Условия обеспечения достоверности результатов

Расчета огнестойкости конструкций

В.2.8. Критерием оценки достоверности результатов расчета является их схожесть (близость) к результатам испытаний на огнестойкость.

В.2.9. Достоверность результатов расчета зависит от:

-полноты учета физических процессов в избранной математической модели;

-точности задания коэффициентов, которые входят в математическую модель;

-точности интегрирования системы уравнений математической модели.

В.2.10. Компоненты математической модели должны отображать основные физические процессы, оказывающие непосредственное влияние на точность определения предела огнестойкости конструкции, в том числе пространственный характер распределения температур и напряжений и неоднородность строительной конструкции по структуре и физическим свойствам ее отдельных элементов.

В.2.11. Расчетная оценка огнестойкости проводится в широком диапазоне температур в конструкции (до 1000 ⁰С и более), в котором физические характеристики (коэффициенты модели) элементов конструкции испытывают существенные изменения по сравнению с их значениями при комнатной температуре (в 2 и более раза). Кроме того, часто имеет место термическая деструкция элементов конструкции, которая учитывается дополнительными коэффициентами в моделях.

Коэффициенты модели могут быть взяты из справочной литературы в виде констант или зависимостей от температуры, либо могут быть найдены экспериментальным или расчетно-экспериментальным методом на основе решения обратных задач и специально проведенных экспериментов.

Поскольку точность задания коэффициентов влияет на результат расчета предела огнестойкости, то метод определения коэффициентов модели должен устанавливаться в каждом конкретном случае.

В.2.12. Экспериментальный метод должен обеспечивать определение коэффициентов модели в виде зависимостей от температуры и учитывать наличие физико-химических преобразований в материалах элементов конструкции.

В.2.13. Наиболее универсальным и точным методом является расчетно-экспериментальный метод, основанный на определении коэффициентов модели решением обратной задачи для образцов материалов конструкции или всей конструкции в условиях огневых испытаний или в условиях, максимально приближенных к огневым испытаниям по тепловому воздействию.

В.2.14. Метод интегрирования уравнений математической модели должен быть избран таким образом, чтобы вычислительная погрешность была намного меньше чем погрешность выше рассмотренных пунктов.

В.3 Правила оформления результатов расчета

В.3.1. Результаты расчета оформляются отчетом.

Отчет должен содержать:

- название и адрес лаборатории, проводившей расчет огнестойкости;

- дату проведения расчета;

- название и адрес заказчика;

- наименование строительной конструкции, для которой проводилась оценка огнестойкости, техническое описание строительной конструкции, технические чертежи или схемы

основных составных элементов и всех конструкционных деталей, а также перечень использованных материалов и изделий;

- для несущих конструкций - схемы нагрузки и данные о нагрузках;

- описание метода, использованного во время расчета огнестойкости конструкции;

- в случае применения для расчета огнестойкости метода, основанного на использовании математических моделей, - принятые во время расчета уравнения процессов тепломассообмена и напряженного состояния, уравнения, которые определяют начальные и предельные условия, коэффициенты, которые входят в уравнения, метод решения системы уравнений, данные по расчетам температур и деформаций;

- предел огнестойкости конструкции с указанием вида предельного состояния по огнестойкости.

Приложение Г

(обязательное)

 

 

Метод испытаний строительных конструкций

На распространение огня

Этот метод распространяется на элементы зданий – колонны, ригели, фермы, балки, арки, рамы и связи, наружные и внутренние стены, перегородки, перекрытия, стены лестничных клеток, противопожарные преграды, марши и площадки лестниц, а также на подвесные потолки, воздуховоды, трубопроводы.

Этот метод не распространяется на конструкции заполнения проемов, на покрытие пола, кровли, облицовку и отделку.

Г.1 Суть метода испытаний

Суть метода испытаний состоит в определении размеров повреждения конструкции за пределами зоны огневого воздействия в условиях, регламентированных настоящим приложением.

Г.2. Средства испытаний

Г.2.1. Для испытаний должны использоваться следующие средства:

- испытательная печь;

- оборудование для установки на печи образца конструкции для испытаний на распространение огня (далее - образца);

- средства измерительной техники;

- оборудование для проведения фото- и видеосъемок.

Г.2.2. Испытательная печь (далее - печь) должна создавать температурный режим в огневой камере печи в соответствии с ДСТУ Б В.1.1-4.

Конструкция печи должна отвечать требованиям, приведенным в ДСТУ Б В.1.1-4. Размеры проема печи должны быть (700 мм ± 100 мм) ´ (700 мм ± 100 мм).

Г.2.3. Средства измерительной техники содержат системы для измерения температуры в печи, а также на образце, которые должны отвечать требованиям, приведенным в ДСТУ Б В.1.1-4.

Г.3 Образцы для испытаний

Г.3.1. Образцы должны быть изготовлены в соответствии с требованиями технической документации на изготовление и использование конструкций при соблюдении технологии, применяемой на предприятии-изготовителе. Образцы не должны иметь проемов, а также декоративной облицовки или отделки.

Для испытаний ограждающих конструкций (стен, перегородок, перекрытия, покрытия), маршей и площадок лестниц, подвесных потолков образцы должны иметь длину не менее чем 200 см, ширину – не менее чем 200 см, толщину – по технической документации.

