvingsmembranen, spanten, elementen van vloeren en niet-zolderdaken (balken, dwarsbalken, platen, dekken), als ze betrokken zijn bij het leveren van een algemeen duurzaamheid en de geometrische onveranderlijkheid van het gebouw in geval van brand. Informatie over de ondersteunende structuren die niet betrokken zijn bij het leveren van de overall duurzaamheiden de geometrische onveranderlijkheid van het gebouw, worden gegeven door de ontwerporganisatie in de technische documentatie van het gebouw".

Alle elementen van het frame-bindframe van het gebouw moeten dus een brandwerendheidslimiet hebben voor de grootste van hen.

Pagina 1

pagina 2

blz. 3

pagina 4

blz. 5

pagina 6

pagina 7

pagina 8

pagina 9

blz. 10

pagina 11

blz. 12

blz. 13

pagina 14

blz. 15

pagina 16

blz. 17

blz. 18

blz. 19

pagina 20

blz. 21

pagina 22

blz. 23

pagina 24

blz. 25

blz. 26

pagina 27

pagina 28

pagina 29

pagina 30

TsNIISK ze. Kucherenko van het Staatsbouwcomité van de USSR

Voordeel

Moskou 1985

ORDE VAN ARBEID RED BANNER CENTRAAL ONDERZOEKSINSTITUUT VAN BOUWCONSTRUCTIE hen. V. A. KUCHERENKO SHCHNIISK hen. Kucherenko) GOSSTROYA USSR

Voordeel

VOOR HET BEPALEN VAN DE GRENZEN VAN BRANDWEERSTAND VAN STRUCTUREN,

GRENZEN

DISTRIBUTIE

vuur op constructies

BRANDBAARHEID VAN MATERIALEN (NAAR SNiP P-2-80)

Goedgekeurd door

1®SH

MOSKOU STROYIZDAT 1985

bij verhitting. De mate van weerstandsvermindering is groter voor gehard wapeningsdraadstaal met hoge sterkte dan voor staafwapening met laag koolstofgehalte.

De brandwerendheidsgrens van elementen gebogen en excentrisch samengedrukt met een grote excentriciteit in termen van verlies aan draagvermogen hangt af van de kritische verwarmingstemperatuur van de wapening. De kritische verwarmingstemperatuur van de wapening is de temperatuur waarbij de trek- of drukweerstand afneemt tot de waarde van de spanning die in de wapening ontstaat door de standaardbelasting.

2.18. Tabblad. 5-8 zijn samengesteld voor elementen van gewapend beton met niet-voorgespannen en voorgespannen wapening in de veronderstelling dat de kritische verwarmingstemperatuur van de wapening 500 ° C is. Dit komt overeen met wapeningsstaal van de klassen A-I, A-II, A-1v, A-Shv, A-IV, At-IV, A-V, At-V. Het verschil in kritische temperaturen voor andere wapeningsklassen moet in aanmerking worden genomen door de waarden in de tabel te vermenigvuldigen. 5-8 grenzen van brandwerendheid door coëfficiënt f, of delen gegeven in tabel. 5-8 afstanden tot de assen van de wapening met deze factor. De waarden van φ moeten worden genomen:

1. Voor vloeren en bekledingen van geprefabriceerde vlakke platen van gewapend beton van massieve en kanaalplaat, gewapend:

a) staal van klasse A-III, gelijk aan 1,2;

b) staal van de klassen A-VI, At-VI, At-VII, B-1, Bp-I, gelijk aan 0,9;

c) hoge sterkte wapeningsdraad van de klassen В-П, Вр-Н of wapeningskabels van de klasse К-7, gelijk aan 0,8.

2. Voor. vloeren en bekledingen gemaakt van geprefabriceerde gewapende betonplaten met langsdraagribben "naar beneden" en kokerprofiel, evenals balken, liggers en liggers in overeenstemming met de gespecificeerde wapeningsklassen: a) f = 1,1; b) f = 0,95; c) f = 0,9.

2.19. Voor constructies van alle soorten beton moet worden voldaan aan de minimumeisen voor constructies van zwaar beton met een brandweerstand van 0,25 of 0,5 uur.

2.20. De grenzen van de brandwerendheid van dragende constructies in tabel. 2, 4-8 en in de tekst zijn gegeven voor volledige standaardbelastingen waarbij de verhouding van het lange termijn deel van de belasting G eor tot de vollast Veer gelijk is aan 1. Als deze verhouding gelijk is aan 0,3, dan is de brandwerendheid limiet wordt verdubbeld. Voor tussenliggende waarden G S er / Vser wordt de brandwerendheidsgrens genomen door lineaire interpolatie.

2.21. De brandwerendheidsgrens van constructies van gewapend beton hangt af van hun statische werkingsschema. De brandwerendheidsgrens van statisch onbepaalde constructies is groter dan de brandwerendheidsgrens van statisch bepaalde constructies, indien de nodige wapening aanwezig is op de actiepunten van negatieve momenten. De toename van de brandwerendheid van statisch onbepaald buigende gewapende betonelementen hangt af van de verhouding van de dwarsdoorsnede-oppervlakken van de wapening boven de ondersteuning en in de overspanning volgens tabel. een.

