Расчет предела огнестойкости R60 конструкций лестницы при помощи программы Ansys Mechanical. С последующим получением экспертного заключения Академии ГПС МЧС России.
Справка
Проект: Обоснование расчетно-аналитическим методом предела огнестойкости R60 металлической лестницы Объект: Офисное здание (г. Москва) Год выполнения: 2023 Место согласования: Государственный строительный надзор
3D модель лестницы
Реализация на объекте
Расчет выполнен на основании:
- ст. 87 Федерального закона РФ от 22 июля 2008 г. №123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» [1];
- ГОСТ 30247.0-94 [2]. «Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость» и ГОСТ 30247.1-94 [3]. «Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции».
В расчете рассматриваются стальные и железобетонные конструкций лестницы с точки зрения обеспечения требований противопожарной безопасности.
Выполнена оценка огнестойкости следующих конструктивных элементов лестницы, включая отделочные материалы (облицовку):
- косоуры;
- ступени;
- колонны;
- балки;
- железобетонное перекрытие по профнастилу.
Требования по обеспечению огнестойкости
Степень огнестойкости здания, в котором расположена рассматриваемая лестница – I.
В соответствии с требованиями Федерального закона «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» от 22.07.2008 N 123-ФЗ [1], предел огнестойкости конструкций лестниц в зданиях I степени огнестойкости должен быть не менее R60 (Таблица 21).
Таблица 21. Соответствие степени огнестойкости и предела огнестойкости строительных конструкций зданий, сооружений и пожарных отсеков
| Степень огнестойкости зданий, сооружений и пожарных отсеков | Предел огнестойкости строительных конструкций | ||||||
| Несущие стены, колонны и другие несущие элементы | Наружные ненесущие стены | Перекрытия междуэтажные (в том числе чердачные и над подвалами) | Строительные конструкции бесчердачных покрытий | Строительные конструкции лестничных клеток | |||
| настилы
(в том числе с утеплителем) |
фермы, балки, прогоны | внутренние стены | марши и площадки лестниц | ||||
| I | R 120 | E 30 | REI 60 | RE 30 | R 30 | REI 120 | R 60 |
| II | R 90 | E 15 | REI 45 | RE 15 | R 15 | REI 90 | R 60 |
| III | R 45 | E 15 | REI 45 | RE 15 | R 15 | REI 60 | R 45 |
| IV | R 15 | E 15 | REI 15 | RE 15 | R 15 | REI 45 | R 15 |
| V | Не нормируется | ||||||
Основы расчетного метода определения огнестойкости
Пределы огнестойкости и классы пожарной опасности строительных конструкций должны определяться в условиях стандартных испытаний по утвержденным методикам. Согласно положениям п.10, ст. 87 ФЗ №123-ФЗ [1], пределы огнестойкости и классы пожарной опасности строительных конструкций, аналогичных по форме, материалам, конструктивному исполнению строительным конструкциям, прошедшим огневые испытания, могут определяться расчетно-аналитическим методом.
Суть методов оценки огнестойкости заключается в определении времени от начала теплового воздействия на конструкцию в соответствии со стандартом [2] до наступления одного или последовательно нескольких предельных состояний по огнестойкости с учётом функционального назначения конструкции.
Согласно ГОСТ 30247.0-94 [2] различают следующие основные виды предельных состояний строительных конструкций по огнестойкости:
- потеря несущей способности вследствие обрушения конструкции или возникновения предельных деформаций (R);
- потеря целостности в результате образования в конструкции сквозных трещин или отверстий, через которые на необогреваемую поверхность проникают продукты горения или пламя (E);
- потеря теплоизолирующей способности вследствие повышения температуры на необогреваемой поверхности конструкции до предельных для данной конструкции значений (I).
Расчет предела огнестойкости
При оценке предела огнестойкости конструкций решается 2 задачи:
- Прочностная. Определяется критическая температура с учетом нагрузки на конструкцию.
- Теплотехническая. Определяется интервал времени, за который конструкция нагреется до критической температуры.
При определении критической температуры для каждого элемента учитывались нагрузки, действующие на конструкции:
Расчет ступеней
Расчет косоуров
Расчет балки
Расчет колонны
Расчет лестничной площадки
Результат расчета
Результаты расчетно-аналитического обоснования фактического предела огнестойкости строительных конструкций металлической лестницы приведены в таблице:
Результат расчета
| № п/п | Наименование конструкции | Собственный предел огнестолйкости | Заключение |
| 1. | Ступени | R60 | соответствует требованиям пожарной безопасности |
| 2. | Косоуры | R60 | соответствует требованиям пожарной безопасности |
| 3. | Балки | R60 | соответствует требованиям пожарной безопасности |
| 4. | Колонны | R60 | соответствует требованиям пожарной безопасности |
| 5. | Лестничная площадка
(железобетонное перекрытие по профнастилу) |
R60 | соответствует требованиям пожарной безопасности |
На расчет получено экспертное заключение Академии ГПС МЧС России, подтверждающее соответствие расчета действующим требованиям пожарной безопасности.
Литература
1. Федеральный закон от 22.07.2008 N 123-ФЗ (в ред. Федеральных законов от 10.07.2012 N 117-ФЗ, от 02.07.2013 N 185-ФЗ, от 23.06.2014 N 160-ФЗ, от 13.07.2015 N 234-ФЗ) «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».
2. ГОСТ 30247.0-94. Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования.
3. СП 2.13130.2020 Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты.
4. Стандарт «Проектирование огнезащиты несущих стальных конструкций с применением различных типов облицовок» / Ассоциация развития стального строительства ; [Д.Г. Пронин, С.А. Тимонин, В.И. Голованов]. – Москва : АКСИОМ ГРАФИКС ЮНИОН, 2018. – 72 с. : ил.
5. СП 468.1325800.2019 Бетонные и железобетонные конструкции. Правила обеспечения огнестойкости и огнесохранности: свод правил: утв. и введ. Приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 10 декабря 2019 г. № 790/пр // СПС КонсультантПлюс. – Электрон. Дан. – М., 2021.
6. Верификационный отчет по программному комплексу Ansys Mechanical Москва / М,: ЗАО НИЦ СтаДио, НОЦ КМ МГСУ. – 2009. – 638 с.
7. ГОСТ Р 57837—2017 Двутавры стальные горячекатаные с параллельными гранями полок. Технические условия.
8. ГОСТ 8639-82 Трубы стальные квадратные. Сортамент. Издательство стандартов, 1982.
9. Инструкция № И-004-2018. Устройство и эксплуатация покрытия на основе огнезащитной краски «Пиробарьер-В» для металлоконструкций, 2018 г.
10. Пузач С.В., Богатищев А.И., Зернов С.И., Карпов С.Ю. Расчёт фактических пределов огнестойкости строительных конструкций с учётом реальных параметров пожара, действий систем пожаротушения, механической вентиляции и дымоудаления (Математическая модель и методика). Саранск, Морд.кн.изд: Ковылк. тип.; 2004. – 80 с.
11. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости: Пер. с англ. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 152 с.
12. Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимация: Пер. с англ. – М.: Мир, 1986, – 318 с.
13. Сегерлинд Л. Применение метода конечных элементов: Пер. с англ. – М.: Мир, 1979, – 392 с.
14. СНиП II-3-79*. «Строительная теплотехника». Минстрой России – Москва 1995.