مقدمه ای در مقاوم سازی سازه های فولادی در مقابل آتش سوزی

اطلاعات عمومی مقاوم سازی در برابر آتش سوزی

یک هدف مهم در مجموعه قوانین و مقرارت ساختمان ، تهیه یک محیط ساخته شده مقاوم در برابر آتش سوزی است . بدین ترتیب ، مقررات ایمنی آتش سوزی ساختمان شامل مقررات متعددی است از جمله دستورالعمل هایی برای حداقل تعداد خروجی ها ، حداکثر فاصله های حرکت تا خروجی ها ، حداقل عرضهای خروجی ها ، الزامات محفظه آتش ، شناسایی آتش سوزی و دستورالعملهای اطفای حریق و حفاظت از اعضای ساخت و ساز در ساختمان.

تمرکز و توجه این مطلب که برگرفته از  راهنمای طراحی است، عبارتست از حفاظت ازسیستمهای با چارچوب فولاد سازه ای در برابر آتش سوزی .  راهنمای ذکر شده به گونه ای طراحی شده است که اطلاعات مهمی برای طراحی حفاظت از آتش سوزی از جمله آن که برای آیین نامه های ساختمان، استانداردهای آزمون ، در بخشهای طراحی تکرار می شود تا به آنها اجازه دهند که به عنوان بخش های مستقل و خود مختار عمل نمایند .

اگرچه فولاد ساختمانی دارای مزیت غیر قابل احتراق بودن را شامل می شود ،اما استحکام تسلیم موثر و مدول الاستیسیته آن در دماهای بالا کاهش می یابد. استحکام تسلیم فولاد ساختمانی ، حداقل 85 درصد مقدار طبیعی خود را تا دمای حدود 800 درجه فارنهایت (427 درجه سانتیگراد )حفظ می کند. با افزایش دما ، کاهش استحکام ادامه می یابد و در دماهای در محدوده 1300 درجه فارنهایت( 704 درجه سانتیگراد) ، استحکام تسلیم ممکن است فقط 20 درصد مقدار ماکزییم باشد . مدول الاستیسیته نیز در دماهای بالا کاهش می یابد . بدین ترتیب ، با افزایش دما ، استحکام و سفتی کاهش می یابند .

اندازه گیری ها برای به حداقل رساندن یا حذف اثرات معکوس در نظر گرفته می شوند . یک روش واضح و آشکار عبارتست از حذف منبع حرارتبا اطفای آتش یا با تولید آلارم و هشدار به طوری که عمل اطفاء شروع شود . سیستمهای اطفای حریقمانند آب پاش ها و وسایل شناسایی دود و حرارت ، عکس العملهایی برای این روش هستند و به عنوان سیستمهای فعال حفاظت از آتش سوزی دسته بندی می شوند .

روش دیگر برای بهبود ایمنی و حفاظت از آتش یک سازه فولادی عبارتست از به تاخیر انداختن میزان افزایش دمای فولاد تا زمانی برای تخلیه محیط فراهم شود، اجازه دادن به مواد محترقه تا بدون پیامد ساختمانی تخلیه شود و یا افزایش زمان اطفای حریق .این روش ، که دربرگیرنده عایق بندی فولاد و یا تهیه یک گرماگیر و خنک کننده می باشد ، بعنوان یک سیستم حفاظت از آتش غیر فعال دسته بندی می شود . شکل 1 ، تصویر یک تیر فولادی را نشان می دهد که از یک سیستم اطفای حریق با بکارگیری ماده اسپری شده ضد آتش روی فولاد (SFRM)  استفاده می کند . توجه و تمرکز این مطلب بر روی حفاظت غیر فعال از آتش یک چارچوب فولاد ساختمانی می باشد .

شکل1

رویکرد معمول برای رضایت از هدف سیستم حفاظتی ، تجویزی و آمرانه است . ساختمانها مطابق با استفاده و سکونت بر اساس آیین نامه ساختمان دسته بندی می شوند . برای هر دسته بندی سکونت ، محدودیتهای ارتفاع و سطح وجود دارند که به سطح فراهم شده برای مقاومت در برابر آتش بستگی دارد .
برای مثال ، ساختمان با کاربری تجاری ممکن است دارای ارتفاع و مساحت کف مورد نیاز برای عناصر ساختمانی غیر قابل آتش سوزی باشد و درجه مقاومت در برابر آتش آنها 2 ساعت باشد . آنگاه یک مجموعه کف آزمون شده با رتبه و درجه حفاظت در برابر آتش 2 ساعت قابل شناسایی بوده و در صورت ضروری ، تنظیماتی برای تعیین کننده های مجموعه آزمون شده و برای تطابق با ساختمان واقعی انجام می شوند . بدین ترتیب ، سطح مورد نیاز مقاومت در برابر آتش بر مبنای آزمون ها و استخراج نتایج آزمون تهیه می شود . فرایندی برای شناسایی مجموعه تست شده مناسب و ایجاد تنظیمات ضروری در داخل  راهنمای طراحی شناسایی و مشخص می شود .

