در این مقاله به بررسی کلی راه کارهای مقاوم سازی ساختمان در مقابل اتش خواهیم پرداخت با ما همراه باشید:
رفتار سازه‌های فلزی در برابر آتش
فولاد ساختمانی محافظت نشده نقطه حرارت خمش (خمیدگی) ۵۰۰-۴۷۰ درجه سانتیگراد دارد. حدود نیمی از مقاومت خود را در دمای ۵۵۰ – ۵۰۰ درجه سانتیگراد از دست می‌دهد. از این رو در مقابل حریق بسیار آسیب پذیر است که عمدتاً نیازمند به مقاوم سازی در مقابل حریق است.
طراحی عناصر ساختاری برای مقاوم سازی ساختمان در برابر آتش سوزی :
اولین گام در طراحی ارتقاء ساختاری برای رسیدن به این مورد است که قدرت ثابت باقی مانده از عناصر ساختاری در معرض آتش سوزی، RFire، بیشتر از بار فاکتور خارجی، UFire است.استحکام باقی مانده، RFire، با استفاده از مواد مغناطیسی کاهش یافته محاسبه می شود که براساس حداکثر دمای مورد انتظار در صورت آتش سوزی و طول مدت داده شده تعیین می شود.
عملکرد فولاد...
استحکام عملکرد فولاد تقویت شده کاهش می یابد و مقاومت فشاری بتن کاهش می یابد. در نتیجه، مقاومت کلی قطعات بتن مسلح به بارهای خارجی نیز کاهش می یابد.این مفهوم در راهنمای مؤسسه آمریکایی بتن برای تعیین مقاومت به حرارت از عناصر بتن ( ACI 216R ) برای ارائه روش محاسبه استقامت آتش از اعضای بتن استفاده می شود.
بررسی دیگر آیین نامه ها...
در ادامه مقاله راه کارهای مقاوم سازی ساختمان در مقابل اتش،همچنین بیشتر کدهای ملی و بین المللی یک عامل کاهش قدرت f = 1.0 را مشخص می کند. سیستم های حفاظت از آتش سوزی تجاری معمولاً براساس تست کامل تحمل بار است. تست که برای این موضوع انجام می شود باید نشان دهد که مواد عایق در زمان آتش سوزی خراب نمی شود.
بزرگ شدن بتن اضافی برای یک عضو بتن ساختمانی موجود ( به صورت پوشش یا ژاکت ) است. عناصر ساختاری بتنی دارای عملکرد خوب آتش می باشند زیرا رطوبت سیمان در هنگام گرم شدن واکنش های انتروپرمی را افزایش می دهد و باعث افزایش درجه حرارت می شود.
در نتیجه شکست فاجعه بار سازه های بتنی به علت آتش سوزی رخ می دهد. شکست تقریبا همیشه مربوط به عدم توانایی اعضای ساختاری دیگر برای جذب تغییرات حرارتی بزرگ به جای از دست رفتن مقاومت بتن و فولاد است.
مقاوم سازی با frp :
همانند سایر سیستم های کامپوزیتی، پیوند بین کامپوزیت های FRP و بتن برای تضمین بارگذاری با استفاده از تقویت بیرونی باند ضروری است.
در کامپوزیت های FRP، الیاف می توانند به حمایت از برخی از بارها در جهت طولی ادامه دهند تا به آستانه دما فیبر ها برسد. این فرآیند می تواند در دمای نزدیک به ۱۸۰۰ درجه فارنهایت برای الیاف شیشه و ۳۵۰ درجه فارنهایت برای الیاف آرمید رخ دهد.
الیاف کربن قادر به مقاومت در برابر درجه حرارت بیش از ۵۰۰ درجه فارنهایت هستند. از طرف دیگر، اپوکسی هایی که در ساخت آنها استفاده می شود، دارای دمای آستانه ای به نام دمای انتقال شیشه یا Tg می باشند.
نقش اپوکسی...
مقدار Tg بستگی به نوع اپوکسی دارد. هنگامی که دمای اپوکسی در خارج از Tg افزایش می یابد، مدول الاستیک یک پلیمر به دلیل تغییرات ساختار مولکولی آن کاهش می یابد.
این موضوع همچنین باعث کاهش انتقال نیرو بین الیاف از طریق پیوند به رزین می شود و خواص کششی کامپوزیت کلی کاهش می یابد.
اگر تحت هر شرایطی مقاوم سازی با frp در معرض خطر قرار گیرد آتش سوزی، خرابکاری، و یا غیره عناصر ساختاری باید قادر به حمل یک نسبت معینی از بارهای موجود خدمات بدون فروپاشی باشند.علاوه بر این، اغلب نمیتوان سیستم خنک کننده FRP را به طور قابل توجهی افزایش داد، زیرا میزان عایق مورد نیاز برای محدود کردن دمای FRP کمتر از ۱۸۰ درجه فارنهایت است و در حال حاضر هزینه بسیار هنگفتی دارد.
