Несгораемые материалы и их поведение при пожаре. реферат+по+пм+(1)+(1). Реферат по дисциплине Сопротивление материалов

• Название: Реферат по дисциплине Сопротивление материалов
• Анкор: Несгораемые материалы и их поведение при пожаре
• Дата: 19.04.2022
• Размер: 67.88 Kb.
• Имя файла: реферат+по+пм+(1)+(1).docx
• Тип: Реферат; #485862

МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО

ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ

СИТУАЦИЯМ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ

БЕДСТВИЙ

ФБГОУ ВПО УРАЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ

ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ МЧС

РОССИИ

Кафедра пожарной, аварийно-спасательной техники и специальных

технических средств

РЕФЕРАТ

по дисциплине «Сопротивление материалов»

«Несгораемые материалы и их поведение при пожаре»

Выполнил:

студент группы СЭв-021

А.С.Ильиных

Руководитель:

Старший преподаватель

кафедры ПАСТ И СТС.

. И.Ю.Королькова

Г. Екатеринбург 2022

Оглавление

Глава 1.Понятие, предмет и задачи. 3

Глава 2. Основные свойства строительных материалов и процессы, происходящие в них в условиях пожара. 4

2.1. Внешние и внутренние факторы, определяющие поведение строительных материалов в условиях пожара. 4

2.2. Основные свойства, характеризующие поведение строительных материалов в условиях пожара 5

Глава 3. Поведение строительных конструкций при пожаре и их классификация 8

3.1.Поведение конструкций при пожаре 9

Глава 4. Несгораемые материалы 10

4.1 Пожарозащитные мероприятия для конструкций из несгораемых материалов. 10

Глава 5. Определение очага возгорания(пожара) с помощью негорючих материалов 11

Заключение: 14

Список использованной литературы: 15

Введение:

Ежегодно в городах и районах области происходит более 2000 пожаров и практически по всем из них сотрудниками государственного пожарного надзора проводятся проверки и исследования причин возникновения возгораний. Сотрудниками испытательной пожарной лаборатории МЧС России ежегодно производится около 300 исследований, изъятых на пожарах, вещественных доказательств, cоставляется более 100 технических заключений по материалам проверок.
В строительных конструкциях зданий и сооружений используются различные по происхождению и пожарной опасности материалы. Конструктивные элементы из железобетона, кирпича, бетона способны в условиях пожара в течение десятков минут, а иногда даже нескольких часов сопротивляться огневому воздействию и не разрушаться. Стальные конструкции зданий при пожаре не горят, не распространяют огонь, но при 15–20-минутном огневом воздействии теряют несущую способность. Несколько дольше при горении продолжают выполнять несущие функции массивные деревянные конструкции, однако они способствуют распространению огня и развитию пожара.

Все свойства конструкций и зданий, их поведение при пожаре, приведенные выше изучает наука, которая называется «сопротивление материалов»

Отсюда, цель работы такова: изучить несгораемые материалы, используемые при строительстве зданий и сооружений и их поведение при пожаре.
Глава 1.Понятие, предмет и задачи.
Сопротивление материала – это наука, дающая основы для расчётов на прочность, жёсткость и устойчивость.

Прочность – это способность выдерживать внешнюю нагрузку, не разрушаясь.

Жёсткость – это способность сопротивляться изменению первоначальной формы и размера.

Устойчивость – это способность сохранять первоначальную форму равновесия.

Основная задача сопромата – это создание работоспособной, прочной, долговечной и в тоже время экономичной конструкции.

Методами сопротивления материалов ведутся практические расчеты и определяются необходимые, как говорят, надежные размеры деталей машин, различных конструкций и сооружений.

Глава 2. Основные свойства строительных материалов и процессы, происходящие в них в условиях пожара.
2.1. Внешние и внутренние факторы, определяющие поведение строительных материалов в условиях пожара.

Номенклатура строительных материалов содержит сотни названий. Каждый материал в определенной мере отличается от других внешним видом, химическим составом, структурой, свойствами, областью применения в строительстве и поведением в условиях пожара.

Вместе с тем между материалами не только существуют различия, но и множество общих признаков. Под поведением строительных материалов в условиях пожара понимается комплекс физико-химических превращений, приводящих к изменению состояния и свойств материалов под влиянием интенсивного высокотемпературного нагрева.

На рис. 1.1 показана обобщенная схема, в которой перечислены основные факторы, процессы и последствия, характеризующие поведение различных материалов в условиях пожара.

Для того чтобы это понять, необходимо знать сам материал: его происхождение, сущность технологии изготовления, состав, начальную структуру и свойства.

