RU2698572C1 - Method for assessing fire resistance of a wooden bent element - Google Patents
Method for assessing fire resistance of a wooden bent element Download PDFInfo
- Publication number
- RU2698572C1 RU2698572C1 RU2018141518A RU2018141518A RU2698572C1 RU 2698572 C1 RU2698572 C1 RU 2698572C1 RU 2018141518 A RU2018141518 A RU 2018141518A RU 2018141518 A RU2018141518 A RU 2018141518A RU 2698572 C1 RU2698572 C1 RU 2698572C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bent
- wood
- fire
- bent element
- resistance
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/50—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating flash-point; by investigating explosibility
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/46—Wood
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Building Environments (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области пожарной безопасности зданий. В частности, оно может быть использовано для классификации деревянных конструкций зданий по показателю сопротивления их воздействию пожара. Это дает возможность обоснованного использования существующих или проектируемых изгибаемых конструкций с временным показателем пожароустойчивости в зданиях различных классов функциональной пожароопасности по назначению.The invention relates to the field of fire safety of buildings. In particular, it can be used to classify wooden structures of buildings according to their resistance to fire. This makes it possible to justify the use of existing or planned flexible structures with a temporary fire resistance indicator in buildings of various classes of functional fire hazard as intended.
Известен способ оценки пожароустойчивости деревянного изгибаемого элемента по результатам обобщения экспериментальных огневых испытаний. Этот способ включает определение положения изгибаемого элемента в здании и оценку предела пожароустойчивости некоторых видов балок в зависимости от размеров поперечного сечения и нанесенного слоя штукатурки /Пособие по определению пределов огнестойкости конструкций, пределов распространения огня по конструкциям и группы возгораемости материалов/ ЦНИИСК им. Кучеренко. - М: Стройиздат, 1985. - С. 28-31 (Несущие деревянные конструкции) / [1].A known method for evaluating the fire resistance of a wooden bent element according to the results of a generalization of experimental fire tests. This method includes determining the position of the bent element in the building and assessing the fire resistance of some types of beams depending on the size of the cross section and the applied layer of plaster / Guide to determining the fire resistance of structures, the fire propagation limits of structures and the combustibility of materials / TsNIISK them. Kucherenko. - M: Stroyizdat, 1985. - S. 28-31 (Bearing wooden structures) / [1].
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе не указано место разрушения изгибаемого элемента (опасные сечения) в условиях пожара, не учтены вид напряженного состояния, уровень нагружения и их влияние на величину временного показателя пожароустойчивости изгибаемых элементов.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known method include the fact that the known method does not indicate the place of destruction of the bent element (hazardous sections) in a fire, does not take into account the type of stress state, level of loading and their effect on the value of the time indicator fire resistance of bent elements.
Кроме этого в алгоритм расчета показателя пожароустойчивости деревянной конструкции заложена весьма приближенная величина средней скорости обгорания элементов деревянных конструкций, которая не учитывает показатели качества древесины (см. п. 2.37 [1]).In addition, the algorithm for calculating the fire resistance index of a wooden structure includes a very approximate value of the average burning rate of elements of wooden structures, which does not take into account the quality indicators of wood (see paragraph 2.37 [1]).
Известен способ оценки пожароустойчивости деревянного изгибаемого элемента путем усовершенствованного расчета его фактической огнестойкости методом последовательных приближений.A known method for evaluating the fire resistance of a wooden bendable element by an improved calculation of its actual fire resistance by the method of successive approximations.
При известном способе оценки огнестойкости изгибаемого элемента его нагрев производят по режиму стандартного огневого испытания, упругие и теплофизические характеристики древесины во всех точках не обугленной части сечения принимают одинаковыми. Предел огнестойкости изгибаемого элемента из условия потери несущей способности при пожаре определяют, как сумму времени воспламенения древесины и времени обугливания поперечного сечения до наступления предельного состояния элемента. Изменение геометрических характеристик обгорающих сечений изгибаемых элементов учитывают поправочными коэффициентами в зависимости от отношения глубины обугливания древесины и ширины сечения деревянного элемента. Скорость обугливания древесины принимают постоянной, равной от 0,6 до 1 мм/мин. Время от начала огневого воздействия до воспламенения деревянного элемента принято в зависимости от способов огнезащиты древесины. /Мосалков И.Л., Плюсина Г.Ф., Фролов А.Ю. Огнестойкость строительных конструкций. - М.: Спецтехника, 2001. - С. 201-236 (Расчет предела огнестойкости элементов деревянных конструкций)/ [2].With the known method for evaluating the fire resistance of a bent element, it is heated according to the standard fire test mode, the elastic and thermophysical characteristics of wood at all points of the non-carbonized part of the cross section are assumed to be the same. The fire resistance limit of a bent element from the condition of loss of bearing capacity in case of fire is determined as the sum of the ignition time of the wood and the time of carbonization of the cross section until the limiting state of the element. Changes in the geometric characteristics of burning sections of bent elements are taken into account by correction factors depending on the ratio of the depth of carbonization of wood and the width of the cross section of the wooden element. The rate of carbonization of wood is assumed to be constant, equal to from 0.6 to 1 mm / min. The time from the beginning of the fire exposure to the ignition of the wooden element is taken depending on the methods of fire protection of wood. / Mosalkov I.L., Plyusina G.F., Frolov A.Yu. Fire resistance of building structures. - M.: Special equipment, 2001. - S. 201-236 (Calculation of the fire resistance limit of elements of wooden structures) / [2].
