الهیکل الفولاذي المستخدم في البناء نفسه غير قابل للاحتراق ، ولكن عند تعرضه لدرجات حرارة عالية ، قد يتعرض هيكله العام وسلامته للخطر. هذا هو السبب في أن تقوية الهیکل الفولاذي ضد الحريق مهم للغاية في معظم الإنشاءات.
نظرًا لقوته العالية وليونته ، يعد الفولاذ الهيكلي أحد أكثر المواد شيوعًا المستخدمة في تشييد المبنی. نظرًا لأن الخرسانة المسلحة يمكن أن تقاوم انتشار الحريق وتتحمل درجات حرارة أعلى ، فهي تستخدم لتقوية الهيكل العظمي.
في هذه المقالة ، سنتحدث حصريًا عن تقوية الهیکل الفولاذي. لذا ابق معنا.
كيف تؤثر النار على الهيكل الفولاذي للهيكل؟
يمكن أن يكون الفهم الأفضل للطريقة الفريدة للهيكل الفولاذي والحفاظ على سلامته في حالة نشوب حريق مفيدًا جدًا لمديري الإنشاءات والمقاولين.
درجة حرارة إنتاج الفولاذ
يمكن أن يتحمل الهیکل الفولاذي غير المقوى حوالي 425 درجة مئوية قبل أن يبدأ في التليين.
في درجات حرارة تتراوح بين 600 درجة مئوية و 650 درجة مئوية ، يفقد الفولاذ نصف قوته ويكون عرضة لخطر الانهيار. بالطبع ، من النادر جدًا أن يصل حريق المنزل إلى درجات حرارة أعلى من 600 درجة مئوية ، كما يمكنك أن تتخيل ، هناك عدد قليل جدًا من الحرائق واسعة النطاق التي تهدد بشكل خطير السلامة الهيكلية لتقوية الهيكل الفولاذي للمبنى. لذلك ، عادة ما يتم تقوية الهیکل الفولاذي ضد الحريق في الحظائر الصناعية والورش والمصانع وغيرها من الهياكل حيث يوجد احتمال نشوب حريق ضخم.
تأثير الحريق على الهياكل الفولاذية
في حالة نشوب حريق ، تتغير خصائص مادة الفولاذ وتخضع لعملية تسمى التمدد الحراري. خلال هذه العملية ، يتغير لونها حسب درجة حرارتها.
من الأصفر الباهت (220 درجة مئوية) إلى مجموعة واسعة من ظلال البنفسج (260 درجة مئوية إلى 285 درجة مئوية) ، إلى الأزرق (290 درجة مئوية إلى 330 درجة مئوية) وأخيرا إلى الأحمر والأصفر واللمعان. 1400 درجة مئوية.
بعد إطفاء الحريق أو نهايته بشكل طبيعي ، يحاول الهيكل الفولاذي الانكماش مرة أخرى إلى شكله الأصلي ، لكنه عادة ما يعاني من تشققات في هيكله تهدد سلامته مع الأحمال الرئيسية والمتبقية عليه.
إذا ظل الحريق أقل من 700 درجة مئوية لمدة تقل عن 20 دقيقة ، فسيكون تقليل صلابة وقوة الهیکل الفولاذي مؤقتًا فقط. هذا يعني أنه على الرغم من أن الفولاذ قد يبدو مشوهًا ، إلا أنه يعود إلى خصائصه الأصلية بعد نشوب حريق ولا يتعرض للخطر بشكل دائم. ومع ذلك ، يمكن أن يحدث الكسر الهيكلي إذا كان الفولاذ مشوهًا.
نقطة انصهار الهيكل الفولاذي
أدنى نقطة يذوب فيها الفولاذ الكربوني بدون مقاومة للحريق هي 1130 درجة مئوية ، على الرغم من أن 0٪ من الفولاذ الكربوني لن يذوب حتى 1492 درجة مئوية. بغض النظر عن نوع الفولاذ ، عادةً ما يذوب أي فولاذ تمامًا عند درجة حرارة حوالي 1550 درجة مئوية.
