Розрахунковий метод оцінювання стану сталевих конструкцій будівель при розвитку пожежі

 

Дубінін Дмитро Петрович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0001-8948-5240

 

Лісняк Андрій Анатолійович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0001-5526-1513

 

Шевченко Сергій Миколайович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-6740-9252

 

Грицина Ігор Миколайович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-2581-1614

 

Гапоненко Юрій Іванович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0003-0854-5710

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2023-37-12

 

Ключові слова: пожежа, швидкість зміни температури, сталеві конструкції, криві пожежі, вогнезахисний засіб

 

Анотація

 

Об’єктом дослідження є процес оцінювання стану сталевих конструкцій будівель при розвитку пожежі. Обґрунтовано та проаналізовано використання стандартних кривих по-жеж, як ISO 834, ASTM E119, що визначають температурну залежність у часі. На підставі цього запропоновано розрахунковий метод з визначення швидкості зміни температури для захищених та незахищених сталевих конструкцій з використанням кривих пожеж. Для захи-сту сталевих конструкцій від високої температури використовувалися такі вогнезахисні за-соби, як теплоізоляційні плити, гіпсокартоні листи та цементно-піщана штукатурка з відпо-відними тактико-технічними характеристиками. За отриманими результатами дослідження встановлено, що найбільш ефективним вогнезахисним засобом для сталевих конструкцій є теплоізоляційні плити, а найменш ефективним цементно-піщана штукатурка. Це визначено за рахунок різниці температури, так відповідно до ISO 834 для теплоізоляційної плити на 5 годині впливу, температура становить 896,2 ºС, а для гіпсокартону – 474,8 ºС, цементно-піщаної штукатурки – 316,25 ºС. Так відповідно до ASTM E119 для теплоізоляційної плити на 5 годину впливу, температура становить 869,85 ºС, а для гіпсокартону – 463,34 ºС, це-ментно-піщаної штукатурки – 310,70 ºС. З проведених результатів дослідження можна за-значити, що стандартні криві пожежі ISO 834 та ASTM E119 дають змогу проводити дослі-дження та визначати швидкість зміни температури при цьому слід зазначити що суттєво вони не відрізняються між собою. Також отримані графічні залежності, для сталевих конс-трукцій з урахуванням засобів вогнезахисту та стандартних кривих пожеж ISO 834 та ASTM E119. Отримані результати дослідження дають змогу підвищити рівень пожежної безпеки будівель та споруд на стадіях проектування та експлуатації, а також вчасно визна-чати граничний (критичний) стан сталевих конструкцій під час проведення оперативних дій з гасіння пожеж.

 

Посилання

 

  1. Дубінін Д. П., Лісняк А. А., Шевченко С. М., Криворучко Є. М., Гапоненко Ю. І. Експериментальне дослідження розвитку пожежі в будівлі. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2021. № 34. С. 110–121. doi: 10.52363/2524-0226-2021-34-8
  2. Дубінін Д. П., Лісняк А. А., Шевченко С. М., Криворучко Є. М., Гапоненко Ю. І. Дослідження впливу будівельного матеріалу конструкції будівлі на розвиток внутрішньої пожежі. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2022. № 35. С. 175–185. doi: 10.52363/2524-0226-2022-35-13
  3. Наказ МВС від 26.12.2018 року № 1064 «Про затвердження Правил з вогнезахисту». URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0259-19#Text
  4. Дубінін Д. П. Дослідження вимог до перспективних засобів пожежогасіння тонкорозпиленою водою. Проблеми надзвичайних ситуацій. 2021. № 33. С. 15–29. doi: 10.52363/2524-0226-2021-33-2
  5. Yilmaz D. G. Fire Safety of Tall Buildings: Approach in Design and Prevention. 5th International Conference of Contemporary Affairs in Architecture and Urbanism (ICCAUA-2022). Р. 206–216. doi: 10.38027/ICCAUA2022EN0215
  6. Sadkovyi V., Andronov V., Semkiv O. et al. Fire resistance of reinforced concrete and steel structures. Kharkiv: РС ТЕСHNOLOGY СЕNTЕR, 2021. 180 р. doi: 10.15587/978-617-7319-43-5
  7. Bicer A., Kar F. Thermal and mechanical properties of gypsum plaster mixed with expanded polystyrene and tragacanth. Thermal Science and Engineering Progress. 2017. 1. Р. 59–65. doi: 10.1016/j.tsep.2017.02.008
  8. Wang H., Nie, S., Li, J. Reduction model of hot- and cold-rolled high-strength steels during and after fire. Fire Safety Journal. 2022. 129. Р. 103563. doi: 10.1016/j.firesaf.2022.103563
  9. Zhang C., Grosshandler W., Sauca A. et al. Design of an ASTM E119 Fire Environment in a Large Compartment. Fire Technol. Fire Technology. 2020. 56. Р. 1155–1177. doi: 10.1007/s10694-019-00924-7
  10. Chen M.-T., Pandey M., Young B. Mechanical Properties of Cold-formed Steel Semi-oval Hollow Sections after exposure to ISO-834 fire. Thin-Walled Structures. 2021. 167. Р. 108202. doi: 10.1016/j.tws.2021.108202
  11. Миргород О. В., Пушкаренко А. С., Васильченко О. В., Квітковський Ю. В., Луценко Ю. В. Вогнезахисне обробляння будівельних матеріалів і конструкцій. НУЦЗУ, КП «Міська друкарня», 2011. 176 р.
  12. BS EN 1991-1-2:2002 Eurocode 1. Actions on structures General actions. Actions on structures exposed to fire, 2002.
  13. ISO 834-11:2014 Fire resistance tests – Elements of building construction – Part 11: Specific requirements for the assessment of fire protection to structural steel elements, 2014.
  14. Dzidic S. Fire Resistance of RC Slabs according to ACI/TMS 216.1 and EC 2 – Possibility for Comparison. Zbornik radova Građevinskog fakulteta. 2018. 34. Р. 43–53. doi: 10.14415/konferencijaGFS2018.003
  15. ASTM E119: Standard Test Methods for Fire Tests of Building Construction and Materials, 2018.
  16. Buchanan A. H., Abu A. K. Structural Design for Fire Safety. University of Canterbury, 2017. № 2. 440 р.