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, является то, что в известном способе оценки пожароустойчивости деревянного изгибаемого элемента используют весьма громоздкий алгоритм расчета геометрических характеристик их поперечных сечений. Скорость обугливания изгибаемого элемента принимают приближенно, без учета влияния на величину показателей качеств древесины, т.е. ее прочности, плотности и влажности.For reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known method, the known method for evaluating the fire resistance of a wooden bent element uses a very cumbersome algorithm for calculating the geometric characteristics of their cross sections. The rate of carbonization of a bent element is taken approximately, without taking into account the influence on the value of wood quality indicators, i.e. its strength, density and moisture.
Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ оценки пожароустойчивости деревянного элемента без его разрушения, включающего проведение технического осмотра, выявление условий опирания элементов, их крепления и величины внешней нагрузки, измерение геометрических характеристик деревянного элемента, определение породы и сорта древесины, проведение испытания с применением существующих приборов, включающего поверку единичных показателей качества элемента деревянной конструкции: геометрические размеры сечения элемента, плотность и влажность древесины, нормативное сопротивление древесины по прочности, интегральный показатель обгорания сечения элемента, предельную глубину обугливания древесины, время воспламенения древесины испытываемой конструкции /Патент №2 275 622 RU, МПК G01N 25/00 Способ определения пожарной устойчивости сжатых элементов деревянных конструкций здания / Ильин Н.А., Комов Е.М., Ильина В.Н. и др., заяв., СГАСУ: 06.09.04, опубл. 27.04.06. Бюл. №12 [3] - принят за прототип.The closest method of the same purpose to the claimed invention according to the totality of features is a method for evaluating the fire resistance of a wooden element without destroying it, including conducting a technical inspection, identifying the conditions of support of the elements, their fastening and the magnitude of the external load, measuring the geometric characteristics of the wooden element, determining the species and type of wood testing using existing instruments, including verification of individual quality indicators of an element of wood design: geometric dimensions of the cross-section of the element, density and moisture content of wood, the standard resistance of wood to strength, the integral index of burning of the cross-section of the element, the maximum depth of carbonization of wood, the ignition time of the wood of the tested structure / Patent No. 2 275 622 RU, IPC G01N 25/00 Method for determining fire stability of compressed elements of wooden structures of a building / Ilyin N.A., Komov E.M., Ilyina V.N. et al., application., SSASU: 09/06/04, publ. 04/27/06. Bull. No. 12 [3] - adopted as a prototype.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в известном способе испытания проводят не на изгибаемом, а на сжатом элементе деревянной конструкции, на который воздействуют только постоянные и длительные нагрузки в их расчетных значениях с коэффициентом надежности равным единице, то есть проектные нормативные нагрузки.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known method adopted for the prototype include the fact that in the known method, the tests are carried out not on a bent, but on a compressed element of a wooden structure, which is affected only by constant and continuous loads in their calculated values with a safety factor of unity, that is, design regulatory loads.
Результаты испытания приведены в виде громоздкой номограммы, которая не учитывают разнообразие закрепления концов конструкций, их фактических размеров и схемы обогрева опасного сечения испытуемой конструкции в условиях пожара. Экономические затраты на проведение испытаний возрастают за счет большой работы для определения временного показателя пожароустойчивости элемента деревянной конструкции.The test results are presented in the form of a bulky nomogram that does not take into account the variety of fastening of the ends of the structures, their actual dimensions and the heating circuit of the dangerous section of the test structure in a fire. The economic costs of testing increase due to a lot of work to determine the temporary indicator of fire resistance of an element of a wooden structure.
Сущность изобретения состоит в усовершенствовании способа определения показателей пожарной безопасности здания вследствие более достоверного выявления величины временного показателя пожароустойчивости деревянного изгибаемого элемента; в снижении экономических затрат при испытании деревянных конструкций на пожароустойчивость.The essence of the invention consists in improving the method for determining fire safety indicators of a building due to a more reliable identification of the value of the temporary fire resistance indicator of a wooden bent element; in reducing economic costs when testing wooden structures for fire resistance.
