تصنيفات مقاومة الحريق للعناصر الهيكلية الخرسانية

ما هي تصنيفات مقاومة الحريق للعناصر الهيكلية الخرسانية؟

تُعتبر معدلات مقاومة الحريق للعناصر الهيكلية الخرسانية والبناء عاملين هما القدرة على التحمّل ومقاومة الحريق. يوفر معهد الخرسانة الأمريكي تعريف هذين المصطلحين. التحمّل ضد الحريق هو مقياس للوقت المنقضي الذي تظهر خلاله مادة أو مجموعة مقاومة للحريق في ظل ظروف محددة للاختبار والأداء عند تطبيقها على العناصر الهيكلية.

يجب البناء الخرساني قياسه بالطرق والمعايير المحدّدة في طريقة الاختبار القياسية لاختبارات الحريق الخاصة ببناء ومواد البناء. يتم تحديد البناء الخرساني على نطاق واسع لجدران الحريق وحواجز الحريق لأن البناء الخرساني غير قابل للاحتراق، ويوفر مقاومة دائمة للحريق، وهو اقتصادي في البناء. بقدر ما يتعلّق الأمر بمقاومة الحريق، فهي مادة أو خاصية تجميع لمقاومة الحريق أو توفير الحماية ضده عند تطبيقها على العناصر الهيكلية.

يتميز البناء الخرساني بالقدرة على احتواء الحريق أو الاستمرار في أداء وظيفة هيكلية محددة أو كليهما. بشكل عام، توفر رموز وكودات البناء الحد الأدنى من مقاومة الحريق اللازمة لأعضاء المباني تعتمد على نوع شغل الهيكل ووظيفة العنصر وأهمية المبنى ومحتويات المبنى واعتبارات الحماية من الحرائق الأخرى. توفر هذه المقالة معايير لتصنيفات مقاومة الحريق وفقًا للطريقة القياسية لتحديد مقاومة الحريق لتجميعات البناء الخرساني والبناء.

طرق تحديد تصنيف مقاومة الحريق للخرسانة والبناء:

وفقًا لِمتطلبات تحديد مقاومة الحرائق لتركيبات البناء الخرسانية والبناء، يجب تقدير مقاومة الحريق للمواد الخرسانية والبناء والتجمعات باستخدام إحدى الطرق الواردة في القسم التالي:

1- التأهيل عن طريق الاختبار الحراري للخرسانة:

تم اختبار المواد والتجمّعات من مواد البناء وفقًا لِلمتطلبات الواردة في طرق الاختبار القياسية لاختبارات الحريق لمواد البناء ومواده، وبناءً على النتائج والشروط الواردة في تصنيفات اختبار الحريق هذه، يتم تحديدها.

2- مقاومة الحريق المحسوبة للخرسانة:

تُعتبر مقاومة عناصر أو مجموعات خرسانة البناء التي تم الحصول عليها باستخدام الإجراء المنصوص عليها في متطلّبات تحديد مقاومة الحرائق لتركيبات البناء الخرسانية والبناء أو الإجراءات البديلة الأخرى مقبولة.

3- الموافقة من خلال الأداء السابق لمقاومة الحريق للخرسانة:

لا تستبعد متطلّبات تحديد مقاومة الحرائق لتركيبات البناء الخرسانية والبناء استخدام معدلات إطلاق النار للعناصر والتجمّعات التي تم استخدامها سابقًا والتي تم إثباتها من خلال الأداء.

طرق بديلة لتحديد تصنيف مقاومة الحريق للخرسانة والبناء:

لا تمنع متطلّبات تحديد مقاومة الحرائق لتركيبات البناء الخرسانية والبناء تطبيق التقنيات الجديدة والناشئة لتوقع سلامة الحياة وتأثيرات حماية الممتلكات في المباني والهياكل.

1- اختبار الحريق لتجميع الجدار:

يوفر اختبار الحرائق لتجميع الجدران بناءً على طرق الاختبار القياسية لاختبارات الحريق لمواد البناء ومواده أربعة معايير أداء يجب الوفاء بها:

1. مقاومة تجمّع الجدار ضد انتقال الحرارة من خلاله.
   
2. مقاومة انتقال اللهب أو الغازات الساخنة عبر الجدار كافية لإشعال النار وحرق فضلات القطن على الجانب الآخر من الجدار غير المعرّض للحريق.
   
3. تقليل قدرة الحمل على الجدار الحامل.
   
4. مقاومة التأثير والتآكل وتأثيرات التبريد لتيار خرطوم على التجميع بعد التعرّض للحريق.
   

مقاومة الحريق للعناصر الخرسانية والبناء المختلفة:

يتم التحكّم في مقاومة عناصر البناء والخرسانة ضد الحريق عن طريق نقل الرأس من خلال التجميع الذي يتم تحديده من خلال زيادة درجة الحرارة على الجانب الآخر من الجدار غير المعرّض للحريق. يتم استخدام وضع الفشل هذا لصياغة إجراء موحّد لحساب مقاومة الحريق لعناصر مختلفة من الخرسانة والبناء. يتم توفير إجراءات الحساب القياسية لأعضاء البناء والخرسانة المختلفة في الأقسام التالية:

1. انتقال الحرارة في البلاطات الخرسانية.
   
