Диссертация (Оптимизация нормативных требований к пределам огнестойкости основных несущих конструкций высотных жилых зданий), страница 10

Приэтом требуемые пределы огнестойкости основных несущих конструкций никакне увязаны с расчетами от прогрессирующего обрушения.Если допускать при назначении требуемых пределов огнестойкости, чтоу отдельных несущих конструкций наступает потеря огнестойкости в пределахэтажа, как это допускается при расчетах на прогрессирующее обрушение, тонеобходимо производить статические расчеты поведения всего несущегокаркаса ВЗ с перераспределением нагрузок.

Меры, направленные противпрогрессирующего обрушения, влияют на повышение фактических пределовогнестойкости основных несущих конструкций (каркаса) ВЗ, которыезначительно могут превышать их требуемые пределы огнестойкости.Коэффициент огнестойкости должен учитывать эксплуатационныетребования:обеспечениекапитальностиидолговечностиздания.Капитальность зданий характеризуется степенью огнестойкости (пределогнестойкости) и долговечности его основных конструктивных элементов [90].64Требования по капитальности и долговечности предъявляются ко всем зданиям,но с экономической точки зрения качественно они различаются.Долговечность ЗиС − предельный срок службы ЗиС, в течение, которогоони не утрачивают необходимых эксплуатационных качеств. ДолговечностьЗиС определяется сроком службы его основных конструкций (например,фундаментов, несущих конструкций или несущего каркаса).Долговечностьпрочностные,−способностьфизическиеидругиестроительногосвойства,объектасохранятьустанавливаемыеприпроектировании и обеспечивающие его нормальную эксплуатацию в течениерасчетного срока службы (п.

2.1.3 [91]), тем более, что по положению части 2статьи 1 [20] выполнение требований пожарной безопасности к ЗиС, в томчисле и по обеспечению требуемых пределов огнестойкости, должноосуществляться в течение всей продолжительности эксплуатации вплоть до ихсноса (утилизации).Практических точных инженерных расчетов долговечности ЗиС пока ещене существует. В связи с этим степени долговечности конструкций,указываемые в строительных нормах, условны, усреднены и используютсяглавным образом для экономических предположений. Только с помощьюметодов конечных элементов возможно рассчитать усталость и ресурсконструкций с трещинами.

Стоит отметить, что в процессе эксплуатации ВЖЗосуществляется мониторинг несущих конструкций с помощью системмониторинга несущих (инженерных) конструкций (СМИК) [23] и принеобходимостиособенностиихремонт.примененияДолжныбытьстроительныхучтеныэксплуатационныеконструкций:климатическиеособенности, внутренний микроклимат в здании и изменения, происходящие вструктуре материалов.ВЖЗ относятся к повышенному уровню ответственности, 1 степенидолговечности (более 100 лет) и 1 классу капитальности.

Класс конструктивнойпожарной опасности учитывается и назначается с учетом фактической степениогнестойкости равным С0.65При проектировании, выборе и обосновании безопасности принятыхконструктивных решений зданий повышенной ответственности при расчетахпринимается запас по коэффициентам надежности по ответственности.Коэффициенты надежности учитывают возможные неблагоприятныеотклонения значений нагрузок, характеристик материалов и расчетной схемыстроительного объекта от реальных условий его эксплуатации, а также уровеньответственности строительных объектов (п. 2.2.13 [91]).

Вводится 4 типакоэффициентов надежности: коэффициенты надежности по нагрузке Yf ,коэффициенты надежности по материалу Ym , коэффициенты условий работыYd , коэффициенты надежности по ответственности сооружений Yn . Ониучитывают расчетные значения усилий в элементах строительных конструкцийи основании ЗиС (статья 16 [35]). Поэтому данные коэффициенты никакогоотношения не имеют к коэффициенту огнестойкости Ко. Возникает вопрос вцелесообразности применения коэффициента огнестойкости при определениитребуемых пределов огнестойкости.В работе [92] коэффициент безопасности (огнестойкости) строительнойконструкции при пожаре определяется из соотношения среднего значения̅ ) и эквивалентной продолжительности пожарапределов огнестойкости (ог̅ :эквКб =̅ог.̅экв(1.18)Так как вероятность отказов конструкций при пожаре может изменятьсяв широких пределах при одном и том же коэффициенте безопасности(огнестойкости), то для определения надежности строительных конструкцийили вероятности их безотказной работы при пожаре допускается распределениеслучайных величин tог и tэкв по нормальному закону.Коэффициент огнестойкости Ко может носить определенный запас иучитывать человеческий фактор, возникающий при строительстве и связанныйс отклонениями от технологии строительства (например, использование66меньшего количества вяжущего – бетона, либо более дешевой марки и многиедругие).Если же принимать коэффициент огнестойкости Ко для ВЖЗ, тоцелесообразно от вероятности отказов конструкций при пожаре, но вотечественной практике отсутствуют необходимые для этого статистическиеданные.