Opmerking. Voor tussenliggende oppervlakteverhoudingen wordt de verhoging van de brandweerstandsgrens door interpolatie genomen.

Er wordt rekening gehouden met het effect van de statische onzekerheid van constructies op de brandwerendheidsgrens als aan de volgende eisen wordt voldaan:

a) ten minste 20% van de vereiste bovenste wapening op de steun moet over het midden van de overspanning gaan;

b) de bovenste wapening boven de uiterste steunen van het doorlopende systeem moet worden gestart op een afstand van ten minste 0,4 / in de richting van de overspanning van de steun en vervolgens geleidelijk afbreken (/ is de overspanningslengte);

c) alle bovenwapening over de tussensteunen moet minstens 0,15 / blijven overspannen en dan geleidelijk afbreken.

Buigelementen ingebed op steunen kunnen worden beschouwd als continue systemen.

2.22. Tafel 2 toont de vereisten voor kolommen van gewapend beton gemaakt van zwaar en lichtgewicht beton. Deze omvatten vereisten voor de afmetingen van kolommen die van alle kanten aan vuur worden blootgesteld, evenals die in muren die vanaf één kant worden verwarmd. In dit geval verwijst afmeting b alleen naar kolommen waarvan het verwarmde oppervlak gelijk ligt met de muur, of voor een deel van de kolom dat uit de muur steekt en de last draagt. Aangenomen wordt dat er geen gaten in de wand zijn nabij de kolom in de richting van de minimale afmeting b.

Voor kolommen met een massieve cirkelvormige doorsnede moet hun diameter worden genomen als afmeting b.

Kolommen met de parameters in de tabel. 2, een excentrisch aangebrachte belasting of een belasting met willekeurige excentriciteit hebben wanneer de wapeningskolommen niet meer dan 3% van de betondoorsnede bedragen, met uitzondering van verbindingen.

De brandwerendheidslimiet van kolommen van gewapend beton met extra wapening in de vorm van gelaste dwarsroosters die zijn geïnstalleerd met een stap van niet meer dan 250 mm, moet worden genomen volgens de tabel. 2, vermenigvuldig ze met een factor 1,5.

tafel 2

Betonsoort Kolombreedte I b en afstand TOT OCF-wapening a Minimale afmetingen, mm, van kolommen van gewapend beton met brandweerstandsgrenzen, h (Yb = 1,2 t/m 3)

2.23. De brandwerendheidsgrens van niet-dragende betonnen en gewapende betonnen scheidingswanden en hun minimale dikte t u worden gegeven in de tabel. 3. De minimale dikte van de baffles zorgt ervoor dat de temperatuur op het onverwarmde oppervlak van het betonelement bij een standaard brandproef gemiddeld niet meer dan 160°C stijgt en niet hoger wordt dan 220°C. Bij het bepalen van t n moet rekening worden gehouden met aanvullende beschermende coatings en pleisters in overeenstemming met de instructies in de paragrafen. 2.16 en 2.16.

tafel 3

Minimale brandwerende scheidingswanddikte, h met limieten Betonsoort [j u = 1,2 t/m 3) Cellulaire KYb = 0,8 t/m 3)

2.24. Voor dragende massieve wanden zijn de brandwerendheidsgrens, wanddikte t c en de afstand tot de as van de wapening a gegeven in de tabel. 4. Deze gegevens zijn van toepassing op centraal en excentrisch gewapend beton

samengedrukte muren, op voorwaarde dat de totale kracht zich in het middelste derde deel van de breedte van de dwarsdoorsnede van de muur bevindt. In dit geval mag de verhouding van de hoogte van de wand tot de dikte niet groter zijn dan 20. Voor wandpanelen met een -platformondersteuning met een dikte van minimaal 14 cm, moeten de brandweerstandsgrenzen worden aangehouden volgens de tabel. 4, vermenigvuldig ze met een factor 1,5.

Tabel 4

Betonsoort Dikte t c en afstand tot de as van de wapening a Minimale afmetingen van muren van gewapend beton, mm, met brandweerstandsgrenzen, h <Ув = 1,2 т/м 3)

De brandwerendheid van geribbelde wandplaten moet worden bepaald door:

de dikte van de platen. De ribben moeten met kabelbinders aan de plaat worden bevestigd. De minimale afmetingen van de ribben en de afstand tot de assen van de wapening in de ribben moeten voldoen aan de eisen voor liggers en staan ​​vermeld in de tabel. 6 en 7.

Buitenmuren gemaakt van tweelaagse panelen, bestaande uit een beschermlaag met een dikte van minimaal 24 cm grootporeuze geëxpandeerde klei-tot-beton klasse B2-B2,5 (in v - 0,6-0,9 t/m 3 ) en een draaglaag met een dikte van minimaal 10 cm, met daarin een drukspanning van maximaal 5 MPa, hebben een brandwerendheidsgrens van 3,6 uur.

Bij gebruik van brandbare isolatie in wandpanelen of plafonds, is het noodzakelijk om deze isolatie rond de omtrek te beschermen met een onbrandbaar materiaal tijdens fabricage, installatie of installatie.