В процессе эксплуатации материала в обычных условиях на него воздействуют внешние эксплуатационные факторы:

 область применения (для облицовки пола, потолка, стен; внутри помещения с нормальной средой, с агрессивной средой, снаружи помещения и т. п.);

 влажность воздуха (чем она выше, тем выше влажность пористого материала);

 различные нагрузки (чем они выше, тем тяжелее материалу сопротивляться их воздействию);

 природные воздействия (солнечная радиация, температура воздуха, ветер, атмосферные осадки и т. п.).

Перечисленные внешние факторы влияют на долговечность материала (ухудшение его свойств в течение времени нормальной эксплуатации). Чем они агрессивнее (интенсивнее) воздействуют на материал, тем быстрее изменяются его свойства, разрушается структура.

При пожаре, помимо выше перечислены факторов, значительно воздействуют и другие, более агрессивные:

 высокая температура окружающей среды;

 время (продолжительность) нахождения материала под воздействием высокой температуры;

 воздействие огнетушащих веществ;

 воздействие агрессивной среды.
2.2. Основные свойства, характеризующие поведение строительных материалов в условиях пожара
Свойствами называют способность материалов реагировать на воздействие внешних и внутренних факторов: силовых, влажностных, температурных. Для изучения и объяснения характера поведения строительных материалов в условиях пожара предлагается в качестве основных рассмотреть следующие свойства:

1. Физические свойства: объемная масса, плотность, пористость, гигроскопичность, водопоглощение, водопроницаемость, паро- и газопроницаемость.

2. Механические свойства: прочность, деформативность.

3. Теплофизические свойства: теплопроводность, теплоемкость, температуропроводность, тепловое расширение, теплостойкость.

4. Свойства, характеризующие пожарную опасность материалов: горючесть, тепловыделение, дымообразование, выделение токсичных продуктов горения.

Свойства материалов обычно характеризуют соответствующими числовыми показателями, которые определяют с помощью экспериментальных методов и средств.


Рисунок 1.1
Теоретические основы и общие закономерности поведения строительных материалов в условиях пожара

Определяющие факторы

Внешние факторы Внутренние факторы

Пожара: температура пожара, время,

огнетушащие вещества, агрессивность среды
Эксплуатационные: область применения, нагрузки,

влажность воздуха, природные воздействия
Технология изготовления, происхождение, химический состав, строение,

свойства

Негативные процессы

Физические: теплоперенос,

тепловое деформирование, накопление дефектов, структурные изменения, уменьшение объема массы,

размягчение и плавление

Химические: терморазложение дегидратация диссоциация

необратимые деформации, разрушение изделия, выгорание

Физико-химические: самовоспламенение, воспламенение, горение, распространение пламени, дымовыделение, токсичность продуктов горения

Глава 3. Поведение строительных конструкций при пожаре и их классификация
Ежедневно вследствие пожаров наносится значительный ущерб народному хозяйству. Еще тяжелее потеря жизней и здоровья людей. Забота о безопасности людей и сохранении материальных ценностей, производств и рабочих мест привела к изданию большого числа законов, предписаний и условий по пожарозащите.

Строительные материалы в зависимости от их вида ведут себя по-разному при воздействии огня. Согласно DIN 4108 различают строительные материалы класса А — несгораемые и класса В — сгораемые.

В DIN EN 1301-1, имеются главные классы от А до F и подклассы по дымообразованию s1 (малое), s2 (среднее) и s3 (высокое), а также по образованию горящих капель или сколов материала d0 (отсутствует), dl (малое), d2 (сильное) (табл. 1).

Пример: B-s2, dl: трудновозгораемый, дымообразование среднее, образование горящих капель малое.

Таблица 1. Классы строительных материалов по DIN 4108, евроклассы строительной продукции по DIN EN 13501-1

Класс стройматериала	Наименование по терминологии стройнадзора	Примеры	Главные классы	Подклассы
А	Несгораемые стройматериалы	А1	А1
А1	Без горючих составляющих	Гипс, известь, цемент, камни, бетон, стекло, плиты, чугун, сталь
С горючими составляющими частями (< 1%)	Определенные минераловолокнистые огнезащитные плиты,
А2	С горючими составляющими частями	Гипсокартонные плиты с закрытой поверхностью (GKF),	А2	A2-s1,d0 A2-s2,d0 A2-s3,d0
В	Горючие материалы
В1	Tрудновоспламеняемые материалы	Гипсокартонные плиты с перфорированной поверхностью, древесно-волокнистые легкие строительные плиты, трудновозгораемые стружечные плиты, , дубовый паркет, стяжки из литого асфальта	В	B-s1,d0 B-s2,d0 В-s3,d0
В2	Нормально воспламеняемые материалы	Дерево и деревосодержащие материалы р ≥ 400 кг/м3 и кровельный нормируемый рубероид толщиной свыше 2 мм, а также одежда пола из ПВХ	D	D-s1,d0 D-s2,d0 D-s3,d0
Е	E-d2
В3	Легко воспламеняемые строительные материалы	Бумага, древесный войлок, дерево толщиной до 2 мм	F

3.1.Поведение конструкций при пожаре
Строительные конструкции по их поведению при пожаре подразделяются на классы огнестойкости.

