Исследование огнестойкости балок из новых сталей

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время во всех развитых странах придается большое значение исследованиям огнестойкости строительных конструкций, разработке новых материалов, обладающих повышенной огнестойкостью, а также разработке новых методов и материалов для защиты конструкций от пожара. Такой интерес к данному вопросу вызван постоянным увеличением количества пожаров в зданиях промышленного и гражданского назначения за последние годы. Рост этажности строительства также требует увеличения надежности конструкций при пожаре.
Элементы стальных конструкций, оказавшиеся в зоне высоких температур, достаточно сильно нагреваются при этом, как в следствие повышения их температуры, так и в связи с изменениями в структуре стали, происходит снижение прочностных характеристик ниже уровня, при котором несущая способность на проектные нагрузки может быть гарантирована.
Строительные нормы России, ряда европейских стран, США и Японии предписывают защиту стальных конструкций с помощью огнестойких покрытий. Эти требования предъявляются к зданиям жилого и административного назначения, а также к ряду инженерных сооружений, расположенных в густонаселенных районах. Однако, применение защитных окрасок, обмазок и др. сопровождается ухудшением санитарногигиенического состояния рабочих мест, дополнительными трудовыми и материальными затратами, иногда значительным увеличением собственного веса конструкций, а также существенно увеличивает стоимость работ. Например, стоимость окраски 1 т стальных конструкций составляет в настоящее время 0 руб. при стоимости 1 т стальных конструкций 0 руб.
Ослабить, а в ряде случаев исключить указанные негативные обстоятельства позволяет применение сталей с нормированными на достаточно высоком уровне
прочностными характеристиками при кратковременном нагреве при пожаре в интервале температур 00С, т.е. сталей с высокой огнестойкостью.
Стали с достаточно высокой прочностью при длительном воздействии повышенных температур в основном теплостойкие стали, были разработаны для таких областей применения, как мкости, работающие под высоким давлением в агрессивных средах при высоких температурах, бойлерные трубы и т.п. Эти стали используются для длительной службы при повышенных температурах и отличаются от огнестойких сталей, которые должны противостоять пожару в течение относительно короткого времени.
Основной областью применения огнестойких сталей в зарубежных странах является промышленное и высотное гражданское строительство, особенно для районов с повышенной сейсмической активностью, где вероятность возникновения пожаров особенно высока, а применение огнезащитных окрасок существенно ухудшает экологическую обстановку. Использование для изготовления металлоконструкций указанных сооружений сталей, устойчивых к кратковременному воздействию высоких температур, позволяет существенно снизить расходы на строительство и повысить эксплуатационную надежность конструкций.
Специфика требований, предъявляемых к огнестойким сталям, заключается в том, что указанные материалы должны обеспечить работоспособность металлоконструкций как при обычных условиях в том числе и при отрицательных температурах, так и в условиях кратковременного разогрева металлоконструкций при возникновении пожара. В связи с этим, огнестойкие стали должны в том числе обладать полным комплексом механических и технологических свойств, необходимым строительным сталям и включающим нормированные прочностные, пластические характеристики, определяемые при нормальной температуреС, ударную вязкость, определяемую при отрицательных температурах, иметь достаточную технологическую пластичность, гарантированную свариваемость.
Решение проблемы внедрения огнестойких сталей в промышленное и гражданское строительство вызвало необходимость проведения широких исследований, связанных с разработкой и изучением свойств этих новых сталей, с изучением поведения данных сталей в строительных конструкциях при нагреве, определением фактического увеличения огнестойкости конструкций, изготовленных с из новых сталей, с разработкой и практическим использованием методов испытаний новых материалов, а также оценки огнестойкости и методов соответствующего расчета.
Актуальность