Wanden van drielaagse panelen, bestaande uit twee geribbelde platen van gewapend beton en isolatie, van onbrandbare of moeilijk brandbare minerale wol of vezelplaatplaten met een totale dikte van de dwarsdoorsnede van 25 cm, hebben een brandweerstandsgrens van minimaal 3 uur.

Buitengordijn en zelfdragende wanden van drielaagse massieve panelen ( GOST 17078-71 met rev.), bestaande uit buitenste (niet minder dan 50 mm dik) en binnenste gewapend betonlagen en gemiddeld brandbare isolatie (schuimklasse PSB volgens GOST 15588- 70 met rev. en andere), een brandwerendheidsgrens hebben met een totale dikte van de dwarsdoorsnede van 15-22 cm gedurende minstens 1 uur. Voor vergelijkbare dragende wanden met de verbinding van lagen met metaalverbindingen met een totale dikte van 25 cm,

met een inwendige dragende laag van gewapend beton M 200 met daarin een drukspanning van niet meer dan 2,5 MPa en een dikte van 10 cm of M 300 met daarin een drukspanning van niet meer dan 10 MPa en een dikte van 14 cm, is de brand weerstandslimiet is 2,5 uur.

De brandvoortplantingsgrens voor deze constructies is nul.

2.25. Voor gespannen elementen worden de brandweerstandsgrenzen, de dwarsdoorsnedebreedte b en de afstand tot de as van de wapening a gegeven in de tabel. 5. Deze gegevens hebben betrekking op trekelementen van spanten en bogen met spanningsvrije en voorgespannen wapening, van alle kanten verwarmd. De totale oppervlakte van de dwarsdoorsnede van het betonelement moet minimaal 25 2 min zijn, waarbij b gemiddelde de overeenkomstige maat voor 6 is, gegeven in de tabel. vijf.

Tabel 5

Betonsoort De minimale doorsnedebreedte b en de afstand tot de as van de wapening a Minimale afmetingen van gespannen elementen van gewapend beton, mm, met brandweerstandsgrenzen, h (Yb = * 1,2 t/m 3)

2.26. Voor statisch definieerbare vrijdragende balken die vanaf drie zijden worden verwarmd, zijn de brandwerendheidsgrenzen, de breedte van de balken b en

afstanden tot de as van de wapening a, a yu (Fig. 3) worden gegeven voor zwaar beton in de tabel. 6 en voor de long (yv = (1,2 t/m 3) in Tabel 7.

Bij eenzijdige verwarming wordt de brandwerendheid van de balken volgens tabel genomen. 8 als voor platen.

Voor liggers met schuine zijden moet de breedte b worden gemeten bij het zwaartepunt van de trekwapening (zie Fig. 3).

Bij het bepalen van de brandwerendheidsgrens mogen de gaten in de flenzen van de balk niet in aanmerking worden genomen als het resterende dwarsdoorsnede-oppervlak in de gespannen zone niet kleiner is dan 2v 2,

Om afbrokkelen van beton in de ribben van de liggers te voorkomen, mag de afstand tussen de klem en het oppervlak niet meer zijn dan 0,2 van de ribbreedte.

Minimale afstand a! van het oppervlak van het element naar de as

/ £ 36 ")

Afb. 3. Wapeningskogel en afstand tot de as van de wapening

een eventuele wapeningsstaaf moet minimaal nodig zijn (tabel 6) voor een brandwerendheid van 0,5 h en minimaal een halve a.

Tabel b

Brandwerendheidsgrenzen, h Balkbreedte b en afstand tot de wapeningsas a Mkhyamalny-afmetingen van balken van gewapend beton, mm Minimale ribbreedte b w. mm

Bij een brandwerendheidsgrens van 2 uur of meer moeten vrijdragende I-balken met een afstand tussen de zwaartepunten van de planken van meer dan 120 cm eindverdikkingen hebben die gelijk zijn aan de balkbreedte.

Voor I-balken, waarbij de verhouding van de flensbreedte tot de wandbreedte (zie Fig. 3) bjb w groter is dan 2, is het noodzakelijk om dwarswapening in de ribbe aan te brengen. Als de verhouding b / b w groter is dan 1,4, moet de afstand tot de as van de wapening worden vergroot tot

0, S5ayb / bw. Gebruik voor bjb w> 3 Tabel. 6 en 7 zijn niet toegestaan.

In liggers met grote afschuifkrachten, die worden waargenomen door de klemmen die nabij het buitenoppervlak van het element zijn geïnstalleerd, geldt de afstand a (tabellen 6 en 7) ook voor de klemmen, op voorwaarde dat ze zich bevinden in gebieden waar de berekende trekspanningen groter zijn dan 0,1 van de druksterkte van beton ... Bij het bepalen van de brandwerendheidsgrens van statisch onbepaalde balken wordt rekening gehouden met de instructies in paragraaf 2.21.

Tabel 7

Brandwerendheidsgrenzen, h Balkbreedte b en afstand tot de wapeningsas a Minimale afmetingen van gewapend betonnen balken, mm Minimale ribbreedte b b, mm

De brandwerendheidsgrens van balken gemaakt van armopolymeerbeton op basis van furfurolacetonmonomeer met 5 = C60 mm en a-45 mm, a w = 25 mm, versterkt met staal van klasse A-III, is gelijk aan 1 uur.