Технический результат - снижение трудоемкости при оценке пожароустойчивости деревянного изгибаемого элемента; расширение технологических возможностей оценки фактической пожароустойчивости различно нагруженных деревянных изгибаемых элементов любых размеров и возможность сопоставления полученных результатов с испытаниями аналогичных деревянных изгибаемых элементов; испытание деревянного изгибаемого элемента на пожароустойчивость без нарушения функционального процесса в здании; снижение экономических затрат на испытание; сохранение эксплуатационной пригодности здания при обследовании и испытании изгибаемого элемента; упрощение условий и сокращение сроков испытания изгибаемого элемента на пожароустойчивость; повышение точности и оперативности испытания.EFFECT: reduced labor intensity when assessing fire resistance of a wooden bent element; expanding the technological capabilities of assessing the actual fire resistance of variously loaded wooden bending elements of any size and the possibility of comparing the results with tests of similar wooden bending elements; fire resistance test of wooden bendable element without disturbing the functional process in the building; reduction in economic costs of testing; maintaining the serviceability of the building during the examination and testing of the bent element; simplification of conditions and reduction of the test time of a bent element for fire resistance; improving the accuracy and efficiency of the test.
Указанный технический результат при использовании изобретения достигается тем, что в известном способе оценки пожароустойчивости деревянного элемента конструкции здания, включающем проведение технического осмотра, выявление условий опирания элемента, его крепления и величины внешней нагрузки, измерение геометрических характеристик элемента, определение породы и сорта древесины, проведение испытания элемента не нарушающего его эксплуатационной пригодности, с применением существующих приборов, поверку единичных показателей качества элемента: геометрические размеры сечения элемента, плотность и влажность древесины, нормативное сопротивление древесины по прочности, интегральный показатель обгорания сечения элемента, предельную глубину обгорания древесины, время воспламенения древесины испытываемого элемента, особенностью является то, что проводят оценку пожароустойчивости деревянного изгибаемого элемента, а при техническом осмотре дополнительно устанавливают: показатель положения обогреваемой грани изгибаемого элемента в пространстве здания, протяженность расчетного пролета изгибаемого элемента, фактические размеры ширины и высоты сечения изгибаемого элемента, величину погонной испытательной нагрузки, величину условного сопротивления древесины на изгиб, предельную глубину обгорания сечения изгибаемого элемента и предел его огнестойкости; затем определяют величину временного показателя пожароустойчивости изгибаемого элемента (Dиз мин), используя аналитическое уравнение (1):The specified technical result when using the invention is achieved by the fact that in the known method of evaluating the fire resistance of a wooden building structure element, which includes conducting a technical inspection, identifying the conditions for supporting the element, its fastening and the magnitude of the external load, measuring the geometric characteristics of the element, determining the species and type of wood, conducting the test an element that does not violate its operational suitability, using existing instruments, checking individual quality indicators element: geometric dimensions of the section of the element, density and moisture of wood, standard resistance of wood to strength, integral index of burning of the section of the element, the maximum depth of burning of wood, the ignition time of the wood of the tested element, a feature is that fire resistance of a wooden bent element is assessed, and when technical inspection additionally establish: an indicator of the position of the heated face of the bent element in the space of the building, the length the calculated span of the bent element, the actual dimensions of the width and height of the cross section of the bent element, the value of the running test load, the value of the conditional resistance of the wood to bending, the maximum burning depth of the cross section of the bent element and its fire resistance; then determining the amount of time flammability index bending element (D out min) using an analytical equation (1):
где В и Н - ширина и высота сечения изгибаемого элемента, см; g0 - погонная испытательная нагрузка на изгибаемый элемент, кН/пог.м; L0 - расчетный пролет изгибаемого элемента, см; Rус - условное сопротивление древесины на изгиб, МПа; С - интегральный показатель обгорания сечения изгибаемого элемента; ψ0 - показатель положения обогреваемой грани изгибаемого элемента в пространстве здания - (1÷1,33); ρ - плотность сухой древесины, г/см3; τив - время воспламенения древесины изгибаемого элемента, мин.; е=2,72 - основание натурального логарифма.where B and H are the width and height of the cross section of the bent element, cm; g 0 - linear test load on the bent element, kN / linear m; L 0 - calculated span of the bent element, cm; R us - conditional resistance of wood to bending, MPa; C is an integral index of burning section of a bent element; ψ 0 - indicator of the position of the heated face of the bent element in the space of the building - (1 ÷ 1.33); ρ is the density of dry wood, g / cm 3 ; τ willow is the ignition time of the wood of the bent element, min .; e = 2.72 - the base of the natural logarithm.
Погонную испытательную нагрузку на изгибаемый элемент (g0, KH/пог.м.) определяют по уравнению (2):The linear test load on the bending element (g 0 , K H / linear m.) Is determined by equation (2):
где ρсв и ρдл.н - соответственно нормативная нагрузка от собственного веса конструкций и временная длительная нагрузка на перекрытие, кН/пог.м.where ρ sv and ρ dl - respectively the standard load from the dead weight of the structures and the temporary long-term load on the floor, kN / linear m.
