Анализ различного поведения зданий и сооружений при воздействии пожара.

Введение Проблема обеспечения безопасности зданий и сооружений при пожаре во всем мире является актуальной. Поэтому изучение проблем, направленных на снижение материальных потерь от пожаров, обеспечение пожарной безопасности строительных конструкций является актуальными. Всевозможные строительные разработки обязаны гарантировать безопасность жизни и здоровья людей. Изучение этой проблемы, разработка методов и средств для ее решения являются в настоящее время составной частью современного инновационного развития техники строительства в научном, прикладном и образовательном аспектах. Разнообразные здания также сооружения по-разному ведут себя при воздействии пожара. Одни из них хорошо сопротивляются небезопасным условиям пожара так же при влиянии пожара удерживает свою конструктивную целостность и функциональное предназначение в течение времени, необходимого для эвакуации, спасения людей, ликвидации пожара также его последствий. Иные здания и сооружения при пожаре стремительно теряют собственную конструктивную целостность прекращают отвечать своему функциональному предназначению, что приводит к серьезным человеческим жертвам и большому материальному убытку. Период противодействия объекта вплоть до утраты его устойчивости при воздействии пожара - это основной показатель, гарантирующий защищенность людей в этих обстоятельствах [1]. Сущность проблемы огнестойкости состоит в стремительной потере строительными материалами и конструкциями требуемых качеств при влиянии пожара. Огнестойкость железобетонных конструкций находиться в зависимости от множества условий: конструктивной схемы, геометрии, уровня эксплуатационных нагрузок, толщины защитных слоев бетона, типа арматуры, вида бетона, и его влажности и др. В условиях пожара предел огнестойкости железобетонных конструкций наступает, как правило, за счет снижения прочности бетона при нагреве, теплового расширения и температурной ползучести арматуры, возникновения сквозных отверстий или трещин в сечениях конструкций, а также в результате утраты теплоизолирующей способности. Это приводит к быстрому снижению несущей способности конструкции при пожаре. В момент времени воздействия пожара, когда несущая способность конструкции снизится до уровня рабочих нагрузок, и наступит ее предел огнестойкости по признаку R [4]. Существуют экспериментальные и теоретические методы оценки огнестойкости железобетонных конструкций. Однако экспериментальный метод имеет существенные недостатки. Испытания по этому методу требуют проведения громоздких и дорогих опытов, что затрудняет, в некоторых случаях, своевременно оценить огнестойкость различных видов новых строительных конструкций. Теоретический путь является более перспективным и экономичным. Поэтому у нас в стране получают развитие расчётные методы оценки огнестойкости. Сущность расчёта в общем виде сводится к оценке распределения температур, по сечению конструкции в условиях пожара (теплотехническая часть), и вычислению несущей способности нагретой конструкции (статическая часть). Однако теория огнестойкости строительных конструкций ещё недостаточно разработана, поэтому даже опытному конструктору нелегко спроектировать нужную по качеству огнезащиту силовых элементов конструкций. Огнестойкость конструкции по признаку утраты несущей способности определяется как момент времени влияния пожара, при котором несущая способность конструкции под действием температуры пожара уменьшится до величины действующих на неё рабочих нагрузок. Зависимости типа были получены в результате многолетних специальных экспериментальных исследований [25] для всех основных строительных материалов. Эти исследования показывают, что сопротивление обычных материалов строительных конструкций при прогреве в условиях пожара после определенной температуры начинает быстро уменьшаться. В настоящее время эти зависимости используются в качестве справочных данных при расчётах строительных конструкций на огнестойкость. Критической температурой прогрева материала конструкции при пожаре называется такая температура его нагрева, при которой материал теряет умение противодействовать воздействию пожара. Понятие критической температуры прогрева материалов конструкций является одним из базовых показателей, используемых в теории расчёта строительных конструкций на огнестойкость [26]. При использовании этого показателя расчёт строительных конструкций на огнестойкость также включает в себя решение двух задач: 1) прочностной задачи огнестойкости: определение нормативной рабочей нагрузки на рассматриваемую конструкцию, затем соответствующего значения коэффициента условий работы материалов конструкции при пожаре и, далее, значения их критической температуры нагрева при данном уровне рабочей нагрузки; 2) теплофизической задачи огнестойкости: определение момента времени воздействия пожара на строительную конструкцию, при котором ключевые элементы конструкции прогреваются до критической температуры. В связи с этим возникает необходимость разработки более общих методов оценки времени сопротивления объектов при пожаре, которые предоставляли бы шанс учитывать специфику комбинированного особого воздействия с участием пожара. Актуальность: Развитие оценки огнестойкости железобетонных конструкций при огневых воздействиях Цель: Целью работы является развитие метода оценки огнестойкости железобетонных конструкций и выявление особенностей обеспечения безопасности людей. Задачи: • разработать методы оценки огнестойкости железобетонных конструкций при огневых воздействиях; • установить зависимость изменения критической температуры материала от уровня нагружения конструкции в условиях пожара • произвести оценку огнестойкости железобетонных конструкций с участием пожара. • выявить особенности обеспечения безопасности людей в зданиях при пожаре и их влияние на величину пожарного риска в этих условиях. Объект исследования: является железобетонные конструкции. Предмет исследования: огнестойкость железобетонных конструкций при огневых воздействиях. Научная новизна: Описан механизм снижения огнестойкости железобетонных конструкций при огневых воздействиях за счет снижения критической температуры прогрева строительных конструкций в этих условиях. Разработан метод оценки огнестойкости железобетонных конструкций. Выявлены особенности обеспечения безопасности людей в зданиях при СНЕ с участием пожара. Практическая значимость работы заключается в возможности использования полученных результатов для оценки огнестойкости железобетонных конструкций при огневых воздействиях, а также для реконструкции степени повреждения конструкций здания при расследовании причин и особенностей прогрессирующего обрушения зданий во время реальных ЧС.