2.27. Voor vrij ondersteunde platen worden de brandwerendheidsgrens, de dikte van de platen t, de afstand tot de as van de wapening a gegeven in de tabel. acht.

De minimale plaatdikte t zorgt voor de verwarmingsbehoefte: de temperatuur op een onverwarmd oppervlak grenzend aan de vloer zal gemiddeld niet meer dan 160°C stijgen en zal niet hoger zijn dan 220°C. De opvulling en vloer van onbrandbare materialen worden gecombineerd tot de totale dikte van de plaat en verhogen de brandwerendheid. Brandbare isolatielagen, aangebracht op de cementvoorbereiding, verminderen de brandweerstand van de platen niet en kunnen worden gebruikt. Extra pleisterlagen kunnen worden toegeschreven aan de dikte van de platen.

De effectieve dikte van een kanaalplaat voor het beoordelen van de brandwerendheidsgrens wordt bepaald door het oppervlak van de dwarsdoorsnede of< ты, за вычетом площадей пустот, на ее ширину.

Bij het bepalen van de brandwerendheidsgrens van statisch onbepaalde platen wordt rekening gehouden met artikel 2.21. In dit geval moeten de dikte van de platen en de afstand tot de as van de wapening overeenkomen met die in de tabel. acht.

Grenzen van brandwerendheid van holle kern, inclusief holtes *

geplaatst over de overspanning en geribbeld met opwaartse ribben panelen en dekken moeten volgens de tabel worden genomen. 8, vermenigvuldigd met een factor 0,9.

De locatie van beton vanaf de zijkant van de brandinslag Minimale laagdikte 11 van lichtgewicht en 1 2 van zwaar beton, mm Brandwerendheidsgrenzen, h (Yb = 1,2 t/m 3)

De grenzen van de brandwerendheid voor het verwarmen van tweelaagse platen van licht en zwaar beton en de vereiste laagdikte zijn weergegeven in de tabel. negen.

Tabel 8

Betontype en kenmerken De minimale plaatdikte t en afstand Grenswaarden voor brandwerendheid, c stok plaat positie ten opzichte van de as van de wapening a, mm plaatdikte: Contourondersteuning lyjlx< 1,5 plaatdikte: (Yb = 1,2 t/m 3) Ondersteuning aan twee kanten of langs een contour wanneer: Ondersteuning langs de contour 1u / 1х< 1,5 Tabel 9

Als alle wapening zich op hetzelfde niveau bevindt, moet de afstand tot de as van de wapening vanaf het zijoppervlak van de platen ten minste de dikte van de laag in de tabel zijn. 6 en 7.

2.28. Bij brand en brandtesten van constructies kan betonspatten worden waargenomen in het geval van een hoge luchtvochtigheid, die in de regel direct na de fabricage in constructies kan optreden of bij gebruik in ruimtes met een hoge relatieve vochtigheid. In dit geval moet de berekening worden gemaakt volgens de "Aanbevelingen voor de bescherming van beton en gewapende betonconstructies tegen broze vernietiging bij brand" (M, Stroyizdat, 1979). Gebruik indien nodig de in deze aanbeveling gespecificeerde beschermende maatregelen of voer routinetests uit.

2.29. Tijdens controletests is het noodzakelijk om de brandweerstand van gewapende betonconstructies te bepalen bij een betonvochtgehalte dat overeenkomt met het vochtgehalte onder bedrijfsomstandigheden. Als het betonvochtgehalte onder bedrijfsomstandigheden onbekend is, wordt aanbevolen om de structuur van gewapend beton na opslag te testen in een ruimte met een relatieve luchtvochtigheid van 60 ± 15% en een temperatuur van 20 ± 10 ° C gedurende 1 jaar. Om het operationele vochtgehalte van beton te garanderen, mag het vóór het testen van de constructies worden gedroogd bij een luchttemperatuur van maximaal 60 ° C.

STENEN CONSTRUCTIES

2.30. De grenzen van de brandwerendheid van stenen constructies worden gegeven in de tabel. 10.

2.31. Als in kolom 6 van de tabel. 10 geeft aan dat de brandwerendheidsgrens van steenconstructies wordt bepaald door de II-grenstoestand, er moet rekening mee worden gehouden dat de I-grenstoestand van deze constructies niet eerder optreedt dan II.

Tabel 10

Schema (sectie) van de structuur

Afmetingen a, cm	Brandweerstandsgrens, h	Grenstoestand voor brandwerendheid (zie paragraaf 2.4)

Wetenschappelijke Raad van TsNIISK vernoemd naar Kucherenko State Construction Committee van de USSR.

Een gids voor het bepalen van de limieten van brandwerendheid van constructies, de limieten van de branduitbreiding op constructies en groepen van ontvlambaarheid van materialen (volgens SNiP P-2-80) / TsNIISK im. Kucherenko.- M.: Stroyizdat, 1985.-56 d.

Ontwikkeld voor SNiP P-2-80 "Brandveiligheidsnormen voor het ontwerp van gebouwen en constructies." Biedt referentiegegevens over de grenzen van brandwerendheid en brandvoortplanting op bouwconstructies van gewapend beton, metaal, hout, asbestcement, kunststoffen en andere bouwmaterialen, evenals gegevens over de brandbaarheidsgroepen van bouwmaterialen.