Условное сопротивление древесины на изгиб при оценке временного показателя пожароустойчивости изгибаемого элемента (Rус, МПа) определяют по уравнению (3):The conditional resistance of wood to bending when assessing the temporary fire resistance of a bent element (R us , MPa) is determined by equation (3):
где γн - коэффициент надежности конструкции здания соответствующего уровня ответственности: повышенный - γн=1,1; нормальный - γн=1,0; пониженный - γн=0,8; 
Предельную глубину обгорания сечения изгибаемого элемента Scτ, см, вычисляют, используя аналитическое уравнение (4):The maximum burning depth of the cross section of the bent element S cτ , cm, is calculated using the analytical equation (4):
где В и Н - ширина и высота сечения изгибаемого элемента, см; g0 - погонная испытательная нагрузка на изгибаемый элемент, кН/пог.м; L0 - расчетный пролет изгибаемого элемента, см; Ryc - условное сопротивление древесины на изгиб, МПа.where B and H are the width and height of the cross section of the bent element, cm; g 0 - linear test load on the bent element, kN / linear m; L 0 - calculated span of the bent element, cm; R yc is the conditional resistance of wood to bending, MPa.
Интегральный показатель обгорания сечения изгибаемого элемента (С) вычисляют, используя аналитическое уравнение (5):The integral index of burning section of the bent element (C) is calculated using the analytical equation (5):
где Ryc - условное сопротивление древесины на изгиб, МПа; ω - влажность древесины, %; Scτ - предельная глубина обгорания сечения изгибаемого элемента, см; В - ширина сечения изгибаемого элемента, см.where R yc is the conditional resistance of wood to bending, MPa; ω is the moisture content of wood,%; S cτ is the limiting burning depth of the cross section of the bent element, cm; In - the width of the cross section of the bent element, see
Расчетный пролет изгибаемого элемента (L0, м) определяют по уравнению (6)The calculated span of the bent element (L 0 , m) is determined by equation (6)
где L - длина изгибаемого элемента, м; 
Предел огнестойкости изгибаемого элемента без огнезащиты (Fτ, мин) принимают равным длительности испытания от начала огневого воздействия до времени начала воспламенения древесины изгибаемого элемента, (τив, мин), то есть:The fire resistance of the bent element without fire protection (F τ , min) is taken equal to the duration of the test from the beginning of the fire exposure to the time of ignition of the wood of the bent element, (τ willow , min), that is:
Fτ=τив F τ = τ willows
где τив - время начала воспламенения древесины элемента, мин.where τ willow is the ignition start time of the element wood, min.
Предел огнестойкости изгибаемого элемента (Fτ, мин) с конструктивной огнезащитой, при условии τив≥15 мин, - принимают не менее Fτ≥15 мин. и относят к мало пожароопасному классу - К2.Fire resistance bendable element (F τ, min) from the structural fire protection, provided τ ive ≥15 min, - taking at least F τ ≥15 min. and belong to a slightly fire hazard class - K2.
Предел огнестойкости изгибаемого элемента с химической огнезащитой, пропитанного антипиреном, (Fτ, мин) принимают равным нулю, т.е. Fτ=0 и относят к умеренно пожароопасному классу - К2.The fire resistance of a bent element with chemical fire protection impregnated with a flame retardant (F τ , min) is taken to be zero, i.e. F τ = 0 and belong to a moderately fire hazard class - K2.
Изгибаемый элемент без огнезащиты относят к пожароопасному классу - К3.A flexible element without fire protection is classified as a fire hazard class - K3.
Особенностью предложенного способа является то, что за единичные показатели качества изгибаемого элемента, которые влияют на временной показатель пожароустойчивости, принимают геометрические размеры изгибаемого элемента; плотность и влажность древесины в естественном состоянии, нормативное сопротивление древесины на изгиб, предельную глубину обгорания сечения сжатого элемента.A feature of the proposed method is that for the individual quality indicators of the bent element, which affect the temporary fire resistance, take the geometric dimensions of the bent element; the density and moisture of the wood in its natural state, the normative resistance of wood to bending, the maximum depth of burning of the cross section of the compressed element.
Причинно-следственная связь между совокупностью признаков и техническим результатом заключена в следующем.The causal relationship between the totality of features and the technical result is as follows.
