Необхідність врахування впливів вторинних ефектів при розрахунку будівель і споруд на вогнестійкість
DOI:
https://doi.org/10.32347/2522-4182.16.2025.145-157Ключові слова:
вогнестійкість, теплоємність, теплопровідністьАнотація
Традиційний розрахунок на дію пожежі відноситься до експлуатаційних властивостей окремих елементів конструкцій (балки, колони, стіни, плити перекриття). В методиках аналізу (випробування вогнестійкості при стандартній пожежі) не розглядається взаємодія конструктивних елементів в реальних будівлях.
Однак, потрібно зазначити, що конструкції будівлі перебувають у певних взаємозв’язках та взаємодії одна з одною (защемлення, шарнір, одно- та багатопрольотна конструкція і т.д.). Тому виключення внаслідок пожежі із роботи якогось несучого елемента або навіть зміна його жорсткісних характеристик може призвести до значного перерозподілу зусиль у будівлі та подальшої її поведінки аж до можливого руйнування частини або всієї будівлі. Також робота стиків конструкцій в умовах пожежі або після неї є важливим фактором з точки зору збереження загальної стійкості несучої системи будівлі.
Загально прийнятими критеріями розрахунку на вогнестійкість є наступні вимоги: час вогнестійкості будівлі повинен перевищувати час, встановлений нормативними документами на основі оцінки приналежності будівлі до певної цільової групи.
Вогнестійкість будівлі залежить від меж вогнестійкості її основних конструктивних частин.
Всі будівлі повинні відповідати певним функціональним вимогам, що включає засоби евакуації, визначення шляхів розповсюдження пожежі в середині будівлі, визначення шляхів розповсюдження пожежі ззовні будівлі, визначення шляхів доступу пожежної служби до засобів гасіння пожежі, що викладено у нормативних документах.
Важливо зазначити, що будівельні норми і правила призначенні лише для забезпечення розумно необхідних стандартів із захисту здоров'я та безпеки людей, які знаходяться всередині і за межами будівлі. В них не розглядаються заходи з обмеження шкоди будівельним конструкціям, але така мета не виключається.
Будівельні норми і правила також не призначені для забезпечення мінімізації фінансових втрат, спричинених пожежею. Це має велике значення для проектування протипожежного захисту будівель і споруд, коли для виконання умов замовника не вистачає вимог нормативних документів.
Найбільш важлива вимога до будівельних конструкцій в умовах розповсюдження пожежі всередині будівлі полягає в наступному:
Будівля повинна бути запроектована і зведена таким чином, щоб у випадку пожежі її стійкість зберігалась протягом розумно достатнього періоду часу.
Вимоги до збереження стійкості будівлі протягом розумно достатнього періоду часу традиційно відносяться до часу, необхідного для «виживання» конструкції у ході стандартних випробувань на вогнестійкість.
Тому поряд з механічними впливами слід враховувати зміну теплотехнічних та механічних властивостей сталі під впливом нагрівання конструкції від пожежі.