Voor ingenieurs en technische arbeiders van ontwerp, bouworganisaties en instanties van staatsbrandtoezicht.

Tabblad. 15, afb. 3.

i-Instructie.-norm. II uitgave - 62-84

© Stroyizdat, 1985

Vervolg tabel. 10

3.7 2.5 (gebaseerd op testresultaten)

VOORWOORD

Deze handleiding is ontwikkeld volgens SNiP II-2-80 "Brandveiligheidsnormen voor het ontwerp van gebouwen en constructies." Het bevat gegevens over de gestandaardiseerde indicatoren van brandwerendheid en brandgevaar van bouwconstructies en materialen.

sec. 1 van de handleiding is ontwikkeld door TsNIISK hen. Kucherenko (doctor in de technische wetenschappen, prof. I. G. Romanenkov, kandidaat in de technische wetenschappen V. N. Siegern-Korn). sec. 2 ontwikkeld door TsNIISK hen. Kucherenko (doctor in de technische wetenschappen)

I. G. Romanenkov, technische kandidaten Wetenschapper V.N. Siegern-Korn,

L. N. Bruskova, G. M. Kirpichenkov, V. A. Orlov, V. V. Sorokin, ingenieurs A. V. Pestritsky, | I. Yashin)); NIIZhB (Doctor in de Technische Wetenschappen)

V.V. Zhukov; Dr. Tech. Wetenschappen, prof. A.F. Milovanov; kan. fysieke-mat. wetenschappen A.E. Segalov, kandidaten voor technisch. wetenschappen. A.A. Gusev, V.V. Solomonov, V.M. Samoilenko; ingenieurs V.F. Gulyaeva, TNMalkina); TsNIIEP ze. Mezentseva (kandidaat Technische Wetenschappen L. M. Schmidt, ingenieur P. Ye. Zhavoronkov); TsNIIPromzdanny (kandidaat Ingenieurswetenschappen V.V. Fedorov, ingenieurs E.S. Giller, V.V. Sipin) en VNIIPO (Doctor in de Technische Wetenschappen, Prof. A.I. Yakovlev; Ph.D. P. Bushev, SV Davydov, VG Olimpiev, NF Gavrikov; ingenieurs V. 3 Volokhatykh, Yu. A. Grinchik, NP Savkin, AN Sorokin, V. S. Kharitonov, L. V. Sheinina, V. I. Shchelkunov). sec. 3 ontwikkeld door TsNIISK hen. Kucherenko (doctor in de technische wetenschappen, prof. I.G. Romanenkov, kandidaat voor chemische wetenschappen N.V. Kovyrshina, ingenieur V.G. Gonchar) en het Instituut voor Mijnbouwmechanica van de Academie van Wetenschappen van Georgië. SSR (kandidaat voor technische wetenschappen G. S. Abashidze, ingenieurs L. I. Mirashvili, L. V. Gurchumelia).

Bij de ontwikkeling van de handleiding werden materialen van TsNIIEP van huisvesting en TsNIIEP van onderwijsgebouwen van Gosgrazhdanstroy, MNIT van het USSR-ministerie van Spoorwegen, VNIISTROM en NIPIsilikatobeton van het USSR-ministerie van Industrie en Bouw gebruikt.

De tekst van SNiP II-2-80 die in de gids wordt gebruikt, is vetgedrukt. De items zijn dubbel genummerd, tussen haakjes wordt de SNiP-nummering gegeven.

In gevallen waarin de informatie in de handleiding onvoldoende is om de juiste indicatoren van constructies en materialen vast te stellen, dient u contact op te nemen met TsNIISK nm voor advies en toepassingen voor het uitvoeren van brandtesten. Kucherenko of NIIZhB Gosstroy van de USSR. De basis voor het vaststellen van deze indicatoren kunnen ook de resultaten zijn van tests die zijn uitgevoerd in overeenstemming met de normen en methoden die zijn goedgekeurd of goedgekeurd door het USSR State Construction Committee.

Opmerkingen en suggesties over de handleiding kunt u sturen naar het adres: Moskou, 109389, 2nd Institutskaya st., 6, TsNIISK im. VA Kucherenko.

1. ALGEMENE BEPALINGEN

1.1. De handleiding is samengesteld om te helpen bij het ontwerpen, bouwen? organisaties en brandweer om de kosten van tijd, arbeid en materialen te verlagen om de limieten van brandweerstand van bouwconstructies, de limieten van de verspreiding van vuur erlangs en de ontvlambaarheidsgroepen van materialen vast te stellen, gestandaardiseerd door SNiP 11-2- 80.

1.2. (2.1). Gebouwen en constructies zijn onderverdeeld in vijf graden van brandwerendheid. De mate van brandwerendheid van gebouwen en constructies wordt bepaald door de grenzen van de brandwerendheid van de hoofdconstructies en de grenzen van de branduitbreiding langs deze constructies.

1.3. (2.4). Op het gebied van ontvlambaarheid worden bouwmaterialen onderverdeeld in drie groepen: onbrandbaar, nauwelijks brandbaar en brandbaar.