Исключение огневого испытания изгибаемого элемента здания и замена его на неразрушающие испытания снижает трудоемкость оценки временного показателя его пожароустойчивости, расширяет технологические возможности выявления временного показателя пожароустойчивости различно нагруженных изгибаемых элементов любых размеров, дает возможность проведения испытания изгибаемых элементов на пожароустойчивость без его разрушения и без нарушения функционального процесса обследуемого здания, а также возможность сопоставления полученных результатов со стандартными испытаниями аналогичных изгибаемых элементов деревянных конструкций и сохранения эксплуатационной пригодности обследуемого здания без нарушения несущей способности его изгибаемых элементов в процессе испытания. Следовательно, условия неразрушающего испытания изгибаемых элементов на пожароустойчивость значительно упрощены. Снижение экономических затрат на проведение испытания предусматривают за счет уменьшения расходов на демонтаж, транспортирование и огневые испытания изгибаемых элементов.The exclusion of the fire test of a bending building element and its replacement with non-destructive tests reduces the complexity of assessing the temporary fire resistance indicator, expands the technological capabilities of identifying a temporary fire resistance indicator for variously loaded bending elements of any size, makes it possible to test bending elements for fire resistance without destroying it and without disturbing the functional process the building being examined, as well as the possibility of comparing the received results Ultatov with standard tests of similar bending elements of wooden structures and maintaining the serviceability of the building under examination without disturbing the bearing capacity of its bending elements during the test. Therefore, the conditions for non-destructive testing of flexible elements for fire resistance are greatly simplified. Reducing the economic costs of testing include reducing the cost of dismantling, transportation and fire testing of bent elements.
Применение математического описания процесса сопротивления изгибаемого элемента стандартному тепловому воздействию и использование построенного аналитического уравнения повышает точность и оперативность оценки его пожароустойчивости. Применение аналитического уравнения удобно вследствие ее простоты, наглядности, возможности составления программ расчета пожароустойчивости изгибаемого элемента на ЭВМ.The use of a mathematical description of the process of resistance of a bent element to standard thermal effects and the use of the constructed analytical equation increases the accuracy and efficiency of evaluating its fire resistance. The use of the analytical equation is convenient because of its simplicity, visibility, the possibility of compiling programs for calculating the fire resistance of a bent element on a computer.
Оценка пожароустойчивости изгибаемого элемента только по одному показателю качества, например, по толщине слоя огнезащитного покрытия, приводит, как правило, к недооценке его показателя пожароустойчивости, поскольку влияние на него вариаций единичных показателей качества изгибаемого элемента имеют различные знаки, и снижение показателя пожароустойчивости за счет одного показателя может быть компенсировано другими. Вследствие этого в предложенном способе оценку пожароустойчивости изгибаемого элемента проводят не по одному показателю, а по комплексу единичных показателей качества. Это позволяет более точно учесть реальный ресурс пожароустойчивости изгибаемого элемента.An assessment of the fire resistance of a bent element by only one quality indicator, for example, by the thickness of the layer of fire-retardant coating, leads, as a rule, to underestimation of its fire resistance index, since the influence on it of variations of individual quality indicators of the bent element have different signs, and a decrease in the fire resistance due to one indicator can be offset by others. As a result, in the proposed method, the fire resistance of a bent element is evaluated not by one indicator, but by a set of individual quality indicators. This allows you to more accurately take into account the real fire resistance resource of the bent element.
В предложенном техническом решении учтен комплекс единичных показателей качества изгибаемого элемента, влияющих на его пожароустойчивость, определяемых без нарушения его эксплуатационной пригодности.The proposed technical solution takes into account a set of individual quality indicators of the bent element, affecting its fire resistance, determined without violating its operational suitability.
На фиг. 1 изображена расчетная схема деревянного изгибаемого элемента: 1 - продольный разрез изгибаемого элемента; 2 - опорная часть изгибаемого элемента; 3 - эпюра изгибаемого момента: L0 - расчетный пролет изгибаемого элемента, м; L0n - длина опорной части конструкции, м; g0 - погонная испытательная нагрузка, кН/пог.м.; tст - температура стандартного испытания, °С.In FIG. 1 shows a design diagram of a wooden bent element: 1 - a longitudinal section of a bent element; 2 - the supporting part of the bent element; 3 - plot of bending moment: L 0 - design span of the bending element, m; L 0n is the length of the supporting part of the structure, m; g 0 - linear test load, kN / linear m .; t article - temperature standard test, ° C.
На фиг. 2 изображен поперечный разрез изгибаемого элемента; сечение А-А, обогрев сечения четырехсторонний: В и Н - ширина и высота сечения изгибаемого элемента, см; Scτ - критическая глубина обгорания сечения изгибаемого элемента, см.In FIG. 2 is a cross-sectional view of a bendable member; section A-A, four-sided section heating: B and H - width and height of the section of the bent element, cm; S cτ is the critical burning depth of the cross section of the bent element, see
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением указанного выше технического результата.Information confirming the possibility of carrying out the invention with obtaining the above technical result.
