Огнестойкость элементов стальных конструкций

В программе SCAD реализован анализ огнестойкости отдельных незащищенных элементов стальных конструкций. Проверка производится методом критической температуры по ДСТУ-Н Б B.2.6-211:2016 (рекомендации этого стандарта аналогичны EN 1993-1-2:2005). В методе предполагается, что при нагреве от пожара температура стали равномерно распределена по конструкции и ее критическое значение определяется тем запасом прочности, который имеет рассматриваемый элемент. Указанный запас прочности характеризуется коэффициентом использования несущей способности μ₀, физический смысл которого соответствует коэффициенту K_max. С учетом μ₀ критическая температура вычисляется по формуле

\[ \theta_{a,cr} =30,19\ln \left( {\frac{1}{0,967\mu_{0}^{3,833} }-1} \right)+482. \]

Программа определяет значение коэффициента использования несущей способности K_max от комбинаций нагрузок, которые включают только нормативные значения постоянных и длительно действующих нагрузок на момент t = 0. При расчете используются нормативные значения прочности материала (см., например, СП 296.1325800.2017).

Расчет огнестойкости реализован для следующих типов сечений:

Рис. 1 Сечения элементов стальных конструкций, для которых реализован расчет огнестойкости

Результатами расчета являются критическая температура, время достижения этой температуры, а также графики изменений температуры воздуха и температуры стали.

Расчет выполняется на один из четырех вариантов нагрева конструкции (рис. 2):

• стандартный пожар;
• углеводородный пожар;
• внешний пожар;
• тлеющий пожар.

Предусмотрен анализ вариантов по типу огневого воздействия:

• нагрев с четырех сторон для всех поперечных сечений;
• нагрев с трех сторон для всех сечений кроме сечений из уголков и для трубчатого сечения.

Возрастание температуры стали при нагреве рассчитывается с учетом изменения теплопроводности и удельной теплоемкости стали (рис. 3).

Рис. 2. Температурные кривые

Рис. 3. Изменение теплотехнических свойств стали