1.4. De limieten van de brandweerstand van constructies, de limieten van de branduitbreiding erlangs, evenals de ontvlambaarheidsgroepen van materialen die in deze handleiding worden gegeven, moeten worden opgenomen in de ontwerpen van constructies, op voorwaarde dat hun ontwerp volledig voldoet aan de gegeven beschrijving in de handleiding. De materialen van de handleiding moeten ook worden gebruikt bij het ontwikkelen van nieuwe ontwerpen.

2. BOUWCONSTRUCTIES.

BRANDGRENZEN EN BRANDVERSPREIDINGSGRENZEN

2.1 (2.3). De grenzen van de brandwerendheid van bouwconstructies worden bepaald volgens de norm CMEA 1000-78 “Brandveiligheidsnormen voor het ontwerpen van gebouwen. Methode voor het testen van bouwconstructies op brandwerendheid".

De grens voor branduitbreiding op bouwconstructies wordt bepaald volgens de methode in bijlage. 2.

BRANDWEERSTAND LIMIET

2.2. De tijd (in uren of minuten) vanaf het begin van hun standaard brandtest tot het optreden van een van de brandweerstandsgrenstoestanden wordt genomen als de brandweerstandsgrens van bouwconstructies.

2.3. De CMEA 1000-78 norm onderscheidt de volgende vier soorten grenstoestanden voor brandwerendheid: voor het verlies van het draagvermogen van constructies en samenstellingen (bezwijken of doorbuigen, afhankelijk van het type

ontwerpen); in termen van thermische isolatiecapaciteit - een stijging van de temperatuur op een onverwarmd oppervlak met gemiddeld meer dan 160 ° of op enig punt op dit oppervlak met meer dan 190 ° in vergelijking met de temperatuur van de constructie vóór het testen, of meer dan 220 ° С ongeacht de temperatuur van de constructie vóór het testen; door dichtheid - de vorming van doorgaande scheuren of doorgaande gaten in constructies waardoor verbrandingsproducten of vlammen binnendringen; voor constructies beschermd door brandvertragende coatings en getest zonder belasting, de grenstoestand zal het bereiken van de kritische temperatuur van het materiaal van de constructie zijn.

Voor buitenmuren, bekledingen, balken, spanten, kolommen en pilaren is de grenstoestand slechts het verlies van het draagvermogen van constructies en samenstellingen.

2.4. De grenstoestanden van constructies in termen van brandwerendheid, aangegeven in paragraaf 2.3, zullen hierna kortheidshalve respectievelijk l t II, III en IV de grenstoestanden van een constructie in termen van brandwerendheid worden genoemd.

Bij het bepalen van de grens van brandwerendheid onder belastingen bepaald op basis van een gedetailleerde analyse van de omstandigheden die optreden tijdens een brand en afwijken van de normatieve, wordt de grenstoestand van de constructie aangeduid met 1A.

2.5. De grenzen van de brandwerendheid van constructies kunnen ook worden bepaald door berekening. In deze gevallen mogen testen achterwege worden gelaten.

De bepaling van de brandweerstandsgrenzen door berekening moet worden uitgevoerd volgens de methoden die zijn goedgekeurd door de Glavtekhnormirovanie Gosstroy van de USSR.

2.6. Voor een benaderende beoordeling van de brandwerendheid van constructies tijdens hun ontwikkeling en ontwerp, kunnen de volgende bepalingen worden geleid:

a) de brandwerendheidsgrens van gelamineerde omhullende constructies in termen van thermische isolatiecapaciteit is gelijk aan, en in de regel hoger dan de som van de brandwerendheidsgrenzen van individuele lagen. Hieruit volgt dat een toename van het aantal lagen van de omhullende structuur (pleisterwerk, bekleding) de brandweerstandsgrens in termen van thermische isolatiecapaciteit niet verlaagt. In sommige gevallen kan het aanbrengen van een extra laag geen effect geven, bijvoorbeeld bij het bekleden met plaatwerk vanaf de onverwarmde zijde;

b) de brandweerstandsgrenzen van omsluitende constructies met een luchtspleet zijn gemiddeld 10% hoger dan de brandweerstandsgrenzen van dezelfde constructies, maar zonder een luchtspleet; de efficiëntie van de luchtspleet is hoe hoger, hoe meer deze uit het verwarmde vlak wordt verwijderd; bij gesloten luchtruimten heeft hun dikte geen invloed op de brandweerstandsgrens;

c) de grenzen van de brandwerendheid van omsluitende constructies met asymmetrie

De typische opstelling van de lagen hangt af van de richting van de warmtestroom. Aan de kant waar de kans op brand groter is, wordt aanbevolen om onbrandbare materialen met een lage thermische geleidbaarheid te plaatsen;

d) een toename van het vochtgehalte van constructies draagt ​​bij tot een afname van de verwarmingssnelheid en een toename van de brandwerendheid, met uitzondering van die gevallen waarin een toename van vocht de kans op plotselinge broze vernietiging van het materiaal of het uiterlijk van lokale gutsen, dit fenomeen is vooral gevaarlijk voor beton- en asbestcementconstructies;

e) de brandwerendheidsgrens van belaste constructies neemt af met toenemende belasting. Het meest belaste deel van constructies dat wordt blootgesteld aan vuur en hoge temperaturen, bepaalt in de regel de waarde van de brandweerstandsgrens;