И как показывает проведенный статистический анализ пожаров в ВЖЗ,принимаемых, как правило, в большинстве случаев строительства требуемыхпределов огнестойкости основных несущих конструкций в 180–240 минут,достаточно, потери несущей способности их и в целом потери устойчивостизданий при пожаре не происходило.Зарубежный опыт определения и назначения требуемых пределовогнестойкости.Приопределениинеобходимыхтребуемыхпределовогнестойкости в западных странах основная концепция состоит в том, что онидолжны гарантированно обеспечить безопасную эвакуацию людей из зданияпри пожаре.

Проблема сохранения здания как имущественной ценностиотносится к системе страхования и решается в каждом конкретном случаепосредством соглашения между собственником и страховой компанией [30].По зарубежным нормам, как и по отечественным, требуемая степеньогнестойкости для зданий «обычной этажности» определяется в зависимости отих функционального значения, этажности и площади застройки. В некоторыхслучаях, например, в Великобритании и Швеции, отсутствует пожарнаяклассификация зданий, а нормируется сразу класс огнестойкости всехконструкций помещения или этажа в зависимости от функциональногоназначения здания, его высоты, площади застройки и объема [93].В Европе [78] эквивалентная продолжительность «стандартного» пожара(стандартного температурного режима) определяется по формуле, которая, посути, отражает только продолжительность пожара в зависимости от количествапожарной нагрузки и вентиляции:, = (, ) ,(1.19)67где , – расчетная удельная пожарная нагрузка, которая определяетсядостаточно оригинально методом Гретенера в зависимости от нормативнойпожарной нагрузки (qf,k), коэффициента полноты сгорания (m), учета рискавозникновения пожара от площади помещения (δq1) и функциональногоназначения здания (δq2) и наличия активных СППЗ (δn): АУПС, АУПТ, наличияна объекте пожарной охраны, которые, как правило, направлены на защитулюдей: (qf,d = qf,k∙m∙δq1∙δq2∙δn);– коэффициент перерасчета в зависимости от теплотехническиххарактеристик материалов конструкций; – коэффициент вентиляции; – корректировочный коэффициент.В США существует два основных документа, которыми руководствуютсяприопределениитребованийктребуемымпределамогнестойкостиконструкций несущего каркаса [55, 56].

В обоих документах требования кпределам огнестойкости определяются в зависимости от высотности иэтажности здания, групп помещений с применяемой в них пожарной нагрузкой.Вотличииотроссийских5степенейогнестойкостизданийссоответствующими им пределами огнестойкости строительных конструкций, вСША в обоих рассматриваемых документах применяются 5 типов конструкций,4 из которых делятся на два подтипа каждый.

Указанным типам конструкцийсоответствуют пределы огнестойкости в часах [93]:1.Тип конструкций I и II – это конструкции из негорючих материалов,кроме специально разрешенных случаев.2.Тип конструкций III – это конструкции внешних стен из негорючихматериалов и конструкции внутренних элементов здания из любыхразрешенных к применению материалов.3.Тип конструкция IV – это конструкции внешних стен из негорючихматериалов и внутренние элементы здания цельной (solid) или слоеной(laminated) древесины без скрытых пространств.684.Тип конструкций V – это конструкции из любых разрешенных кприменению материалов.В стандарте [94] максимальный предел огнестойкости составляет120 минут.Как отмечают авторы работы [95] «…ключевым этапом проектированияпожаробезопасных конструкций является достоверное подтверждение того, чтоогнестойкость конструкций (или каждого из ее элементов) превышаетинтенсивность пожара, которому она подвержена. Для этого применяетсяследующее соотношение, которое должно удовлетворять условию:Огнестойкость ≥ Интенсивность пожара,где огнестойкость – способность обрушению, распространению огня илидругим отрицательным последствиям пожара определенной интенсивности;интенсивность пожара – степень разрушительного воздействия пожара и егоопасных факторов, а также скорость его воздействия, которые способныпривести к обрушению или другим негативным последствиям, вызываемымпожаром».Основой конструктивно-модельного метода проектирования несущихконструкций зданий является требование, чтобы строительные конструкциимогли выдержать температурную нагрузку от самого интенсивного пожара,который может возникнуть в течение срока жизни данного здания.