Структурный анализ и техника проектирования
Есть множество факторов, влияющих на поведение конструкции при пожаре, например ухудшение свойств материала при повышении температуры, умеренное тепловое расширение, искривление из-за теплового воздействия и возможная степень резервирования, когда конструкция действует как единое целое. Каждый фактор рассматривается отдельно, но в единой конструкции, находящейся под воздействием огня, все они будут взаимодействовать, создавая более сложную прочностную характеристику этой конструкции. Традиционно пожарный расчет стали основан на результатах тестирования на огнестойкость, хотя вычисление огнестойкости выполняется уже на протяжении многих лет.
Еврокоды представляют собой сборник новейших методологических расчетов проектирования конструкций, в частности Еврокод 3 (EC3): Расчет стальных конструкций, часть 1.2. Строительное противопожарное проектирование и Еврокод 4 (EC4): Проектирование стальных и композитных конструкций, часть 1.2. Каждый Еврокод дополнен документом о национальном приложении (NAD) соответствующей страны. Все Еврокоды представлены в формате анализа предельных значений, где коэффициенты надежности используются для определения нагрузок и прочности материала. EC3 и EC4 очень похожи на BS 5950, часть 8, хотя и имеют некоторые различия в терминологии. EC3 и EC4, часть 1.2, и BS 5950, часть 8, касаются только расчета огнестойкости стали или участков здания из композитных материалов. Три уровня вычислений описаны в EC3 и EC4. Это табличные методы, простые расчетные модели, а также расширенные модели вычислений.
Табличные методы – это использование справочных таблиц для ввода расчетов на основе таких параметров, как нагрузки, размеры и армирование. Они являются наиболее распространенными проектными расчетами. Простые расчеты основаны на таких принципах, как расчет строительных конструкций с учетом пластических деформаций, в котором принимается во внимание сокращение прочности материала из-за температуры.
Они являются более точными, чем табличные методы. Методы расширенных расчетов относятся к компьютерному анализу и не используются в общем расчете. Коллектив, проектирующий здание, нуждается в информации о структурной пожарной нагрузке (SFL), понятной профессионалу. Главная цель этой главы заключается в том, чтобы получить приблизительное аналитическое решение о структурной системе сооружения, которая подвергается SFL (структурной пожарной нагрузке), но в такой простой форме, что оно может использоваться в обычной практике проектирования зданий и сооружений.
Методология поиска решения в данном случае аналогична любым другим расчетам нагрузок воздействия окружающей среды на конструкцию (например, ветровых, сейсмических и т. д.). Основная идея здесь заключается в замене очень комплексного анализа соответствующей динамической расчетной системы эквивалентным методом с одной степенью свободы (ODOF), который имеет простую форму и легок в практическом использовании.
Например, в случае ветровой нагрузки в большинстве международных кодов и норм используется так называемый фактор нагрузки от воздушных порывов, для оценки динамических характеристик под действием ветровой нагрузки и ее влияния на конструкцию. Различные варианты этих моделей были приняты крупными международными кодами и нормами. Несмотря на то что подобная теоретическая основа используется в случае вычисления SFL (структурной пожарной нагрузки) путем введения динамического коэффициента, существует значительная разница в применении такого метода, основанного на классификации степени тяжести пожара.
С полным содержанием этого номера Вы можете ознакомиться здесь
Полную версию статьи Вы можете прочитать в нашем печатном издании или подписавшись на электронную версию нашего журнала
Текст: ЛЕО РАЗДОЛЬСКИЙ, LR Structural Engineering Inc., Линкольншир, штат Иллинойс, США,
профессор Северо-Западного университета, Эванстон, штат Иллинойс, США