f) de brandweerstandsgrens van de constructie is hoe hoger, hoe kleiner de verhouding van de verwarmde omtrek van de sectie van zijn elementen tot hun gebied;

g) de brandwerendheidsgrens van statisch onbepaalde constructies is in de regel hoger dan de brandwerendheidslimiet van vergelijkbare statisch definieerbare constructies vanwege de herverdeling van de inspanningen naar elementen die minder worden belast en met een lagere snelheid worden verwarmd; in dit geval moet rekening worden gehouden met de invloed van extra inspanningen als gevolg van temperatuurvervormingen;

h) de ontvlambaarheid van de materialen waaruit de constructie is gemaakt, is niet bepalend voor de brandweerstandsgrens. Constructies gemaakt van dunwandige metalen profielen hebben bijvoorbeeld een minimale brandwerendheidslimiet en houtconstructies hebben een hogere brandwerendheidslimiet dan staalconstructies met dezelfde verhoudingen van de omtrek van het verwarmde gedeelte tot het oppervlak en de grootte van de werkende spanningen tot uiteindelijke weerstand of vloeigrens. Tegelijkertijd moet er rekening mee worden gehouden dat het gebruik van brandbare materialen in plaats van moeilijk brandbare of niet-brandbare materialen de brandweerstand van de constructie kan verlagen als de snelheid van de burn-out hoger is dan de verwarmingssnelheid.

Om de brandwerendheidsgrens van constructies te beoordelen op basis van de bovenstaande bepalingen, is het noodzakelijk om voldoende informatie te hebben over de brandwerendheidsgrenzen van constructies die vergelijkbaar zijn met die in vorm, gebruikte materialen en ontwerp, evenals informatie over de basiswetten van hun gedrag in geval van brand of brandproeven.*

2.7. In gevallen waar tafel. 2-15 brandwerendheidsgrenzen zijn aangegeven voor constructies van hetzelfde type van verschillende afmetingen, de brandwerendheidslimiet van een constructie met een tussenmaat kan worden bepaald door lineaire interpolatie. Voor constructies van gewapend beton moet in dit geval ook worden geïnterpoleerd in termen van de afstand tot de wapeningsas.

BRANDVERSPREIDINGSLIMIET

2.8. (bijlage 2, p. 1). De test van bouwconstructies voor de verspreiding van vuur bestaat uit het bepalen van de omvang van de schade aan de constructie als gevolg van de verbranding buiten de verwarmingszone - in de controlezone.

2.9. Schade wordt gedefinieerd als visueel waarneembare verkoling of burn-out van materialen en smelten van thermoplastische materialen.

Voor de grens van brandvoortplanting wordt de maximale omvang van de schade (cm) genomen, bepaald met de testmethode beschreven in bijlage. 2 naar SNiP II-2-8G.

2.10. Constructies gemaakt met gebruik van brandbare en moeilijk brandbare materialen, in de regel, zonder afwerking en bekleding, worden getest op branduitbreiding.

Constructies die alleen van onbrandbare materialen zijn gemaakt, moeten als niet-verspreidend vuur worden beschouwd (de limiet van branduitbreiding langs hen moet gelijk zijn aan nul).

Indien bij testen op branduitbreiding de schade aan constructies in het controlegebied niet meer dan 5 cm bedraagt, moet dit ook als niet-verspreidende brand worden beschouwd.

2L Voor een voorlopige schatting van de grens van branduitbreiding kunnen de volgende bepalingen worden gehanteerd:

a) constructies gemaakt van brandbare materialen hebben een limiet voor de verspreiding van brand horizontaal (voor horizontale constructies - vloeren, bekledingen, balken, enz.) meer dan 25 cm, en verticaal (voor verticale constructies - muren, scheidingswanden, kolommen, enz. p.) - meer dan 40 cm;

b) constructies gemaakt van brandbare of nauwelijks brandbare materialen, beschermd tegen de gevolgen van vuur en hoge temperaturen door niet-brandbare materialen, mogen een grens van brandvoortplanting horizontaal van minder dan 25 cm en verticaal - minder dan 40 cm hebben, op voorwaarde dat de beschermlaag gedurende de gehele testperiode (totdat de constructie volledig is afgekoeld) warmt in de controlezone niet op tot de ontstekingstemperatuur of het begin van intensieve thermische ontleding van het beschermde materiaal. De constructie mag geen vuur verspreiden, op voorwaarde dat de buitenlaag, gemaakt van onbrandbare materialen, gedurende de gehele testperiode (totdat de constructie volledig is afgekoeld) in de verwarmingszone niet opwarmt tot de ontstekingstemperatuur of het begin van intensieve thermische ontleding van het beschermde materiaal;

c) in gevallen waar de constructie een andere grens van brandvoortplanting kan hebben bij verwarming van verschillende kanten (bijvoorbeeld met een asymmetrische opstelling van lagen in de omsluitende structuur), wordt deze grens bepaald door zijn maximale waarde.

BETON EN VERSTERKTE BETONSTRUCTUREN

2.12. De belangrijkste parameters die de brandwerendheid van beton en gewapende betonconstructies beïnvloeden zijn: type beton, bindmiddel en toeslagmateriaal; wapeningsklasse; type constructie; dwarsdoorsnede vorm; element maten; de voorwaarden voor hun verwarming; belastingswaarde en betonvocht.