Последовательность действий способа оценки временного показателя пожароустойчивости изгибаемого элемента деревянной конструкции зданий состоит в следующем. Сначала проводят технический осмотр здания. Затем определяют группу однотипных изгибаемых элементов и их общее число в ней. Вычисляют величину выборки однотипных сжатых элементов. Назначают комплекс единичных показателей качества изгибаемого элемента, влияющих на показатель пожароустойчивости. Выявляют условия опирания, закрепления концов и опасное сечение изгибаемого элемента. Вычисляют число испытаний единичного показателя качества изгибаемого элемента в зависимости от его статистической изменчивости. Затем оценивают единичные показатели качества изгибаемого элемента и его физические параметры, и, наконец, по ним находят временной показатель пожароустойчивости испытуемого изгибаемого элемента.The sequence of steps of the method for assessing the temporary fire resistance of a bent element of a wooden structure of buildings is as follows. First, a technical inspection of the building is carried out. Then determine the group of the same type of flexible elements and their total number in it. The sample size of the same compressed elements is calculated. Assign a set of individual quality indicators of the bent element, affecting the fire resistance. The conditions of abutment, fastening of the ends and a dangerous section of the bent element are revealed. The number of tests of a single quality indicator of a bent element is calculated depending on its statistical variability. Then, single quality indicators of the bent element and its physical parameters are evaluated, and finally, a temporary fire resistance indicator of the tested bent element is found from them.
Под техническим осмотром понимают проверку состояния изгибаемого элемента, включающей выявление условий опирания изгибаемого элемента, определение породы и сорта древесины. В процессе осмотра определяют группы однотипных изгибаемых элементов. Под группой изгибаемых элементов в здании понимают однотипные элементы, изготовленные и возведенные в сходных технологических условиях и находящихся в подобных условиях эксплуатации.A technical inspection is understood as checking the condition of a bent element, including identifying the conditions of support of the bending element, determining the species and type of wood. During the inspection, groups of the same type of bent elements are determined. A group of bending elements in a building is understood to mean the same type of elements manufactured and built under similar technological conditions and under similar operating conditions.
Схему обогрева сечения изгибаемого элемента в условиях пожара определяют в зависимости от фактического расположения изгибаемого элемента в здании, укладки смежных конструкций, уменьшающих число сторон обогрева, устройства конструктивной огнезащиты.The heating pattern of the cross section of the bent element in a fire is determined depending on the actual location of the bent element in the building, the laying of adjacent structures that reduce the number of sides of the heating, the device of structural fire protection.
К основным единичным показателям качества изгибаемого элемента, обеспечивающим пожароустойчивость, относятся: геометрические размеры элемента, плотность и влажность древесины в естественном состоянии, нормативное сопротивление древесины на изгиб и критическая глубина обгорания сечения изгибаемого элемента.The main single quality indicators of the bent element, providing fire resistance, include: the geometric dimensions of the element, the density and humidity of the wood in its natural state, the standard resistance to bending of wood and the critical burning depth of the cross section of the bent element.
Проверку единичных показателей качества изгибаемого элемента, включенных в выборку или проверяемых поштучно, производят без его разрушения с применением существующих приборов.Verification of single quality indicators of the bent element included in the sample or checked individually, is carried out without its destruction using existing devices.
Используя полученные показатели качества изгибаемого элемента, по приведенному аналитическому уравнению (1), выявляют величину временного показателя пожароустойчивости изгибаемого элемента деревянной конструкции - Dиз, мин.Using the obtained quality indicators of the bent element, according to the analytical equation (1), the value of the temporary fire resistance indicator of the bent element of the wooden structure is revealed - D from , min.
Пример. Дано: Расчетный пролет изгибаемого элемента (балки перекрытия) L0=5 м; шаг балок 1 м. Нормативная нагрузка от собственного веса перекрытия на 1 пог.м. балки 
Древесина балки - сосна первого сорта плотность ρ=0,5 г/см3; влажность ω=9%, пропитанная антипиреном (τив=4мин); нормативное сопротивление древесины при изгибе Ru н=30 МПа; обогрев сечения балки четырехсторонний, размеры сечения балки В×Н=15×20 см; для конструкции здания нормального уровня ответственности (γн=1,0);Beam wood - pine of the first grade density ρ = 0.5 g / cm 3 ; humidity ω = 9%, impregnated with a flame retardant (τ iv = 4min); standard wood resistance in bending R u n = 30 MPa; four-sided beam section heating, beam section dimensions В × Н = 15 × 20 cm; for the construction of a building of a normal level of responsibility (γ n = 1,0);
Решение:Decision:
1) Погонную испытательную нагрузку на изгибаемый элемент (g0, кН/пог.м.) вычисляют по уравнению (2):1) The linear test load on the bent element (g 0 , kN / linear m.) Is calculated according to equation (2):
где 
2) Условное сопротивление древесины на изгиб (Rус, МПа) вычисляют по уравнению (3):2) The conditional resistance of wood to bending (R us , MPa) is calculated according to equation (3):
где 
γн - коэффициент надежности здания по уровню ответственности его;γ n - building reliability coefficient according to its level of responsibility;
3) Критическую глубину обгорания сечения изгибаемого элемента вычисляют по уравнению (4):3) The critical burning depth of the cross section of the bent element is calculated according to equation (4):
где В и Н - ширина и высота сечения изгибаемого элемента, см;where B and H are the width and height of the cross section of the bent element, cm;
g0 - погонная испытательная нагрузка на изгибаемый элемент, кН/пог.м;g 0 - linear test load on the bent element, kN / linear m;
L0 - расчетный пролет изгибаемого элемента, см; Ryc - условное сопротивление древесины на изгиб, МПа.L 0 - calculated span of the bent element, cm; R yc is the conditional resistance of wood to bending, MPa.
