Деформации

Заметные деформации у стальных конструкций происходят уже при температуре 300°С. При нагреве до 550-600°С деформации становятся значительными по величине и в 15-20 % случаев могут привести к обрушению конструкции.

Оценка величины и направленности деформаций дает определенную информацию об относительной интенсивности и направленности теплового воздействия в тех или иных зонах.

Ниже указаны визуальные признаки, которые следует фиксировать и оценивать в ходе осмотра места пожара.

Направление деформации металлических элементов

Металлоконструкции и их отдельные элементы деформируются, как правило, в сторону наибольшего нагрева. Это свойство не только металлов, но и большинства других материалов, например, стекла.

Величина деформации

Очевидно, что величина деформации конструкции должна быть пропорциональна температуре и длительности ее нагрева. Поэтому, казалось бы, на месте пожара наиболее "горячей" зоной можно считать ту, в которой металлоконструкция имеет наибольшую деформацию.

Рис. 4.1. Деформация стальной балки перекрытия

Однако не все так просто, и наибольшая деформация происходит не всегда там, где имела место наибольшая температура, наиболее интенсивный и продолжительный нагрев. Она может быть и там, где конструктивный элемент несет более высокую нагрузку или на него действует наибольший изгибающий момент. Если, например, стальная балка перекрытия имеет наибольшую деформацию посередине пролета (рис. 4.1), то это абсолютно не значит, что именно в данной точке был наиболее интенсивный нагрев - просто именно здесь на балку действует наибольший изгибающий момент. И картина деформации, показанная на рис. 4.1, типична для большинства помещений, вне зависимости от расположения в них очага.

Тем не менее, для рассредоточенных по зоне горения однотипных и относительно одинаково нагруженных конструкцийоценить величину деформации в сравнении друг с другом очень полезно. Если, например, стальные балки перекрытия имеют распределение величин деформации такое, как показано на рис. 4.2, то это (при относительно равномерной пожарной нагрузке в помещении) можно рассматривать как явный признак направленности распространения горения.

Рис. 4.2. Величины деформации однотипных стальных балок перекрытия, см

Чтобы количественно оценить степень деформации, рассчитывают так называемую величину относительной деформации.Это отношение величины прогиба к величине участка конструкции, на которой этот прогиб наблюдается (b/l) (см. гл. 5).

Взаимное расположение деформированных (обрушившихся) конструкций

При осмотре места пожара нужно обращать внимание на взаимное расположение в пространстве деформированных (обрушившихся) конструкций. Иногда это дает полезную для установления очага пожара информацию. В частности, если одна металлоконструкция придавлена сверху другой, это необходимо отметить в протоколе осмотра как факт, позволяющий оценить последовательность обрушения или деформации отдельных конструктивных элементов здания.

"Высота излома " вертикальных несущих конструкций

При осмотре ряда однотипных вертикальных несущих металлоконструкций необходимо сравнивать минимальную высоту, на которой начинается существенная деформация каждой из конструкций. Замечено, что при нагреве в ходе пожара вертикальные несущие металлоконструкции (например, ангаров и других подобных сооружений) как бы "подламываются" на определенной высоте, в результате чего стальная арка, в частности, приобретает вид, показанный на рис. 4.3, а. Причем высота излома h тем меньше, чем ближе конструкция к очагу пожара (рис. 4.3, б). Данное явление вполне объяснимо - чем ближе очаг пожара к конструкции, тем на меньшей высоте она прогревается до критической температуры восходящими конвективными потоками (рис. 4.3, в). Таким образом, фиксация высоты излома вертикальных конструкций дает возможность проявить своеобразный "макроконус" - признак направленности распространения горения от очага к периферии.

Значительные по величине локальные деформации

Значительные по величине и четко выраженные локальные деформации металлоконструкций, особенно балок перекрытия и тому подобных элементов - важный очаговый признак, на который обязательно следует обращать внимание и фиксировать в протоколе осмотра (включая фото - и видеосъемку). Они обычно образуются на начальной стадии пожара под воздействием локального нагрева конвективным потоком и тепловым излучением от очага. Должно быть зафиксировано точное место расположения таких деформаций, их величина и направленность.

Рис. 4.3. Деформации вертикальных элементов металлоконструкций на пожаре:

h₁ и h₂ - высота зоны достижения критической температуры при различном удалении очага пожара от металлоконструкции