2.13. De temperatuurstijging in het beton van de sectie van een element tijdens een brand hangt af van het type beton, bindmiddel en toeslagstoffen, van de verhouding van het oppervlak waarop de vlam inwerkt tot het oppervlak van de dwarsdoorsnede. Zwaar beton met silicaataggregaat warmt sneller op dan carbonaataggregaat. Lichtgewicht en lichtgewicht beton warmt langzamer op, hoe lager de dichtheid. Het polymeerbindmiddel vermindert, net als de carbonaatvulstof, de snelheid van betonverwarming vanwege de ontledingsreacties die daarin optreden, die warmte verbruiken.

Massieve structurele elementen zijn beter bestand tegen de effecten van vuur; de brandwerendheidsgrens van van vier zijden verwarmde kolommen is lager dan de brandwerendheidsgrens van de kolommen met eenzijdige verwarming; de brandwerendheidsgrens van balken bij blootstelling aan vuur van drie zijden is lager dan de brandwerendheidsgrens van balken die vanaf één zijde worden verwarmd.

2.14. De minimale afmetingen van elementen en afstanden van de as van de wapening tot de oppervlakken van het element zijn genomen volgens de tabellen van deze sectie, maar niet minder dan die vereist door het hoofdstuk van SNiP I-21-75 "Beton en gewapend beton structuren".

2.15. De afstand tot de as van de wapening en de minimale afmetingen van de elementen om de vereiste limiet van brandweerstand van constructies te garanderen, zijn afhankelijk van het type beton. Lichtbeton heeft een warmtegeleidingsvermogen van 10-20% en beton met grof carbonaataggregaat is 5-10% minder dan zwaar beton met silicaataggregaat. In dit opzicht kan de afstand tot de as van de wapening voor een constructie van lichtgewicht beton of zwaar beton met een carbonaatvuller kleiner worden genomen dan voor constructies gemaakt van zwaar beton met silicaataggregaat met dezelfde brandweerstandsgrens voor constructies gemaakt van deze beton.

De waarden van de brandwerendheidsgrenzen gegeven in de tabel. 2-b, 8 verwijzen naar beton met een groot aggregaat van silicaatgesteenten, evenals naar dicht silicaatbeton. Bij gebruik van een vulmiddel uit carbonaatgesteente kunnen de minimale afmetingen van zowel de doorsnede als de afstand van de assen van de wapening tot het oppervlak van het gebogen element met 10% worden verminderd. Voor lichtbeton kan de reductie 20% zijn bij een betondichtheid van 1,2 t/m 3 en tot 30% voor buigelementen (zie tabellen 3, 5, 6, 8) bij een betondichtheid van 0,8 t/m 3 en geëxpandeerd kleiperlietbeton met een dichtheid van 1,2 t/m 3.

2.16. Tijdens een brand beschermt een beschermende betonlaag de wapening tegen snelle verhitting en het bereiken van de kritische temperatuur waarbij de brandwerendheid van de constructie wordt bereikt.

Als de afstand tot de as van de wapening die in het project wordt gebruikt, kleiner is dan nodig is om de vereiste limiet van brandweerstand van constructies te garanderen, moet deze worden vergroot of moeten extra warmte-isolerende coatings worden aangebracht op de oppervlakken van element 1 blootgesteld aan brand. Thermische isolatiecoating van kalk-cementpleister (15 mm dik), gipspleister (10 mm) en vermiculietpleister of mineraalvezelisolatie (5 mm) komt overeen met een toename van 10 mm in de dikte van de zware betonlaag. Indien de dikte van de betondekking meer is dan 40 mm voor zwaar beton en 60 mm voor lichtbeton, moet de betondekking aan de zijde van het vuureffect extra wapening hebben in de vorm van een wapeningsnet met een diameter van 2,5- 3 mm (cellen 150X150 mm). Beschermende warmte-isolerende coatings met een dikte van meer dan 40 mm moeten ook extra wapening hebben.

Tafel 2, 4-8 tonen de afstanden van het verwarmde oppervlak tot de as van de wapening (Fig. 1 en 2).

Afb. 1. Afstanden tot de as van de wapening Afb. 2. Gemiddelde afstand tot de as

uitrusting

In gevallen waarin de wapening zich op verschillende niveaus bevindt, is de gemiddelde

de afstand tot de as van de wapening a moet worden bepaald rekening houdend met de oppervlakten van de wapening (L b L 2, ..., L p) en de overeenkomstige afstanden tot de assen (ab a-2,> Rn), gemeten vanaf de dichtstbijzijnde van de verwarming

myh (onder- of zijkant) oppervlakken van het element, volgens de formule

A \ H \ \ A ^

Ajfli -f- A ^ cl ^ ~ b. ... N ~ L p Dp __ 1_

P1 + L2 + P3. ... + Lp 2 Lg

2.17. Alle staalsoorten verminderen de trek- of druksterkte

1 Aanvullende warmte-isolerende coatings kunnen worden uitgevoerd in overeenstemming met de "Aanbevelingen voor het gebruik van brandwerende coatings voor metalen constructies" - M .; Stroyizdat, 1984.