4) Интегральный показатель обгорания сечения изгибаемого элемента (С) вычисляют, используя уравнение (6):4) The integral index of burning section of the bent element (C) is calculated using equation (6):
где Rус - условное сопротивление древесины на изгиб, МПа; ω - влажность древесины, %; Scτ - критическая глубина обгорания сечения изгибаемого элемента, см; В - ширина сечения изгибаемого элемента, см.where R us - the conditional resistance of wood to bending, MPa; ω is the moisture content of wood,%; S cτ is the critical burning depth of the cross section of the bent element, cm; In - the width of the cross section of the bent element, see
5) Временной показатель пожароустойчивости деревянного изгибаемого элемента (Dиз, мин) вычисляют, используя уравнение (1):5) The temporary fire resistance indicator of a wooden bending element (D from , min) is calculated using equation (1):
где B и H - ширина и высота сечения изгибаемого элемента, см;where B and H are the width and height of the cross section of the bent element, cm;
g0 - погонная испытательная нагрузка на изгибаемый элемент, кН/пог.м;g 0 - linear test load on the bent element, kN / linear m;
L0 - расчетный пролет изгибаемого элемента, см; Rус - условное сопротивление древесины на изгиб, МПа; С - интегральный показатель обгорания сечения изгибаемого элемента; ψ0 - показатель положения обогреваемой грани изгибаемого элемента в пространстве здания (1÷1,33); ρ - плотность сухой древесины, г/см3; τив - время воспламенения древесины изгибаемого элемента, мин.; е=2,72 - основание натурального логарифма.L 0 - calculated span of the bent element, cm; R us - conditional resistance of wood to bending, MPa; C is an integral index of burning section of a bent element; ψ 0 - an indicator of the position of the heated face of the bent element in the space of the building (1 ÷ 1.33); ρ is the density of dry wood, g / cm 3 ; τ willow is the ignition time of the wood of the bent element, min .; e = 2.72 - the base of the natural logarithm.
Предложенный способ применен при натурном осмотре строительных конструкций складского блока площадью 1160 м в г. Самаре.The proposed method was applied during field inspection of building structures of a storage block with an area of 1160 m in Samara.
Источники информацииInformation sources
1. Пособие по определению пределов огнестойкости конструкций, пределов распространения огня по конструкциям и группы возгораемости материалов / ЦНИИСК им. Кучеренко. - М.: Стройиздат, 1985. - С. 28-31 (Несущие деревянные конструкции).1. A guide to determining the limits of fire resistance of structures, limits of the spread of fire on structures and groups of flammability of materials / TSNIISK them. Kucherenko. - M .: Stroyizdat, 1985. - S. 28-31 (Bearing wooden structures).
2. Мосалков И.Л., Плюсина Г.Ф., Фролов А.Ю. Огнестойкость строительных конструкций. - М.: Спецтехника, 2001. - С. 201-236 (Расчет предела огнестойкости элементов деревянных конструкций).2. Mosalkov I.L., Plyusina G.F., Frolov A.Yu. Fire resistance of building structures. - M.: Special equipment, 2001. - S. 201-236 (Calculation of the fire resistance limit of elements of wooden structures).
3. Патент №2 275 622 RU, МПК G01N 25/00 Способ определения пожарной устойчивости сжатых элементов деревянных конструкций здания/ Ильин Н.А., Комов Е.М., Ильина В.Н. и др., заяв. СГАСУ: 06.09.04, опубл. 27.04.06. Бюл. №12.3. Patent No. 2 275 622 RU, IPC G01N 25/00 Method for determining the fire resistance of compressed elements of wooden building structures / Ilyin N.A., Komov E.M., Ilyina V.N. et al., application. SASAS: 09/06/04, publ. 04/27/06. Bull. No. 12.