Различают классы огнестойкости F для стен, перекрытий, главных балок и лестниц, W для ненесущих наружных стен, подоконных частей и парапетов, а также Т для дверей, клапанов, рольставен и ворот.

Для каждой конструкции получен предел огнестойкости в часах путем пожарных испытаний (табл. 2). Класс огнестойкости F и W содержат также данные о классе стройматериала.

Пример: класс огнестойкости F 120 В для стены означает, что она состоит из горючих строительных материалов и до появления огня на противоположной пожару стороне должно пройти 120 минут.


Таблица 2. Классы огнестойкости пo DIN 4102

Классы огнестойкости для	Названия по терминологии стройнадзора согласно земельному строительному законодательству
Огнестойкость в минутах	Стен, перекрытий, колонн, прогонов, лестниц	Ненесущих наружных стен, подоконных частей, парапетов	Огнезащитные заграждения (двери, ворота, клапаны, рольставни)
≥ 30	F30	W30	Т30	Огнесдерживающие
≥ 60	F60	W60	Т60	—
≥ 90	F90	W90	Т90	Огнестойкие
≥ 120	F120	W120	Т120	—
≥ 180	F180	W180	Т180	—

Глава 4. Несгораемые материалы
Несгораемые материалы - такие, которые под воздействием высокой температуры или огня не воспламеняются, не тлеют, не обугливаются. К несгораемым относятся естественные и искусственные материалы ( кирпич глиняный, асбест, глина, бетон, железобетон, камни из горных пород, песок, стекло) и металл. Строительные конструкции, изготовленные из указанных материалов, считают несгораемыми.

Несгораемые материалы не горят, не тлеют и не обугливаются.
4.1 Пожарозащитные мероприятия для конструкций из несгораемых материалов.
Сталь, по своему поведению во время пожара, относится к классу несгораемых материалов (класс строительных материалов А1). В случае пожара сталь очень сильно расширяется и теряет, вследствие своей высокой теплопроводности, при температурах около 500 °С в течение короткого времени свою статическую прочность.

Это может привести без каких-либо предварительных сигналов к обрушению сооружения. Важные конструкции из стали, как, например, колонны, балки перекрытий должны защищаться от огня с помощью особых мероприятий:

Прямая пожарозащита достигается:

Покрытие конструкции «одеждой», соответствующей профилю конструкции, зависит от вида защитного материала и от требуемого класса огнестойкости конструкции.

Косвенная пожарозащита, в основном перекрытий и покрытий, достигается с помощью:

Присоединения подвесных потолков к граничащим с ними стенам должны быть плотными. Необходимые теплозащитные слои в пространстве между перекрытием (покрытием) и подвесным потолком должны быть выполнены из материалов класса А.

Также как и сталь, бетон относится к несгораемым материалам. Поэтому сопротивляемость конструкций из железобетона воздействию огня очень высока. Она тем выше, чем выше класс прочности бетона и чем больше сечение конструкции.

Глава 5. Определение очага возгорания(пожара) с помощью негорючих материалов
Для выявления причины пожара первостепенной важностью является обнаружение места первичного очага загорания. Этому могут способствовать ряд признаков, возникающих при развитии пожара и помогающих визуально определить соответствующее место.

К числу таких признаков относится:

1) наличие следов обугливания на уровне пола. Поскольку пожар развивается, стремясь подняться вверх, то обнаружение горения системы на нижнем уровне облегчает определение места возникновения источника загорания. Сквозные прогары пола (если в этом месте до пожара горючих материалов не было) являются одним из характерных признаков очага пожара;

2) cосредоточение наиболее обгоревших и испепеленных предметов и глубоких разрушений конструктивных элементов. 

