Файл: Расчет конструкций убежищ..pdf

Г Л А В А VI.

РАСЧЕТ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ НА ТЕПЛОВЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ МАССОВЫХ ПОЖАРОВ

1. РАСЧЕТНЫЕ ТЕПЛОВЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ

Воздействие пожаров на ограждающие конструкции убежищ связано с изменением температуры среды во времени в зависимости от вида пожара. Поскольку температурные режимы массовых пожаров в литературе мало освещены [3, 11, 45], в качестве исходной кривой для определения расчетных тепловых воздействий массовых пожаров целесо­ образно принять стандартную температурную кривую. В от­ личие от температурного режима, представленного этой кри­ вой, при любом одиночном пожаре распределение темпера­ тур более сложно. Если не принимаются меры по его туше­ нию или локализации, то различаются четыре периода: начальный — воспламенение, период полного горения, пе­ риод догорания и период остывания. В случае возникно­ вения пожаров в зданиях, подвергшихся воздействию удар­ ной волны ядерного взрыва или поврежденных после обычной авиационной бомбардировки, продолжительность

новной массы горючих материалов. Под воздействием высо­ ких температур строительные конструкции здания — меж­ дуэтажные перекрытия, опоры, перегородки— нагреваются, деформируются и обрушаются. На месте здания обра­ зуется прогретый завал, в котором догорают обуглившиеся остатки.

Третий период характеризуется догоранием твердых углеродистых остатков в груде раскаленных обломков строительных конструкций.

Четвертый период — остывание прогретого завала — характерен тем, что горение в толще завала практически от­ сутствует.

Кривые температурных режимов массовых пожаров первых трех видов (см. табл. 2) без учета продолжитель­

181

ности периода остывания прогретых завалов приведены на рис. 65. Кривые (1, 2, 3) рассчитаны при следующих предпосылках: 1) длительность начального периода пожара принята равной 15 мин\ 2) сгораемая нагрузка на 1 мг про­ екции этажа здания составляет 50 кг\ 3) характер изменения температур в течение первого и второго периодов пожара соответствует стандартной температурной кривой; 4) тем­ пература в конце третьего периода пожара снижается до

Специально проведенные исследования позволили уста­ новить, что температурный режим пожаров с учетом периода остывания прогретых завалов может быть представлен в ви­ де кривой, состоящей нз трех участков (рис. 66).

Первый из них ограничен по времени одним часом — с момента начала пожара до обрушения строительных кон­ струкций (в основном — междуэтажных перекрытий). Рас­ четы показывают, что в момент обрушения температура по­ верхности несгораемых конструкций может достигать 700— 800° С, в то время как средняя температура обломков не превышает 250° С.

В течение второго периода в результате перераспреде­ ления температур по толщине обломков происходит общее падение температуры в завале с 700 до 250° С. Длительность этого периода, определенная расчетным путем, не превыша­ ет 8 ч и зависит от толщины обломков и их теплофизичес­ ких характеристик.

182

Третий участок кривой — это собственно период осты­ вания завала. На его продолжительность оказывают суще­ ственное воздействие пустотность завала, его высота и тем­ пература обломков в начале этого периода. Однако решаю­ щее влияние на сокращение продолжительности третьего периода имеют конвективные токи воздуха, образующиеся в завалах в результате разности температур завала (до 250° С) и окружающей среды (меньше 50° С). Интенсивность конвективных токов в завале значительно увеличится, если под ним заранее создать незаваливаемые сквозные кана­ лы — продухи,

Рис. 66. Графики изменения темпе­ ратур

1 — в очаге пожара;

2 — обломков строи­ тельных конструкций после их обрушения; 3 — поверхности строительных конст­ рукций до наступле­ ния предела их огне­ стойкости

Изменение температуры нижней поверхности завала во времени с учетом влияния конвективных токов можно опре­ делить, пользуясь выражением

В отличие от прогретых завалов температурный режим завалов, образующихся в результате разрушения зданий и других наземных сооружений ударной волной ядерного взрыва, значительно более благоприятен для ограждений убежищ (рис. 65, кривая 4). В то же время продолжитель­ ность пожаров в завалах (IV вид) может в 2—3 раза пре­ вышать длительность других видов массовых пожаров. Горение в таких завалах будет очаговым. Активно горит в завале в среднем не более трети сгораемых материалов, которые и обеспечивают поддержание в нем высоких темпе­ ратур в течение 10—12 ч-

183

тур могут быть пяти типов: КВ-I, КВ-П, КВ-Ш, KB-IV

и KB-V.

Расчетное тепловое воздействие на ограждающие конст­ рукции защитных сооружений определяется по табл. 9 в зависимости от ожидаемого вида пожара, типа сооружения (встроенное или отдельно стоящее) и рассчитываемой кон­ струкции. Для массовых пожаров первых трех видов рас­ четные тепловые воздействия, приведенные во второй графе таблицы, действительны только для расчета перекрытий защитных сооружений, расположенных под двухэтажными

Рис. 68. Изменение тем­ пературы наружной по­ верхности перекрытия защитного сооружения

и более высокими зданиями I, II и III степени огнестойкости. Если на перекрытиях таких защитных сооружений имеются продухи, длительное тепловое воздействие (ДВ) должно при расчете заменяться кратковременным типа KB-V (рис. 68), а во всех остальных случаях (другие степени огне­ стойкости наземных зданий, одноэтажные жилые или про­ мышленные постройки) ДВ заменяется воздействием типа КВ-I. При расположении отдельно стоящих защитных со­ оружений в зоне образовавшегося завала их ограждения рас­ считываются на кратковременное тепловое воздействие типа КВ-Ш.

185