Розглянуто вогнезахист сталевих елементів та конструкцій будівель і споруд. Викладено методики розрахунку вогнестійкості конструкцій. Наведено способи вогнезахисту металевих конструкцій та найуживаніші матеріали. Призначений для студентів, курсантів, слухачів вищих навчальних закладів, які навчаються за освітньо-кваліфікаційною програмою підготовки бакалавра та спеціаліста напрямів 0928 "Пожежна безпека" та 0921 "Будівництво", а також для інженерно-технічних працівників проектних та будівельно-монтажних організацій, працівників служби цивільного захисту МНС України. ЗМІСТ Передмова...............................................................................................................7 Розділ 1. Вплив пожежі на експоновані будівельні конструкції.......................9 1.1. Розвиток пожеж в приміщеннях....................................................................9 1.2. Принципи забезпечення пожежної безпеки будівель та споруд………...10 1.3. Теплові впливи на конструкції для температурного аналізу…………….11 1.3.1. Коефіцієнт розташування...........................................................................13 1.3.2. Коефіцієнт розташування для зовнішніх елементів................................14 1.4. Номінальні криві температура-час...............................................................17 1.4.1. Стандартна крива температура-час...........................................................17 і.4.2. Крива зовнішньої пожежі............................................................................18 1.4.3. Вуглеводнева крива....................................................................................18 1.4.4. Вуглеводнева модифікована крива та "тунельні" криві..........................19 1.5. Натуральні модель пожеж.............................................................................23 1.5.1. Спрощені моделі пожеж.............................................................................24 1.5.2. Пожежа у відсіку.........................................................................................30 1.5.3. Локальна пожежа........................................................................................44 1.5.4. Розвинуті моделі пожеж.............................................................................48 Розділ 2. Поведінка будівельних сталей при вогневому впливі та їх механічні та теплофізичні характеристики..........................................................................53 2.1. Вплив температури на структуру сталі........................................................53 2.2. Механічні характеристики вуглецевих сталей при вогневому впливі......55 2.2.1. Характеристики міцності та деформацій..................................................55 2.3. Механічні характеристики нержавіючих сталей при вогневому впливі..60 2.4. Термічні характеристики сталей при вогневому впливі............................66 2.4.1. Вуглецеві сталі.............................................................................................67 2.4.2. Термічні характеристики нержавіючих сталей........................................69 Розділ 3. Розвиток температур в сталевих перерізах ........................................72 3.1. Незахищені внутрішні сталеві конструкції..................................................72 3.2. Внутрішні сталеві конструкції ізольовані вогнезахисним матеріалом.....74 3.3. Внутрішні сталеві порожнисті конструкції захищені тепловими екранами…… 77 3.4. Зовнішні сталеві конструкції.........................................................................77 3.4.1. Теплопередача до зовнішніх металевих конструкцій............................78 3.4.2. Колони не охоплені полум'ям..................................................................81 3.4.3. Балка не охоплена полум'ям.....................................................................86 3.4.4. Колони охоплені полум'ям........................................................................90 3.4.5. Балка повністю або частково охоплена полум'ям..................................92 Розділ 4. Проектування, розрахунок та оцінка вогнестійкості сталевих конструкцій...........................................................................................................97 4.1. Метод розрахунку будівельних конструкцій на вплив пожежі................97 4.2. механічні впливи при розрахунку конструкцій.........................................99 4.3. Основи проектування...................................................................................101 4.3.1. Основні вимоги..........................................................................................101 4.3.2. Розрахункові значення характеристик матеріалів.................................102 4.3.3. Методи перевірки......................................................................................103 4.4. Розрахунок конструкцій на вогнестійкість................................................106 4.4.1. Спрощені розрахункові моделі................................................................106 4.4.2. Розрахунок елементів сталевих конструкцій на осьові сили та згин...108 4.4.3. Критичні температури..............................................................................119 4.4.4. Розвинуті розрахункові моделі...............................................................120 Розділ 5. Проектування, розрахунок та оцінка вогнестійкості з'єднань елементів металевих конструкцій.....................................................................122 5.1. Болтові з'єднання.........................................................................................122 5.2. Розрахунок міцності зварних з'єднань.......................................................123 5.3. Температура з'єднань при пожежі.............................................................124 Розділ 6. Підвищення вогнестійкості сталевих конструкцій........................ 126 6.1. Загальні положення...................................................................................126 6.2. Вогнезахист сталевих конструкцій............................................................126 6.2.1. Покриття...................................................................................................128 6.2.2. Облицювання для вогнезахисту.............................................................146 6.2.3. Заповнені конструкції.............................................................................149 6.3. Використання вогнестійких сталей..........................................................150 6.4. Зовнішні несучі конструкції......................................................................150 Розділ 7. Результати вогневих випробувань та обстежень після пожежі сталевих елементів, конструкцій та будівель................................................. 152 7.1. Результати обстежень будівель з сталевим каркасом пошкоджених пожежею...............................................................................................................152 7.1.1. Пожежа у світовому торговому центрі (СТЦ)........................................152 7.1.2. Пожежа Churchill Plaza building, Basingstoke.........................................157 7.2. Повномасштабні дослідження вогнестійкості металевих конструкцій..158 7.2.1. Пожежні випробування BHP William Street, в Мельбурні....................161 7.2.2. Пожежні випробування в університеті Штутгарт-Вайгінген, Німеччина……………………………………………………………………….162 7.2.3. Пожежні випробування сталевого каркасу в Кардінгтоні.....................163 Список літератури...............................................................................................172