بهبود مقاومت در برابر آتش سوزی ساختارهای فولادی با استفاده از یک سیستم غیر فعال تنها یکی از راهکارها برای تهیه ساختمانهای ایمن در برابر آتش می باشد . بهبودها در ایمنی آتش در سیستمهای فعال ، موثرترین بهبود محسوب می شوند . یک رویکرد جایگزین برای ساختمان ایمن در برابر آتش ، مبتنی بر عملکرد است . تحت این انتخاب ، محاسبات برای پیش بینی سطح عملکرد ساختمان در یک محیط آتش تهیه می شوند . تحقیقات گسترده ای در راستای درک و فهم کاملی از رفتار ساختمانهای فولادی در هنگام آتش سوزی در جریان است و افزایش استفاده از روش های طراحی جایگزین اجتناب ناپذیر است .

آیین نامه های مدل ساخت

استانداردی که به طور مکرر در  راهنمای مذکور به آن رجوع می شود عبارتست از نسخه 2000 آیین نامه بین المللی ساختمان  IBC . برخی از مفاد IBC 2000در IBC 2003 اصلاح شده است . از آنجا که پذیرش یک نسخه از آیین نامه  ، ممکن است تا چندین سال از انتشار یک آیین نامه تبعیت نماید ، احتمال دارد که مفاد IBC 2000 در مکانهای زیادی برای مدت زمان طولانی تسلط پیدا نماید . بنابراین ، تصمیم به استفاده از مفاد IBC 2000 ، هدفمند است.

استفاده از مفاد IBC برای نشان دادن اولویت و برتری IBC نسبت به آیین نامه ساختمان انجمن ملی حفاظت در برابر آتش NFPA)3) در نظر گرفته نشده است . در عوض ، یک آیین نامه ساختمان برای حفظ یکپارچگی در راهنمای طراحی انتخاب گردیده است.

 منابع 

از اواسط دهه 1980 ، موسسه آهن و فولاد آمریکا (AISI) بعنوان یک منبع پربار و ارزشمند برای طراحی حفاظت از آتش برای ساختارهای فولادی بکار گرفته شد . راهنمایی ها و دستورالعملهای طراحی توسط AISI در مورد ساخت فولاد عمومی  تمرکز بیشتر بر بهسازی تیرها ، ستون‌هاو خرپاها منتشر شدند . در بسیاری از موارد ،  هنوز هم دستورالعمل AISI معتبر است ، اما انتشارات AISI در حال حاضر خارج از چاپ هستند و اطلاعات جدیدی در آن موجود نیست . این سری از مطالب بر گرفته شده از راهنما  این اطلاعات و داده ها را ترکیب ، بررسی ، گسترش و تکمیل کرده است تا منبع واحدی را برای طراحی حفاظت از آتش برای سازه های فولادی ارایه دهد . 

منبع:

«دپارتمان پیمانکاری ساختمان  سامانه آب و خاک سازان»

محمدلطفی_شیراز

راهنمای طراحی طراحی سازه های فولادی آیین نامه آمریکا AISC- فصل 19-مقاوم سازی قابهای سازهای فولای در برابر آتش سوزی

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

برای بهره مندی از خدمات محاسبات طراحی سازه در خواست خود را در لینک های مربوطه، در قسمت عنوان سوال-سازه ثبت نموده و فایل های مورد نیاز را بارگذاری کنید.

طراحی اسکلت فولادی و شالوده

طراحی اسکلت بتنی و شالوده

سبک سازی و بهینه سازی محاسبات طراحی

 کنترل مضاعف محاسبات طراحی

طراحی سقف کامپوزیت عرشه فولادی و کامپوزیت سنتی

طراحی دال پس کشیده

طراحی دال بتنی مشبک

طراحی دال های بتنی 

 بهسازی لرزه ای و مقاوم سازی

طراحی سوله

طراحی سازه های با اسکلت LSF

مباحث تکمیلی و پژوهشی سازه

برچسب ها :