Металлические конструкции. Том 2. Конструкции зданий

1.6. Огнестойкость стальных конструкций

Каждое здание или сооружение в зависимости от конструктивных и объемно-планировочных решений, количества пожарной нагрузки, наличия потенциальных источников зажигания и других факторов имеет определенную пожарную опасность. В условиях пожара строительные конструкции зданий могут разрушаться в течение нескольких часов или даже минут.

Соответствие строительных конструкций требованиям пожарной безопасности устанавливается следующим образом:

Определяют требуемую степень огнестойкости здания в зависимости от его назначения, площади, этажности, категории по взрывопожарной опасности и других факторов.
На основании требуемой степени огнестойкости здания определяют требуемые пределы огнестойкости основных строительных конструкций.
Исходя из назначенных в проекте геометрических характеристик конструктивных элементов здания (толщина, размеры поперечного сечения и др.) устанавливают фактические пределы огнестойкости конструкций.
Фактические пределы огнестойкости сравнивают с требуемыми пределами огнестойкости, после чего делают вывод о соответствии конструкций требованиям пожарной безопасности. Если конструкции не удовлетворяют таким требованиям, то принимают меры по их защите от огня с целью повышения фактического предела огнестойкости.

1. Требуемую степень огнестойкости здания устанавливают по ведомственным или отраслевым нормам проектирования. Так, при проектировании производственного здания используют СНиП 2.09.02-85 "Производственные здания". Если при этом нужно установить, например, требуемую степень огнестойкости одноэтажного здания нефтехимической промышленности категории А с площадью этажа до 3,5 тыс. м², то с помощью этого документа назначают III степень огнестойкости.

При проектировании здания спортивного назначения обращаются к СНиП 2.08.02-89^* "Общественные здания и сооружения", из которого видно, что, например, для крытых спортивных сооружений при количестве зрительных мест более 600 степень огнестойкости нужно принимать не ниже П. Аналогично решают вопросы определения требуемой степени огнестойкости для зданий иного назначения.

2. Требуемые пределы огнестойкости основных строительных конструкций определяют по СНиП 21-01-97 "Пожарная безопасность зданий и сооружений". Для этой цели можно воспользоваться данными табл. 1.3.

Таблица 1.3.Требуемые пределы огнестойкости основных строительных конструкций, мин.

Степень огнестойкости здания	Предел огнестойкости строительных конструкций, не менее
Степень огнестойкости здания	Несущие элементы здания^*	Наружные стены	Перекрытия междуэтажные (в т.ч. чердачные и над подвалами)	Покрытия бесчердачные
I	R 120	RE 30	REi 60	RE 30
II	R 45	RE 15	REi 45	RE 15
III	R 15	RE 15	REi 15	RE 15
IV	Не нормируется

^* К несущим элементам здания относятся конструкции, обеспечивающие его общую устойчивость и геометрическую неизменяемость при пожаре (несущие стены, рамы, колонны, балки, фермы, арки, связи, диафрагмы жесткости и т.п.).

За предел огнестойкости конструкций принимают время (в минутах) от начала их стандартного испытания в лабораторных огневых печах до наступления одного из трех признаков предельных состояний: потери несущей способности (R); потери целостности (E); потери теплоизолирующей способности (i).

3. Фактические пределы огнестойкости конструкций устанавливают, согласно нормативным документам.¹ Для некоторых несущих металлических

конструкций значения фактических пределов огнестойкости приведены в табл. П2.1. Фактический предел огнестойкости таких ограждающих конструкций, как покрытия по стальному профилированному настилу с утеплителем из минераловатных плит, стены из стальных трехслойных панелей и монопанелей, составляет 15 мин.

Предел огнестойкости металлических конструкций может быть увеличен путем их огнезащиты.

В помещениях с неагрессивной и слабоагрессивной средами могут применяться вспучивающиеся (ВПМ-2, ОВП-1к и др.) и невспучивающиеся (на основе фосфатных вяжущих) огнезащитные покрытия.

Для помещений с агрессивной средой назначают следующие конструктивные решения по огнезащите стальных конструкций: кирпичная и бетонная облицовки, цементно-песчаная штукатурка, покрытия и штукатурки на основе асбеста, перлита, вермикулита, фосфатных соединений. Толщина штукатурок и облицовок устанавливается в зависимости от требуемых пределов огнестойкости конструкций (см. табл. П2.1).

Для огнезащиты стальных ферм и структурных покрытий особенно целесообразны подвесные потолки.

Пример 1.1. Для проектируемого прессово-сварочного корпуса машиностроительной промышленности предусмотреть мероприятия по защите несущих стальных конструкций от коррозии и обеспечению их огнестойкости.

Технологический процесс связан с выделением оксида азота, а также фтористого водорода, концентрация которого достигает 0,5 мг/м³. Влажностный режим помещений 65%. Здание относится к категории Г по взрывопожарной и пожарной опасности.