با این حال، سیستم های ضد آتش جدید برای اعضای تقویت شده FRP توسعه یافته اند. نشان داده شده است که این سیستم ها دمای FRP را تا ۲۰۰ درجه فارنهایت یا کمتر محدود کرده است.
عناصر فولادی متصل شده
عناصر فولادی بدون حفاظت، در مقایسه با سازه های بتنی، در آتش سوزی ها به صورت ضعیف عمل می کنند زیرا عناصر ساختاری فولادی معمولاً نازک و دارای هدایت گرمائی بالا هستند.
و هنگامی که در معرض آتش سوزی قرار می گیرد، درجه حرارت فولادی افزایش می یابد و بسته به زمان و شدت آتش سوزی، ممکن است قدرت و سختی آن کاهش یابد.
با این حال، عناصر ساختاری فولادی می توانند برای مقاومت مناسب در برابر آتش طراحی شوند. هنگامی که تقویت با استفاده از صفحات فولادی پیوسته خارجی به دست می آید، طراح باید سیستم را برای تأثیرات آتش سوزی مشخص کند.
حفاظت از عناصر فولادی
مواد ضدعفونی شده بر پایه سیمان با نوعی از شیشه یا تقویت فیبرهای سلولزی معمولاً ارزانترین نوع حفاظت غیرفعال برای عناصر فولادی است.
ضخامت مورد نیاز این مواد معمولاً توسط سازنده ارائه می شود و ممکن است در برخی نشریات تجاری یافت شود. رنگ Intumescent یکی دیگر از سیستم های حفاظت در برابر آتش است که می تواند با سیستم های تقویت فولاد مورد استفاده قرار گیرد.
هنگامی که حرارت داده می شود، این مواد رنگی خاص به یک توده ی ضخیم پوشیده می شود که عایق را به فولاد می دهد. برای رسیدن به امتیاز خاص، ممکن است از چندین رنگ استفاده شود.
روش های مقاوم سازی فولاد و بتن در برابر آتش:
- پتوی سرامیکی
- الیاف سرامیکی
- تخته سرامیکی
- کوتینگ نسوز
- پوشش ضد حریق بر پایه ورمیکولت
- پوشش های ضد حریق معدنی بر پایه گچ
- پوشش ضد حریق بر پایه مواد معدنی پشم سنگ
- رنگ منبسط شونده ضد حریق
- پارچه نسوز
- نوار نسوز
- طناب نسوز
پوشش ضد حریق ساختمان فولادی:
پوشش های ضد حریق Fireproofing)) برای حفاظت سازه های فولادی به منظور افزایش مقاومت تیرها و ستون ها در برابر حرارت ناشی از حریق استفاده می‌کردند.
این پوشش ها علاوه بر حفظ تعادل سازه، فرصت بیشتری را برای عملیات فرار و نجات در حین آتش سوزی فراهم می کنند.
با توجه به این که نقطه حرارت خمیدگی یا خمش فولاد ساختمانی حدود ۵۰۰ درجه سانتیگراد دارد و نیمی از مقاومت آن در این دما از دست می‌دهد، از این رو در مقابل حریق بسیار آسیب پذیر بوده و نیاز به مقاوم سازی سازه های ساختمانی به ویژه سازه های با اهمیت زیاد نظیر بیمارستان ها و … در مقابل حریق بسیار ضروری است.
مزایای پوشش ضدحریق
مهمترین مزیت ان حفظ جان ساکنین سازه و حفظ اموال صاحبان سازه دانست.
حفاظت و پایداری اسکلت سازه در برابر تنش حرارتی ناشی از حریق، از طریق افزایش مقاومت المان‌های باربر سازه (ستون‌ها، تیرها و …) با استفاده از پوشش های ضد حریق در برخی از عنواع آن می توان فروپاشی سازه را نزدیک ۵ ساعت به تعویق انداخت.
تاثیر نگذاشتن بر روی زیبایی سازه
ترمیم آسان
قابلیت اجرا در سطوح خارجی و داخلی ساختمان
فرصت بیشتری برای عملیات گـریز و نجـات فراهم می‌گردد.
موارد استفاده از پوشش های ضد حریق
این روش ( استفاده از پوشش های ضد حریق ) می‌تواند بر روی اجزای غیر باربر سازه شبیه دیوارها، جهت فضابندی مجتمع در برابر گسترش حریق مورد استفاده قرار گیرد.
استاندارد های قوی برای تامین امنیت و مرغوبیت مصالح همچون BS 476-part 2 (پوشش ها ضد حریق) بدون نیاز به حس نمودن حضور حریق، همواره آماده عملکرد صحیح می باشند.
قابلیت اجرا بر روی سازه های تازه احداث و هم چنین سازه های قدیمی
در نهایت سهولت و سرعت اجرا
در این مقاله به راه کارهای مقاوم سازی ساختمان در مقابل اتش پرداختیم. امیدواریم تا با درنظر گرفتن این نکات حداکثر مراقبت را دربرابر حریق در سازه ها ببنیم.
