پژوهش به منظور تهیه دستورالعمل ارزیابی پوشش های محافظت کننده معدنی در برابر آتش برای سازه های فولادی

ایمنی ساختمان‌ها در برابر آتش موضوع مهمی است که در طراحی و اجرای ساختمان‌ها باید در نظر گرفته شود. آتش سوزی می تواند باعث خسارات جانی و مالی شدید و حتی ریزش کامل ساختمان شود. فولاد مادهای غیرقابل سوختن است ولی مشخصات مکانیکی آن شامل مدول الاستیسیته و مقاومت تسلیم، با افزایش دما، کاهش مییابد. بنابراین افزایش دما موجب افت ظرفیت باربری یک تیر یا ستون فولادی میشود. مقاومت در برابر آتش از خواص مهم مصالح و اجزای ساختمانی است که باید در نظر گرفته شود، تا در صورت وقوع آتش‌سوزی، با جلوگیری از شکست سازه و نیز با تأخیر انداختن در گسترش آتش‌سوزی، از وقوع تلفات جانی، خسارات به دارایی ها یا آسیب به ساختمان کاسته شود. در روش تجویزی (مبحث سوم مقررات ملی ساختمان و نشریه 682 مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی) ساختمانها برا ساس نوع کاربری و ساختار آن (که بسته به میزان مقاومت در برابر آتش اجزاء و سیستم های ساختمانی است) دسته بندی می شوند، و بر اساس آنها محدودیت های مربوط به تعداد طبقات و مساحت هر طبقه بیان می شود. یکی از روش‌های محافظت در برابر آتش، باستفاده از سیستم‌های غیر فعال برای محافظت سازه در برابر آتش است، پوشش های معدنی یکی از این روش ها است که هنگام قرارگیری در معرض حرارت به علت ضریب هدایت حرارتی پائین و آزاد سازی بخار آب باعث محافظت سازه فولادی در برابر آتش می شوند. در این تحقیق برای تعیین ضخامت پوشش محافظتکننده در برابر آتش برای یک سازه فولادی، یک مبنای علمی تدوین و مورد استفاده قرار می گیرد که برای این امر از مفهوم دمای بحرانی استفاده (یعنی دمایی که اگر ستون یا تیر به آن برسند، در اثر بارهای وارده گسیخته میشوند یا به عبارت دیگر، دمای بحرانی، دمایی است که افت مقاومت ناشی از آن به حدی است که دیگر تیر یا ستون فولادی قادر به تحمل بارهای وارده نمیباشند) میشود. در این پروژه با توجه به آئیننامههای EN 1993-1-2 و یا ANSI/AISC 360، پارامترهای موثر بر روی دمای بحرانی ستون یا تیر، شناسایی خواهد شد و سپس نحوه محاسبه این دمای بحرانی بررسی میشود. ضخامت پوشش محافظتکننده بر روی یک عضو فولادی باید به اندازهای باشد تا تاخیر زمانی ایجاد شده برای رسیدن آن عضو به دمای بحرانیاش (دمای گسیختگی) حداقل برابر زمان مقاومت در برابر آتش مورد نیاز مطابق آئیننامه محافظت در برابر آتش مورد استناد باشد. در ادامه تحقیق، با توجه به استاندارد EN 13381-4 روند ارزیابی هر نوع پوشش محافظتکننده در برابر آتش برای سازه فولادی مشخص میشود. به عبارت دیگر معلوم میشود که برای بررسی عملکرد پوششهای محافظتکننده، چه نوع و چه تعداد آزمایشهایی لازم است و نحوه انجام این آزمایشها به چه صورت میباشد. در ادامه، نحوه تعمیم نتایج این آزمایشها و تولید جداول ضخامت پوشش محافظتکننده بررسی خواهد شد. این جداول شامل چهار پارامتر ضریب مقطع، دمای طراحی، مدت زمان رسیدن به آن دمای طراحی و ضخامت پوشش محافظتکننده میباشد که با انتخاب سه پارامتر اول، پارامتر چهارم از این جداول استخراج میشود. در ادامه به مطالعه استانداردها و الزامات اروپایی در زمینه آیین‌نامه ارزیابی و کنترل کیفی پوشش های معدنی پرداخته می شود و استانداردهای لازم برای ارزیابی این پوشش ها تدوین می گردد. این الزامات می تواند شامل خواص فیزیکی، مکانیکی و دوام باشد و روشهای آزمون آنها نیز باید بررسی گردد. در انتها نرم افزاری برای محاسبه میزان ضخامت پوشش محافظ در برابر آتش بر اساس روش های ارائه شده در استاندارد EN 13381-4 طراحی می گردد.