CC BY
7УДК 624.07:614.84
ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЯ ПОСЛЕ ПОЖАРА
Столповский Г.А., канд. техн. наук, доцент кафедры строительных конструкций, Оренбургский государственный университет, Оренбург e-mail: stolpovskij@mail.ru
Герц В.А., студент группы 14Стр(ба)ГС, Оренбургский государственный университет, Оренбург
e-mail: Vovangts96@gmail.com
Пожар - неконтролируемое горение, развивающееся во времени и пространстве, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан.
Пожар представляет собой сложный физико-химический процесс, включающий помимо горения явления массо- и теплообмена, развивающиеся во времени и пространстве. Эти явления взаимосвязаны и характеризуются параметрами пожара: скоростью выгорания, температурой и т. д. и определяются рядом условий, многие из которых носят случайный характер.
Ключевые слова: пожар, оценка, методы, конструкции, контроль, расчет.
Явления массо- и теплообмена называют общими явлениями, характерными для любого пожара независимо от его размеров и места возникновения. Только ликвидация горения может привести к их прекращению. При пожаре процесс горения в течение достаточно большого промежутка времени не управляется человеком. Следствием этого процесса являются большие материальные потери.
Общие явления могут привести к возникновению частных явлений, т. е. таких, которые могут или не могут происходить на пожарах. К ним относят: взрывы, деформацию и обрушение технологических аппаратов и установок, строительных конструкций, вскипание или выброс нефтепродуктов из резервуаров и другие явления.
Возникновение и протекание частных явлений возможно лишь при создании на пожарах определенных благоприятных для этого условий. Так, деформация или обрушение строительных конструкций происходят лишь в зданиях или на открытых производственных установках, чаще при большой продолжительности пожаров; вскипание или выброс нефтепродуктов лишь при горении темных и обводненных нефтепродуктов или при наличии подтоварной воды и т. д.
Пожар сопровождается еще и социальными явлениями, наносящими обществу не только материальный, но и моральный ущерб. Гибель людей, термические травмы и отравления токсичными продуктами горения, возникновение паники на объектах с массовым пребыванием людей и т. п. - тоже явления, происходящие на пожарах. И они тоже частные, так как вторичны от общих явлений, сопровождающих пожар. Это особая группа явлений, вызывающая значительные психологические перегрузки и даже стрессовые состояния у людей.
Статистический учет пожаров, ведущийся в нашей стране и других развитых странах, позволяет выявить примерное распределение ущерба и гибели людей по зданиям различного назначения от опасных факторов пожара. Под опасным фактором пожара понимают фактор пожара, воздействие которого приводит к травмам, отравлению или гибели человека, а также к уничтожению (повреждению) материальных ценностей.
Опасными факторами пожара, воздействующими на людей, являются: открытый огонь и искры; повышенная температура окружающей среды, предметов и т. п.; токсичные
продукты горения, дым; пониженная концентрация кислорода; падающие части строительных конструкций, агрегатов, установок и т. п.; опасные факторы взрыва [1].
Также тепловое воздействие оказывает непосредственное влияние на общую несущую способность здания или сооружения и возможность его дальнейшей безопасной эксплуатации. Поэтому, перед проведением восстановительных мероприятий после пожара, необходимо провести его обследование, для определения фактической несущей способности отдельных строительных элементов и всего здания в целом и выработать рекомендации по усилению и восстановлению поврежденных конструкций.
Оценка состояния конструкций здания после пожара включает в себя целый комплекс работ, среди которых подготовительный этап, визуальный осмотр здания, измерение геометрических размеров строительных конструкций, взятие и лабораторное исследование проб материалов, оценка состояния фундамента и др.
Подготовительный этап
Визуальный осмотр
Инструментальное обследование
Методы разрушающего контроля
Методы разрушающего контроля
Рисунок 1 - Этапы обследования здания после пожара
Подготовительный этап
На подготовительном этапе определяются объемы инструментального обследования конструкций, а также возможность доступа к поврежденным конструкциям, в т.ч. с устройством лесов, подмостей, обеспечением освещения, электропитанием испытательных приборов и пр. [2].