Посилання
European Committee for Standardization (CEN). (2004). EN 1992-1-2 Eurocode 2: Design of concrete structures. Part 1-2: General rules. Structural fire design (225 pp.). (In English)
European Committee for Standardization (CEN). (2005). EN 1993-1-2 Eurocode 3: Design of steel structures. Part 1-2: General rules. Structural fire design (78 pp.). (In English)
European Committee for Standardization (CEN). (2005). EN 1994-1-2 Eurocode 4: Design of composite steel and concrete structures. Part 1-2: General rules. Structural fire design (109 pp.). (In English)
European Committee for Standardization (CEN). (2004). EN 1995-1-2 Eurocode 5: Design of timber structures. Part 1-2: General rules. Structural fire design (69 pp.). (In English)
European Committee for Standardization (CEN). (2005). EN 1996-1-2 Eurocode 6: Design of masonry structures. Part 1-2: General rules. Structural fire design (82 pp.). (In English)
European Committee for Standardization (CEN). (2007). EN 1999-1-2 Eurocode 9: Design of aluminium structures. Part 1-2: General rules. Structural fire design (58 pp.). (In English)
Wang, Y., Bailey, C., Lennon, T., & Moore, D. (2007). Designers’ guide to EN 1991-1-2, 1992-1-2, 1993-1-2 and EN 1994-1-2: Fire engineering (Actions on steel and composite structures). (In English)
Lennon, T., Moore, D. B., Wang, Y. C., & Bailey, C. G. (2007). Designers’ guide to EN 1991-1-2, 1992-1-2, 1993-1-2 and EN 1994-1-2: Handbook for the fire design of steel, composite and concrete structures to the Eurocodes.(рр.135) (In English)
Lennon, T. (2004). Fire safety of concrete structures: Background to BS 8110 fire design. Garston, Watford, UK: Building Research Establishment (BRE). (41 pp.). (In English)
Lennon, T., Rupasinghe, R., Canisius, G., Waleed, N., Matthews, S.: Concrete Structure in Fire, Performance, Design and Analysis, BR490. HIS BREPress, Garston, Watford, 2007. pp. 42-43.
Fesenko, O., Koliakova, V., Skoruk, L., & Andriichenko, L. (2024). Rozrakhunok zalizobetonnykh konstruktsii na vohnestijkist za temperaturnym rezhymom vuhlevodnevoi pozhezhi [Calculation of fire resistance of reinforced concrete structures under hydro-carbon fire temperature regime] [in Ukrainian]. Budivelni konstruktsii. Teoriia i praktyka, (15), 29-40.
https://doi.org/10.32347/2522-4182.15.2024.29-40
Fire Design of Concrete Structures – materials, structures, and modelling. fib bulletin 38, Lausanne, Switzerland, April 2007. 106 p.
Chudyba, K., Seręga, S. (2013). Structural fire design methods for reinforced concrete members. Czasopismo Techniczne, 2013, Budownictwo Zeszyt 1-B (6) 2013, s. 15-36 https://doi.org/10.4467/2353737XCT.14.002.1920.
Bahr, O. (2021), "Is it reasonable to use high-strength concrete columns under fire conditions?", Journal of Structural Fire Engineering, Vol. 12 No. 4, pp. 471-485.
https://doi.org/10.1108/JSFE-02-2021-0011.
Bahr, O. (2021), "How bracing and heating regimes influence the fire performance of composite frames", Journal of Structural Fire Engineering, Vol. 12 No. 1, pp. 79-97.
https://doi.org/10.1108/JSFE-04-2020-0012.
Akkannavar,C.S. and Prashanth, M.H. (2025), "Residual strength estimation of RC columns subjected to elevated temperatures from stress block parameters", Journal of Structural Fire Engineering, Vol. 16 No. 2, pp. 200-216.
https://doi.org/10.1108/JSFE-05-2024-0013.
Suhaimi, A., Ibrahim, I.S. and Ab Kadir, M.A. (2024), "The effects of pre-loading on structural behavior of reinforced concrete beams under fire condition: a review", Journal of Structural Fire Engineering, Vol. 15 No. 4, pp. 532-556.
https://doi.org/10.1108/JSFE-11-2023-0041.
V.K.R. Kodur, Ankit Agrawal An approach for evaluating residual capacity of reinforced concrete beams exposed to fire. Engineering Structures Volume 110, 1 March 2016, Pages 293-306. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2015.11.047.
Thomas Gernay, T. (2019). Fire resistance and burnout resistance of reinforced concrete columns. Fire Safety Journal, Volume 104, March 2019, Pages 67-78.
https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2019.01.007
Hopkin et al., 2018. A structural fire strategy for an exposed weathering steel-framed building. The Structural Engineer, 96(1), pp. 60-66.
Ni, S., Gernay, T., 2021. A framework for probabilistic fire loss estimation in concrete building structures.Structural Safety, 88, 102029. pp. 1-12.
