Критическая температура стальных конструкций — это средняя температура сечения стальной конструкции, при которой наступает предельное состояние по потере несущей способности, то есть конструкция теряет способность выдерживать приложенную нагрузку.
Как определить значение критической температуры
При отсутствии возможности провести индивидуальный расчет критическую температуру, как правило, принимают равной 500°C [1]. Однако использование стандартного значения критической температуры часто оказывается неэффективным и приводит к необоснованным экономическим расходам.
Расчет критических температур под нагрузкой обеспечивает экономию до 10% на огнезащите, а использование специальных марок сталей — до 35% по сравнению со стандартным подходом, даже без учета сокращения трудозатрат за счет уменьшения количества наносимых слоев огнезащитных покрытий [2].
Для определения критической температуры проводится прочностной (статический) расчет, исходя из прочностных и жесткостных характеристик стали (предел текучести и модуль упругости), которые снижаются по мере нагрева конструкции. Значение критической температуры определяется по таблицам или номограммам после вычисления коэффициентов γt и γe для исследуемой конструкции в зависимости от вида нагружения.
γ_t = \frac{σ_{max}}{R_{yn}}
γ_e = \frac{A}{A_n}
- σmax — максимальное напряжение в расчетном сечении конструкции;
- Ryn — нормативное сопротивление стали;
- A — наибольшая деформация элемента, возникающая при расчете сооружения от постоянных и временных длительных нагрузок;
- An — максимальное нормативное значение деформации элемента.
Определение критической температуры в зависимости от коэффициентов γt и γe [2]
| Температура, °C | γt | γe |
|---|---|---|
| 20 | 1.00 | 1.00 |
| 100 | 0.99 | 0.96 |
| 150 | 0.93 | 0.95 |
| 200 | 0.85 | 0.94 |
| 250 | 0.81 | 0.92 |
| 300 | 0.77 | 0.90 |
| 350 | 0.74 | 0.88 |
| 400 | 0.70 | 0.86 |
| 450 | 0.65 | 0.84 |
| 500 | 0.58 | 0.80 |
| 550 | 0.45 | 0.77 |
| 600 | 0.34 | 0.72 |
| 650 | 0.22 | 0.68 |
| 700 | 0.11 | 0.59 |
Как критическая температура связана с пределом огнестойкости
После решения прочностной задачи и определения критической температуры проводится теплотехнический расчет, позволяющий установить время нагрева металла от начала огневого воздействия до достижения критической температуры, то есть фактический предел огнестойкости конструкции.
Применение расчетного метода позволяет оптимизировать толщину огнезащиты, снизить расход материалов и трудозатраты, а использование специализированного калькулятора делает расчет фактических пределов огнестойкости простым и доступным.
Источники
- ГОСТ Р 53295-2009. Средства огнезащиты для стальных конструкций. Общие требования. Метод определения огнезащитной эффективности.
- Методическое пособие по расчету собственного (фактического) предела огнестойкости незащищенных стальных конструкций по методике СТО АРСС 11251254.001-018-03.
Еще по теме
Определение предела огнестойкости
