Огнестойкость мезонинных конструкций: на конференции ВНИИПО представили результаты расчетов и испытаний

1 час назад

© RUБЕЖ

На научно-практической конференции «Пожарная безопасность складских помещений с мезонинным хранением» начальник кафедры пожарной безопасности в строительстве Академии Государственной противопожарной службы МЧС РФ Дмитрий Приступюк представил доклад, посвященный аналитической и численной оценке огнестойкости элементов легких стеллажных и мезонинных конструкций. 

Огнестойкость мезонинных конструкций

В начале выступления спикер пояснил, что перед расчетами команда проанализировала действующее нормативное поле, чтобы определить, какие документы можно использовать для аналитической оценки огнестойкости, а какие не позволяют формально обосновать решения применительно к мезонинным и стеллажным системам из легких тонкостенных элементов. По его словам, на практике специалисты располагают несколькими инструментами для определения фактических пределов огнестойкости, однако у каждого подхода есть собственные ограничения по области применения, а готовые справочные данные для нужной конструкции с заданными параметрами найти не удалось.

Приступюк отдельно остановился на том, что даже профильные документы для стальных и холодногнутых оцинкованных профилей не всегда можно напрямую использовать для рассматриваемой задачи, поскольку часть методик ориентирована на конструкции с огнезащитой либо вводит формальные ограничения по типу оцениваемого элемента. При этом, как отметил докладчик, физические модели, заложенные в этих документах, все равно представляют практический интерес, поскольку основаны на решении статической и теплотехнической задач с учетом геометрии, нагрузок и свойств материала.

Расчет огнестойкости ЛСТК-балки

Первым объектом исследования стала балка из двух С-образных профилей ЛСТК, работающая на изгиб, для которой были заданы конкретные характеристики стали, пролета и нагрузки. По результатам упрощенной расчетной оценки предел огнестойкости составил 7 минут, и этого оказалось недостаточно, чтобы подтвердить соответствие требованию R15 даже с учетом нормативных допущений, на которые ссылался спикер в докладе.

Отдельно Приступюк обратил внимание на распространенное представление о том, что расчет огнестойкости можно условно сводить к температуре 500 градусов Цельсия, подчеркнув, что для легких стеллажных конструкций такой подход не отражает реального поведения системы. В качестве следующего этапа команда обратилась к результатам огневых испытаний этой же балки, найденным в открытых источниках, и именно они показали наступление предельного состояния на 15-й минуте.

Валидация численной модели по огневым испытаниям

Полученные экспериментальные данные были использованы для валидации численной модели, поскольку, как подчеркнул докладчик, моделировать допустимо только те процессы, для которых подтверждена адекватность расчетной схемы и исходных характеристик материала. В ходе работы исследователи построили теплотехническую и прочностную модель, задали зависимости теплопроводности, теплоемкости, температурного расширения и деформирования, а также выполнили дискретизацию конструкции на конечные элементы с контролем качества расчетной сетки.

По словам Приступюка, верификационный расчет достаточно точно воспроизвел результаты огневых испытаний, включая характер нарастания прогиба и достижение предельного состояния по скорости деформаций на 15-й минуте. Это, по сути, стало основанием считать выбранные теплотехнические и прочностные параметры пригодными для дальнейшего моделирования уже не отдельной балки, а стеллажной системы.

Огнестойкость стеллажных систем и соответствие R15

После верификации исследователи перешли к расчету стеллажа как совокупности элементов, поскольку нормативный подход требует рассматривать такую систему не изолированно по одному узлу, а в ее конструктивной взаимосвязи. Для этой модели был получен результат 13 минут, который, по словам докладчика, позволяет в рамках предусмотренных нормативом допущений принимать стеллажную систему как соответствующую R15.

Масштабный фактор в пожарной безопасности складов

При этом доклад не ограничился демонстрацией расчетного сценария: отдельно была поставлена задача оценить, насколько результаты для небольшого фрагмента стеллажа переносятся на более крупный объект. Именно здесь, как подчеркнул спикер, проявился масштабный фактор, поскольку на более крупномасштабной модели пределы огнестойкости оказались ниже, чем на локальном расчетном участке.

Читайте также: Роботы и дроны меняют пожарную безопасность.