Claims (24)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018141518A RU2698572C1 (en) | 2018-11-26 | 2018-11-26 | Method for assessing fire resistance of a wooden bent element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018141518A RU2698572C1 (en) | 2018-11-26 | 2018-11-26 | Method for assessing fire resistance of a wooden bent element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2698572C1 true RU2698572C1 (en) | 2019-08-28 |
Family
ID=67851657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018141518A RU2698572C1 (en) | 2018-11-26 | 2018-11-26 | Method for assessing fire resistance of a wooden bent element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2698572C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110705148A (en) * | 2019-09-18 | 2020-01-17 | 北京建筑大学 | Method and device for analyzing temperature field in wood member under standard fire temperature rise condition |
| CN116626091A (en) * | 2023-07-21 | 2023-08-22 | 江苏德励达新材料股份有限公司 | Polyurethane material heat-resistant detection device |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2712092A1 (en) * | 1993-11-04 | 1995-05-12 | Bernard Michel | Method for characterising the degree of inflammability and combustibility of vegetation, wood and cellulose fibres, and means for monitoring and warning of fire risks |
| RU2275622C1 (en) * | 2004-09-06 | 2006-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | Method for fire stability determination in compressed timber structure members |
| RU2282179C2 (en) * | 2004-09-06 | 2006-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | Method for timber building structure charring rate determination |
| RU2485488C2 (en) * | 2011-04-14 | 2013-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | Method of determining fire-resistance of wood covering of building |
| RU2529651C1 (en) * | 2013-04-18 | 2014-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | Method to detect mass speed of wood burning in building floor |
-
2018
- 2018-11-26 RU RU2018141518A patent/RU2698572C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2712092A1 (en) * | 1993-11-04 | 1995-05-12 | Bernard Michel | Method for characterising the degree of inflammability and combustibility of vegetation, wood and cellulose fibres, and means for monitoring and warning of fire risks |
| RU2275622C1 (en) * | 2004-09-06 | 2006-04-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | Method for fire stability determination in compressed timber structure members |
| RU2282179C2 (en) * | 2004-09-06 | 2006-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | Method for timber building structure charring rate determination |
| RU2485488C2 (en) * | 2011-04-14 | 2013-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | Method of determining fire-resistance of wood covering of building |
| RU2529651C1 (en) * | 2013-04-18 | 2014-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | Method to detect mass speed of wood burning in building floor |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГОСТ 30247.1-94, КОНСТРУКЦИИ СТРОИТЕЛЬНЫЕ. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ НА ОГНЕСТОЙКОСТЬ. НЕСУЩИЕ И ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ, с.7-8. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110705148A (en) * | 2019-09-18 | 2020-01-17 | 北京建筑大学 | Method and device for analyzing temperature field in wood member under standard fire temperature rise condition |
| CN110705148B (en) * | 2019-09-18 | 2023-05-26 | 北京建筑大学 | Analysis method and device for temperature field in wood member under standard fire heating condition |
| CN116626091A (en) * | 2023-07-21 | 2023-08-22 | 江苏德励达新材料股份有限公司 | Polyurethane material heat-resistant detection device |
| CN116626091B (en) * | 2023-07-21 | 2023-09-29 | 江苏德励达新材料股份有限公司 | Polyurethane material heat-resistant detection device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2615047C1 (en) | Evaluation method for fire-resistance of reinforced concrete column of building | |
| RU2615048C1 (en) | Evaluation method for fire-resistance of reinforced concrete girder structure of building | |
| RU2650704C1 (en) | Method for evaluating fire resistance of beam structure | |
| RU2698572C1 (en) | Method for assessing fire resistance of a wooden bent element | |
| RU2350933C1 (en) | Method for determination of fire resistance of concrete and reinforced concrete walls of building | |
| Nziengui et al. | Notched-beam creep of Douglas fir and white fir in outdoor conditions: Experimental study | |
| RU2604820C1 (en) | Method for assessing fire resistance of reinforced concrete truss of building | |
| RU2485488C2 (en) | Method of determining fire-resistance of wood covering of building | |
| RU2281482C2 (en) | Method to determine fire-resistance of compressed reinforced concrete building structure members | |
| Moshtaghin et al. | Experimental characterization of longitudinal mechanical properties of clear timber: Random spatial variability and size effects | |
| RU2322663C1 (en) | Method to determine fire-resistance of building metal beam | |
| RU2320982C1 (en) | Method to determine steel building beam fire resistance | |
| RU2161793C2 (en) | Method for determination of fire resistance of flexible reinforced-concrete building constructions | |
| RU2275622C1 (en) | Method for fire stability determination in compressed timber structure members | |
| RU2604478C1 (en) | Method for assessing fire resistance of steel frame of a building | |
| RU2695344C1 (en) | Method of determining fire resistance of pipe concrete column of building | |
| RU2529651C1 (en) | Method to detect mass speed of wood burning in building floor | |
| RU2698571C1 (en) | Method for evaluating fire resistance of a wooden compressed element | |
| RU2357245C2 (en) | Method of determining flame resistance of building brick piers | |
| RU2634569C1 (en) | Method for estimating fire resistance of steel beam with corrugated wall | |
| RU2564009C1 (en) | Method of determining fire resistance of stone pillars with steel becket | |
| RU2564010C1 (en) | Method of determination of fire resistance of brick columns with ferroconcrete holder | |
| RU2282179C2 (en) | Method for timber building structure charring rate determination | |
| RU2678780C1 (en) | Method for determining fire resistance of reinforced concrete column of round section | |
| RU2657328C1 (en) | Method of the building enclosing structure fire resistance estimation by the criterion of thermal insulating ability |