Визуальный осмотр
Целями визуального осмотра конструкций после пожара являются поэлементный сплошной осмотр конструкций на предмет выявления дефектов и повреждений, фиксации внешних косвенных признаков и параметров пожара, определения фактических количественных геометрических характеристик сечений поврежденных элементов [2].
Инструментальное обследование
Инструментальное обследование строительных конструкций после пожара выполняется с целью контроля фактических количественных значений, определяющих параметры состояния конструкций после пожара и их сопоставление с соответствующими проектными определяющими параметрами, являющимися критериями безопасности.
Процедура инструментального обследования подразумевает проведение различных испытаний конструкций с целью определения физико-механических качеств, примененных материалов в объекте.
Оценку прочностных характеристик конструктивных материалов можно производить двумя методами.
Рисунок 1 - Фасад здания после локального пожара на 1 этаже
в) г)
Рисунок 2 - Повреждения от пожара (Примечание: а) - железобетонной многопустотной плиты перекрытия; б), г) - кирпичной стены; в) - металлической перемычки)
Первый метод - разрушающего контроля, заключается в выявлении предельных несущих способностей с испытаний контрольных образцов до их полного разрушения рисунок 3. Разрушающий метод является наиболее точным и результаты, полученные в процессе его выполнения, максимально приближены к реальным физическим характеристикам материалов. К сожалению, далеко не всегда его возможно применить на практике, поэтому наибольшее распространение в обследовании получил метод неразрушающего контроля.
Рисунок 3 - Контрольные образцы керамического кирпича
Рисунок 4 - Испытания керамического кирпича (Примечание: а - на сжатие, б - на
растяжение)
Второй метод - неразрушающего контроля, предполагает использование малогабаритных приборов в таблице 1, с большим набором сервисных функции, имеющих канал инфракрасной связи с компьютером. Обработка измеряемых параметров производится с помощью компьютерных программ, что обеспечивает высокую достоверность измерений.
Основным критерием при выборе методов и средств измерений, является допустимая предельная погрешность измерений, простота и удобство работы, регистрация и обработка результатов. Рассмотрим кратко используемые при обследовании методы определения прочности в конструкциях, рекомендуемые нормативными документами (ГОСТ).
Поверочный расчет
Результаты инструментального контроля количественных определяющих параметров должны быть учтены при выполнении поверочных расчетов дефектных конструкций и определении категории технического состояния конструкций после пожара.
Поверочные расчеты конструкций должны проводиться с учетом фактических прочностных характеристик материалов, полученных в ходе обследования, либо с учетом снижения нормативных прочностных характеристик. Изменение нормативных
характеристик от температурных воздействий учитывается введением дополнительных коэффициентов условий.
Рисунок 4 - Определение прочности (прибор ОНИКС-2.5) (Примечание: а) -керамического кирпича; б) - бетона)
Оценка фактического технического состояния
Оценка фактического технического состояния несущих конструкций после пожара должна производиться на основе совокупности результатов визуального и инструментального обследований и поверочных расчетов. Затем составляется итоговый документ в виде заключения о техническом состоянии строительных конструкций здания или сооружения после пожара [3].
При пожаре свойства материалов, из которых состоят несущие и ограждающие конструкции меняются, что влечет за собой дефекты, скрытые и явные, снижение прочностных характеристик и приводит здание в не пригодное для безопасной эксплуатации состояние. Результаты обследования таких зданий позволяет нам объективно оценить ущерб, причиненных чрезвычайной ситуацией и проанализировать варианты дальнейшей судьбы конструкций (ремонт, усиление, замена).
Литература
1. Курлапов, Д.В. Воздействие высоких температур пожара на строительные конструкции // Инженерно-строительный журнал. - 2009. - № 4. - С. 41-43.
2. СП (ПРОЕКТ, редакция 1). «Здания и сооружения. Правила обследования после пожара. - Москва, 2016».
3. СП 13-102-2003. «Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений».