Здание четырехэтажное с размерами в плане 96 × 132 м имеет каркасную конструктивную схему. Колонны и ригели междуэтажных перекрытий запроектированы из широкополочных двутавров соответственно 40К5 и 60Б1. Предполагается применить типовые стропильные фермы из спаренных уголков, минимальный калибр 50 ×5. Покрытие из стального профилированного настила с утеплителем из минераловатных плит. Сечение прогонов - [№ 22. Стеновое ограждение из стальных трехслойных панелей.

Мероприятия по антикоррозионной защите конструкций. В соответствии с табл. ГИЛ имеем группу В агрессивных газов, а по табл. П1.2 определяем внутрицеховую среду как слабоагрессивную.

Для зданий со слабоагрессивной средой допускается применять конструкции с сечениями из спаренных уголков, поэтому предварительно назначенные типовые фермы из спаренных уголков приняты. Несущие конструкции проектируем с использованием следующих марок сталей: 09Г2С (колонны, ригели перекрытий), ВСт3псб (стропильные фермы), ВСт3кп2 (прогоны покрытия). Предусматриваем монтажные соединения на монтажной сварке и болтах.

Для защиты металлоконструкций от коррозии назначаем окрашивание их лакокрасочными материалами группы I (табл. П1.4), состоящими из грунтовки ГФ-020 и эмали ПФ-115 (табл. П1.5). Перед нанесением лакокрасочных покрытий назначаем дробеструйную или дробеметную обработку поверхности конструкций. Обеспечение огнестойкости металлоконструкций. В соответствии со СНиП 2.09.02-85 здания категории Г с числом этажей

не более 6 относятся к III степени огнестойкости. В этом случае предел огнестойкости несущих конструкций должен быть не ниже R15 (табл. 1.3).

Фактический предел огнестойкости балок перекрытий, стропильных ферм, прогонов, а также колонн без огнезащиты зависит от приведенной толщины металла t_red (табл, П2.1), вычисляемой по формуле t_red = A / U, где А - площадь поперечного сечения; U - обогреваемый периметр сечения.

Данные вычислений сведены в табл. 1.4. Из анализа данных этой таблицы приходим к выводу, что огнестойкость запроектированных балок перекрытий, стропильных ферм и прогонов покрытия не обеспечена. Для обеспечения пожарной безопасности предусматриваем огнезащиту указанных конструкций путем нанесения по антикоррозионной защите вспучивающегося покрытия ОВГТ-1К.

Таблица 1.4.К примеру 1.1

Конструктивный элемент	Колонны	Балки перекрытий	Стропильные фермы	Прогоны покрытия
t_red, см	1,5	0,6	0,2	0,5
Фактический предел огнестойкости, мин	R^* 18	R^* 10	R^* 6	R^* 9

Литература к гл. 1

1...7. См. основную литературу.

Архитектура гражданских и промышленных зданий. В 5 т. Т. 5. Промышленные здания / Л.Ф.Шубин. - М.: Стройиздат, 1986.
Архитектура гражданских и промышленных зданий. В 5 т. Т. 5. Общественные здания / Л.Б. Великовский. - М.: Стройиздат, 1977.
Архитектура промышленных предприятий, зданий и сооружений. (Справочник проектировщика) / Под общ. ред. Н.Н. Кима. - М.: Стройиздат, 1990.
Архитектура гражданских и промышленных зданий. Промышленные здания / Под ред. Ю.С. Яралова. - М.: "Высшая школа", 1975.
Дехтяр А.Ш. Облегченные конструкции стен промышленных зданий. - М: Стройиздат, 1979.
Кутухтин Е.Г., Спиридонов В.М., Хромец Ю.Н. Легкие конструкции одноэтажных производственных зданий. (Справочник проектировщика) - М.: Стройиздат, 1988.
Муханов К.К. Металлические конструкции. - М.: Стройиздат, 1978.
Самойло А.И. Производственные здания. - М.: "Высшая школа", 1977.
Тамсплон Ф.Ф. Ограждающие конструкции из алюминиевых панелей. - Л.: Стройиздат, 1976.
Трофимов В.И., Каминский А.М. Легкие металлические конструкции зданий и сооружений: разработка конструкций, исследования, расчет, изготовление, монтаж. - М.: Наука, 1997.
Хромец Ю.Н. Промышленные здания из легких конструкций. - М.: Стройиздат, 1978.
Чистяков А.М. Легкие многослойные ограждающие конструкции. - М.: Стройиздат, 1987.

¹ Например "Пособие по определению пределов огнестойкости конструкций" / ЦНИИСК им. Кучеренко. - М.: Стройиздат, 1985.

62 :: 63 :: 64 :: 65 :: Содержание