Признаки, четко выявляющие очаг горения, могут проявляться и в случае возникновения горения в условиях, благоприятных для доступа воздуха, но при действии маломощного источника зажигания (например, зажженная сигарета) и наличия горючих элементов, не способствующих быстрому развитию огня. По мере удаления от очага пожара наблюдаются последовательно затухающие поражения. Наибольшему повреждению, как правило, подвергается оборудование, имущество и конструктивные элементы со стороны, обращенной к месту (очагу) возникновения пожара;

3) наличие следов значительного теплового воздействия над очагом пожара, что обуславливается активной передачей теплоты поднимающимся вверх нагретым в очаге воздухом и продуктами горения.

На негорючих материалах отражаются следы высокотемпературного воздействия в виде отслоений штукатурки, защитного слоя бетона, деформации металлических ферм, участков трубопроводов, систем вентиляции, обрушение конструкций.

4) наличие следов горения, имеющих вид конуса

Вершина конуса (очагового конуса) обращена в сторону очага. В невысоких помещениях (высота ниже 8-10м), где температура по высоте распределяется более равномерно, признаки “конуса” могут быть мало заметны. Для железобетонных, бетонных, кирпичных и оштукатуренных  конструкций и частей зданий общими признаками, по которым можно судить об “очаговом конусе”, являются: изменение цвета, характер закопчения, отслаивание, образование трещин и местных разрушений.   Деления направления распостранения горения и его первоначального очага. 

5) признаки очага пожара на отдельных частях здания и конструкциях:

а) из-за воздействия высоких температур пожара искусственные каменные материалы изменяют свою микроструктуру с наличием трещинообразования, оплавления, полного разрушения. При нагреве до 600⁰С силикатный кирпич теряет прочность в 3 раза с образованием большого количества трещин. Глиняный кирпич при нагреве до 800-900⁰С  образует сетку поверхностных трещин, отколы углов и шелушение раствора, при температуре 1000-1200⁰С наблюдается сильное повреждение кирпича и его разрушение. Тяжелый бетон под действием температуры до 300⁰С принимает розовый оттенок, от 400 до 600⁰С- красноватый, а от 900 до 1000⁰С-бледно-серый. 

б) учет образовавшихся на металлических поверхностях цветов побежалости, позволяет получить дополнительную информацию о нагреве детали в пожаре и установить достоверные сведения об очаге пожара:

-         соломенно-желтый     220-240⁰С.

-         оранжевый                   240-260⁰С.

-         красно-фиолетовый   260-280⁰С.

-         синий                              280-300⁰С.

-         черный                           3000C и более.

6) особенности источника зажигания:

а) при пожарах, возникших от керосиновых ламп, фонарей, электроплиток, их остатки могут свидетельствовать о месте, где первоначально возникло горение;

б) загорание в самых высоких местах объекта, оплавление металлических частей (металлической кровли, радио- или телеантенны, переплета и др.) или образование на них пятен с цветами побежалости указывает на возможность возникновения пожара в обнаруженном месте от молнии. Удар молнии можно выявить также по расплавам с ограниченной поверхностью на металлических проводниках. В каменной стене здания разряд молнии оставляет канал в виде продольных трещин, проходящих не по швам, а через середины кирпичей.

Заключение:
Таким образом, изучив свойства и поведение не сгораемых материалов, можно сделать вывод о том, что наука сопротивление материалов, очень важна для инженеров пожарной безопасности, ведь благодаря ей каждый инженер зная пожарные свойства строительных материалов, может оценивать поведение конструкций при пожаре, а также предлагать эффективные способы огнезащиты конструктивных элементов. Все это нужно для того, чтобы предотвратить различные виды чрезвычайных ситуаций связанные с обрушением конструкций и зданий, а так же их горением.

Список использованной литературы:
Учебное пособие АГПС МЧС России «Свойства и поведение строительных материалов в условиях пожара» Б. Ж. Битуев, В. М. Ройтман, Б. Б. Серков, А. Б. Сивенков, С. В. Стебунов
Учебник « Сопротивление материалов» 2003г. Александров А.В
Интернет ресурсы:
https://www.ngpedia.ru/id138627p1.html#::text=Несгораемые%20материалы%20-%20такие%2C%20,пород%2C%20песок%2C%20стекло)%20и%20металл
https://studopedia.ru/5_88789_stroitelnie-materiali-i-ih-povedenie-v-usloviyah-pozhara.html
https://35.mchs.gov.ru/glavnoe-upravlenie/sily-i-sredstva/ispytatelnaya-pozharnaya-laboratoriya/metodicheskie-rekomendacii/metodicheskie-rekomendacii-po-opredeleniyu-ochaga-pozhara-i-izyatiyu-veshchestvennyh-dokazatelstv-s-mesta-pozhara
https://ru.wikipedia.org/wiki/Сопротивление_материалов

https://storeint.ru/povedenie-stroitelnyh-konstruktsiy-pri-pozhare/