x

Вопросы по огнезащите

Как определять коэффициенты сечения стальных конструкций?

Коэффициент сечения незащищенной стальной конструкции (коэффициент сечения профильный, section factor) Аm/V является характеристической величиной сечения стальной конструкции равной отношению площади Аm поверхности конструкции к объему V конструкции:

δп = Аm/V,
где δп-1) – профильный коэффициент сечения стальной конструкции,
Аm2/м) – площадь поверхности нагреваемой конструкции на единицу длины,
V (м3/м) – объем конструкции на единицу длины.

В общем случае, когда площадь сечения стальной конструкции неизменна по всей длине элемента, коэффициент сечения определяется как отношение периметра стальной конструкции к ее площади сечения.

Приведенная толщина металлических конструкций (δпр) - отношение площади поперечного сечения металлической конструкции S к внешней части его периметра P, который поддается огневому воздействию:

δпр = S/P

Коэффициент сечения профильный δп применяется при оценке металлоконструкции, на которой была выполнена огнезащита по ее контуру, и в общем случае является величиной обратной приведенной толщине металла (δпр, мм):

δп = (1/ δпр) × 1000 = P/S × 1000

Коробчатый коэффициент сечения стальных конструкций (коэффициент прямоугольного поперечного сечения, box value of section factor) – это отношение площади наименьшего прямоугольника или квадрата, которые могут быть описаны вокруг стального профиля, к его объему. Используется при проектировании средств огнезащиты, представляющих собой конструкционные материалы (плиты, маты) для облицовки стальных строительных конструкций.

В случаях, когда площадь сечения стальной конструкции неизменна по всей длине элемента, коробчатый коэффициент сечения определяется как отношение периметра наименьшего прямоугольника или квадрата, которые могут быть описаны вокруг стального профиля к площади сечения. При расчетах необходимо учитывать только площадь (или периметр) обогреваемой поверхности стальной конструкции.

Примеры расчета некоторых коэффициентов сечения стальной конструкции Аm/V приведены в таблице 1. Расчет коэффициентов сечения для не защищенных и защищенных стальных конструкций подробно изложены в таблицах 4.2 и 4.3 ДСТУ-Н Б EN 1993-1-2:2010.

Таблица 1. Примеры расчетов коэффициентов сечения Am/V для незащищенных стальных конструкций

Открытое сечение, подвергающееся воздействию огня со всех сторон:
Трубный прокат, подвергающийся воздействию огня со всех сторон:
Открытое сечение, подвергающееся воздействию огня с трех сторон:

 
Полый профиль, или сварное коробчатое сечение с одинаковой толщиной стенок, подвергающееся воздействию огня со всех сторон:
Двутавровое сечение, подвергающееся воздействию пожара с трех сторон:
Сварное коробчатое сечение, подвергающееся воздействию пожара со всех сторон:
Угловой профиль, подвергающийся воздействию пожара со всех сторон:
Двутавровый профиль с боковым усилением, подвергающийся воздействию пожара со всех сторон:
Плоский профиль, подвергающийся воздействию пожара со всех сторон:
Плоский профиль, подвергающийся воздействию пожара с трех сторон:

Коэффициент сечения стальных конструкций покрытых огнезащитным материалом Ар/V

Для проведения расчетов по определению предела огнестойкости стальных конструкций покрытых огнезащитными материалами используется коэффициент сечения Ар/V равный отношению площади Ар огнезащитного материала в единице длины конструкции к объему V конструкции в той же единице длины.

Площадь огнезащитного материала Ар, как правило, принимается как площадь его внутренней поверхности, однако, для полых облицовок с зазорами вокруг защищаемой стальной конструкции может быть использовано значение площади для полых облицовок без зазоров.

Коэффициент сечения Ар/V является аналогом профильного и коробчатого коэффициентов сечения стальных конструкций. Некоторые расчетные значения коэффициентов Ар/V приведены в таблице 2.

Таблица 2. Коэффициент сечения стальных конструкций, покрытых огнезащитным материалом, Ар/V
Схематический чертеж
Описание
конструкции
Коэффициент сечения (Ap/V)
Внешняя контурная облицовка одинаковой толщины
 
периметр стальной конструкции

площадь поперечного сечения стальной конструкции
Полая облицовка одинаковой толщины 2(b + h)

площадь поперечного сечения стальной конструкции
Полая облицовка одинаковой толщины 2(b + h)

площадь поперечного сечения стальной конструкции
c1 и с2 < h/4
Облицовка одинаковой толщины по контуру,
воздействие пожара с трех сторон периметра
стальной конструкции
периметр стальной конструкции - b

площадь поперечного сечения стальной конструкции

Полая облицовка одинаковой толщины,
воздействие пожара с трех сторон
2h + b

площадь поперечного сечения стальной конструкции
c1 и с2 < h/4
 
Полая облицовка одинаковой толщины,
воздействие пожара с трех сторон
2h + b

площадь поперечного сечения стальной конструкции
c1 и с2 < h/4
Стальные конструкции с высоким коэффициентом Аm/V быстрее реагируют на тепловые и огневые нагрузки и имеют более низкий предел огнестойкости. Стальные конструкции с низким коэффициентом сечения Аm/V являются более массивными и имеют большую инерцию к прогреву всего объема конструкции, вследствие чего имеют более высокий предел огнестойкости.