2. تصنيف مقاومة الحريق لجدار البناء الفردي. على سبيل المثال، جدار البناء الخرساني المفرد وجدار أحادي من الطين.
   
3. جدران وأرضيات وأسقف خرسانية أحادية الطبقة.
   
4. طبقات متعددة من الجدران والأرضيات والأسطح.
   

1- انتقال الحرارة في البلاطات الخرسانية:

يمكن تحديد مقاومة حريق البلاطات الخرسانية الهيكلية المدعومة ببساطة، والتي تتأثر بالمواد المكونة، باستخدام معامل الغطاء الخرساني الفعال كدالة لعزم التصميم إلى نسبة العزم الاسمية. فيما يتعلّق بالبلاطات المستمرة، تحدث تغييرات في التوزيع اللحظي، وبالتالي تزداد الضغوط السلبية ممّا يعني زيادة اللحظات السلبية عند الدعامات أيضًا. ولكن في حالة حدوث حريق، يكون التعزيز السلبي على مسافة أكبر من أصل الحريق مقارنة بالتعزيز الإيجابي وبالتالي لا تواجه نفس درجة الحرارة مثل قضبان الحديد الموجبة ويمكن التعامل مع الزيادة في اللحظة السلبية.

قد تُؤدي الزيادة في اللحظة السلبية إلى إنتاج قضبان فولاذية ويؤدي انخفاض اللحظة الإيجابية إلى إنشاء غرف لتأثير النار. يجب تمديد القضبان الفولاذية السالبة بشكل مناسب لاستيعاب إعادة توزيع العزم وتحولات الموقع لنقطة الانعطاف. يوصى بتمديد 20% كحد أدنى من قضبان الحديد ذات العزم السلبي الذروة على طول الامتداد بأكمله.

2- تصنيف مقاومة الحريق لجدار البناء الفردي:

تصنيف مقاومة الحرائق لجدران البناء وهي: جدران البناء المفردة، جدران البناء المتعددة، والجدار مع معالجة السطح يعتمد على تأثير الحشو وتأثير ملء نوى الوحدات المجوفة بمواد الحشو.

3- تصنيف مقاومة الحريق لحوائط وأرضيات وأسقف خرسانية أحادية الطبقة:

يعتمد تصنيف مقاومة الحريق للجدران والأرضيات والأسقف الخرسانية المسلحّة والعادية على السماكة المكافئة للعنصر. يتم توفير السماكة المكافئة لأنواع مختلفة من البناء الخرساني في ما يلي:

1. السماكة المكافئة للعضو الخرساني الصلب مع الأسطح المستوية تُساوي السماكة الفعلية للعضو.
   
2. يتم حساب السماكة المكافئة للوحات الأساسية المجوفة التي لها مقطع عرضي ثابت على طول الطول بالكامل من خلال صافي مساحة المقطع العرضي مقسومة على اللوحة.
   
3. السماكة المكافئة للحشو الصلب أو المملوء بشكل غير مُحكم بمادة مثل الرمل أو الطين الممتد أو الأردواز أو الصخر الزيتي أو الخبث يساوي سُمك الجدار الصلب أو اللوح.
   
4. السماكة المكافئة للعناصر ذات الحواف المستدقة تساوي 152 مم أو يتم تحديدها في موقع المسافة الأصغر بين الاثنين، وتضاعف السماكة الدنيا.
   
5. تساوي السماكة المكافئة لعناصر السطح المضلع إمّا الحد الأدنى لسماكة اللوح إذا لم يكن تباعد الأضلاع أقل من الحد الأدنى لسُمك أربع مرات، أو مساحة المقطع العرضي الصافي مقسومة على عرض اللوحة إذا كان التباعد بين الأضلاع أصغر من أربعة أضعاف الحد الأدنى للسماكة.
   

4- تصنيف مقاومة الحريق لجدران وأرضيات وأسقف متعددة الطبقات:

هناك عدة طرق مثل الحلول الرسومية والرقمية والتحليلية التي توفرها متطلّبات الكود لتقدير مقاومة الحريق للخرسانة وتجميعات البناء والتي تستخدم لتحديد مقاومة الحرائق للجدران والأرضيات والأسطح المكونة من طبقتين أو أكثر من أنواع مختلفة من الخرسانة والبناء أو كليهما. يعتبر كل حل مزيجًا مختلفًا ممكنًا من الوزن الطبيعي. شبه خفيفة الوزن والخرسانة خفيفة الوزن، والألواح العازلة وأنظمة العزل، وتطبيق مجموعات البناء المصنوعة من الطين والخرسانة كجزء من نظام متعدّد الطبقات.