Длина образцов стержневых конструкций (колонн, ферм, балок, арок, рам, связей, воздуховодов и трубопроводов) должна быть такой, чтобы длина контрольной зоны была не менее чем 75 см.

Для испытаний стержневых конструкций допускается изготавливать плоские образцы (такие же, как для испытаний ограждающих конструкций), в которых расположение слоев и их толщина должны быть такими же, как в стержневых конструкциях.

Для испытаний конструкции одного вида, как правило, должно быть изготовлено два одинаковых образца. Допускается изготавливать один образец. В этом случае оценку результатов испытаний проводят в соответствии с Г.5.2.

Г.3.2. Влажность образцов должна отвечать требованиям ДСТУ Б В.1.1-4.

Г.3.3. Перед испытаниями заказчик должен предоставить в испытательную лабораторию техническое описание образцов, технические рисунки или схемы основных составных элементов и всех конструкционных деталей, а также перечень использованных материалов и изделий с указанием их изготовителей и торговых наименований. Если возникают сомнения в том, что образцы отвечают представленной технической документации, лаборатория должна проконтролировать весь процесс изготовления образцов или же требовать представления одного или более дополнительных образцов и провести их детальную проверку.

Если невозможно проверить соответствие всех деталей конструкции образцов перед испытаниями и после их окончания и возникает необходимость использования данных, представленных заказчиком, то это должно быть отмечено в отчете об испытании.

 

Г.4. Подготовка и проведение испытаний

 

Г.4.1. Подготовка к испытаниям

Проводят проверку образцов на соответствие технической документации в соответствии с разделом Г.3.

Производят монтаж термоэлектрических преобразователей температуры (далее – термопар) на образце и устанавливают образец на (в) печи так, как это приведено на рисунках Г.1 – Г.4.

Образцы внутренних и наружных стен, а также перегородок симметричного сечения, образцы покрытий, перекрытий, подвесных потолков, маршей и площадок лестниц во время испытаний следует подвергать огневому воздействию с одной стороны.

Образцы внутренних и наружных стен, а также перегородок несимметричного сечения во время испытаний следует подвергать огневому воздействию с каждой стороны или со стороны с большим пределом распространения огня (если возможно определить эту сторону по анализу конструктивной схемы).

Образцы покрытий, перекрытий, подвесных потолков, маршей и площадок лестниц во время испытаний следует подвергать огневому воздействию с нижней стороны.

Конструкции, имеющие в проектном положении уклон более чем 30⁰, следует испытывать в вертикальном положении, другие – в горизонтальном положении.

Образцы ограждающих конструкций следует располагать таким образом, чтобы стыки плит и панелей находились со стороны проема печи и зазор между образцом и печью составлял 5 + 0,5 см.

Образцы конструкций следует испытывать в ненагруженном состоянии.

Г.4.2. Начало испытаний

Началом испытаний считается время включения горелок в печи.

Не более чем за 5 мин. до начала испытаний необходимо зарегистрировать начальные значения температуры в печи и на образце по показателям всех термопар.

Температура образца до начала испытания должна быть от 5 до 40 ⁰С.

Средняя температура в печи до начала испытания не должна превышать 50 ⁰С.

Испытания проводят при условиях окружающей среды, которые приведены в ДСТУ Б В.1.1-4.

Температурный режим в печи во время испытаний должен отвечать режиму, приведенному в ДСТУ Б В.1.1-4.

Г.4.3. Измерение и наблюдение во время проведения испытаний

Во время испытаний необходимо проводить:

- измерение и регистрацию температуры в печи и на образце с интервалом не более чем 1 мин.;

- наблюдение за образцом и составление хронологического описания изменений в образце (деформаций, нарушений целостности, появления пламени, трещин, дыма, размягчение, расплавление и обугливание материалов и т.п.);

-видео- и/или фотосъемку образца.

 

 

 

 

Г.4.4. Прекращение испытаний

Испытания должны продолжаться 15,0 + 0,5 мин. После окончания этого времени следует выключить горелки печи и образец оставить на (в) печи. Если наблюдается горение на поверхности или внутри образца, признаками которого является пламя или выделение дыма, тушить его запрещается.

Испытания прекращаются досрочно, если дальнейшее их продолжение угрожает безопасности персонала лаборатории или приведет к повреждению печи.

После прекращения испытаний, по условиям температур образца менее чем 60⁰С и отсутствия признаков горения образца, необходимо прекратить измерение температур и необходимо провести осмотр образца.

Г.4.5. Осмотр образца после испытаний

После испытаний следует произвести осмотр образца и определить размеры повреждений, которые возникли в образце вследствие огневого воздействия. Для измерения размеров повреждения многослойных конструкций необходимо путем вскрытия провести обследование всех слоев конструкции.

Повреждением следует считать обугливание, оплавление и выгорание материалов, из которых изготовлен образец, на глубину более чем 0,2 см. Размер повреждения образца измеряется в сантиметрах в плоскости конструкции от границы контрольной зоны, перпендикулярно ей до наиболее отдаленной точки повреждения образца в контрольной зоне. Результаты измерений размеров повреждения следует округлять до 1 см. Не следует учитывать повреждение длиной менее чем 5 см для конструкций, которые испытываются в вертикальном положении, и менее чем 3 см - для конструкций, которые испытываются в горизонтальном положении.