كيف يتم عمل العوامل الفعالة لتقوية الهيكل الفولاذی ضد الحريق؟
يتم حساب مقاومة حريق الهیکل الفولاذي وفقًا للمعايير الثلاثة الرئيسية للقدرة على التحمل والسلامة والعزل ، وكلها ضرورية للحد من مخاطر تلف المبنى بسبب الحريق.
يشير “وقت مقاومة الحريق” للهیکل الفولاذي ، المُقاس بالدقائق ، إلى المدة التي سيستمر فيها الهیکل الفولاذي في الحريق قبل أن يتعرض للخطر بسبب العوامل التالية:
• قدرة تحمل الأحمال: ما إذا كان الفولاذ قادرًا على تحمل الحمل المطلوب دون الانهيار أم لا.
• النزاهة: قدرة الفولاذ على منع مرور الحرارة واللهب والدخان
• العزل: قدرة الفولاذ على تحمل التعرض لدرجات حرارة مرتفعة
ما هي اللوائح الصناعية الخاصة بمقاومة الهياكل الفولاذية للنيران؟
يمكن أن تختلف متطلبات تقوية الهیکل الفولاذي ضد الحريق اختلافًا كبيرًا اعتمادًا على الغرض من المبنى وارتفاعه.
يتم النظر في هذه المعايير بناءً على مبادئ السلامة الخاصة بمقاومة المبنى للحريق ، والتي بموجبها: مبنى المكاتب الذي يصل ارتفاعه إلى 30 مترًا ولا يحتوي على نظام حماية من الحريق يكون الحد الأدنى لمقاومة الحريق 90 دقيقة.
مبنى تجاري (مثل محل) يصل ارتفاعه من مستوى سطح الأرض إلى 19 مترًا ، وتكون مدة مقاومة الحريق فيه 60 دقيقة على الأقل.
تقوم المعايير الجديدة بتقييم كل مبنى وفقًا “لملف تعريف مخاطر” فريد بناءً على عدد المقيمين والتهوية ومجموعة من الظروف الأخرى.
في حين أن اللوائح المذكورة أعلاه لا تشير بشكل مباشر إلى مقاومة الحريق ، إلا أنها توفر سياقًا كافياً للمقاولين والمديرين وفرق الموقع لاتخاذ قرار بشأن الحل الأكثر فعالية لحماية الهيكل من الحريق.
تقوية الهيكل الفولاذ ضد الحريق
بالنظر إلى أن الفولاذ الهيكلي مادة شائعة في مشاريع البناء ، القديمة والجديدة ، هناك عدة طرق لزيادة مقاومة الهيكل الفولاذي للحريق.
تنقسم هذه الطرق إلى فئتين: تفاعلية وغير تفاعلية استنادًا إلى ما إذا كانت قدرتها على الحماية من الحريق “تفاعلية” مع درجات الحرارة المرتفعة.
على سبيل المثال ، يعتبر الطلاء المنتفخ حلاً تفاعليًا لحماية الفولاذ لأنه يتمدد عند تعرضه للحرارة الشديدة ، بينما تحمي الطلاءات الأسمنتية عوارض الفولاذ في جميع الظروف وهي حل غير تفاعلي.
استنتاج
بشكل عام ، يتم تصنيف مواد البناء وتقویه الفولاذ عادةً بناءً على اختبارات مختلفة. على سبيل المثال ، إذا تم تصنيف طريقة معينة لتقویه الهیکل الفولاذي المقاوم للحريق لمدة 60 دقيقة ، فهذا يعني أنه يجب أن تساعد في الحفاظ على سلامة الهيكل لمدة 60 دقيقة على الأقل. من الواضح أنه كلما ارتفع التصنيف ، سيتوفر المزيد من الوقت للإخلاء وإخماد الحريق مع الحد من الضرر. يمكنك الاتصال بالخبراء على موقعنا للحصول على المشورة بشأن تقویه المباني و الهیاکل الفولاذية.