Огнестойкость стальных элементов
Конструкционная сталь считается эффективным материалом для производства строительных элементов, но, к сожалению, она имеет важный недостаток, заключающийся в усеченной способности противостоять действию повышенных температур в условиях пожара. Например, при тестированиях стальные колонны разогреваются до критической температуры 500 °С менее чем за 15 мин. Следовательно, для обеспечения нормированных пределов огнестойкости стальные системы следует оберегать огнезащитными покрытиями. Ранее для этой цели могли использовать кирпич и бетон, хотя в последние годы все шире начали принимать на вооружение более нетяжелые материалы, дающие финансовый эффект с помощью снижения своей массы стального каркаса помещения и удешевления цены работ по приспособлению фундаментов.
Способы огнезащиты стальных колонн подробно описаны в Строительных Нормах и Правилах, хотя все они применимы лишь к стальным колоннам, личная масса которых составляет более 45 кг на 1 м длины. Первопричина подобного лимитирования заключается в том, что для тестирования на огнестойкость практически постоянно используют типовой прототип в виде двутавра с поперечным сечением 200X200 мм (по контуру), масса которого 52 кг/м.
Прогрессивные системы домов допускают использование железобетонных колонн разных форм и сечений, кроме того они могут стоять свободно, примыкать к стенам или пребывать внутри них. В результате исследований было установлено, что огнестойкость железобетонных колонн находится в зависимости от статической нагрузки, стабильности бетона, схемы и вида армирования, габаритных размеров. При всем при этом интересно отметить, что предел огнестойкости колонн повышался приблизительно в 2 раза, когда около арматурного каркаса из продольных стержней и хомутов до бетонирования была намотана нетяжелая стальная сетка с небольшими ячейками, мешающая раннему растрескиванию и отслоению верхнего слоя бетона в период действия огня. Обыкновенные железобетонные колонны сечением 250X250 мм имеют предел огнестойкости около 1 ч. Впрочем в наружных стенах здания эти колонны бессмысленно использовать по эстетическим соображениям. Согласно исследованиям Пожарноисследовательской станции (FRS/ JoFRO) и Научноисследовательской лаборатории по строительству, образцы колонн сечением 100X150 мм из тяжелого бетона с заполнителем повторяющий вид смеси гравия с мелкозернистым песчаником могли противиться воздействию пламени в течение 1 ч, если наружная нагрузка не была выше 30% максимум разрешенной нагрузки по Строительным Общепризнанным меркам. Колонны этого же сечения из нетяжелого бетона гарантировали предел огнестойкости 1 ч при нагрузке, составлявшей 40% максимум разрешенной величины. При всем при этом потеря несущей способности строгих образцов случается из-за раздавливания бетона сжимающей нагрузкой, а эластичных образцов — вследствие нарушения их стабильности из-за выпучивания.