مقاله تحلیلی:‌ تأثیر شرایط مقید یا غیرمقید در مقاومت در برابر آتش

در ایالات‌متحده بیشتر طرح‌های حفاظت از آتش‌سوزی تنها بر پایه پیروی از قوانین الزامی مصوب انجام می‌شود. به کمک این روش، طراحان می‌توانند از لیست‌های موجودی که توسط آزمایش کوره استاندارد مورد آزمایش قرار گرفته، مجموعه‌های مقاوم در مقابل آتش را انتخاب کنند. در تست کوره معمول، المان‌های سازه‌ای در معرض آتش استاندارد قرار داده می‌شوند تا به این طریق میزان مقاومت آن‌ها در مقابل آتش ارزیابی شود، این مقاومت عمدتاً برحسب ساعت سنجیده می‌شود. برای بهره‌گیری از این لیست‌ها در شرایط خاص، معمار ابتدا باید مشخص کند که این نمونه در شرایط مقید آزمایش‌شده است یا غیر مقید. به همین دلیل معمولاً معمارها قبل از طراحی از مهندسان سازه درخواست می‌کنند که مبنای ارزیابی خود را از پیش مشخص کنند. در این مقاله ما بر آن هستیم که گذری تاریخچه وار بر نحوه انتخاب این مبنا داشته باشیم و برای معمارانی که در پی انجام آزمایش مقید هستند راهنمایی‌هایی ارائه کنیم.

در دهه 1970، آزمایش‌های مربوط به سنجش مقاومت در مقابل آتش که از آن به‌عنوان ASTM E 119 یاد می‌شود، به دو بخش مقید شده و غیر مقید تفکیک شد. این دسته‌بندی دوگانه عمدتاً توسط آزمایش‌های کوره‌ای بر روی مجموعه‌ای از تیرها و دال‌های فولادی مقید صورت گرفته است که قادر هستند با قرار گرفتن در معرض آتش به مدت طولانی‌تری به نسبت شرایط مقید نشده بار اعمال‌شده را تحمل می‌کنند. در یک آزمایش کوره استاندارد، وقتی یک تیر کامپوزیت و دال بتنی مقید است که هر دو در ابتدای آزمایش با لبه‌های افقی دیواره‌های کوره در تماس باشند. وقتی یک تیر کامپوزیت و دال بتنی غیر مقید است که انتهای تیر و دال بتنی بدون تماس با لبه کوره منبسط شوند.

شرایط مقید

عوامل بسیاری می‌توانند بر شرایط مقید یک جز سازه‌ای خاص که در معرض آتش قرار گرفته تأثیر بگذارد. این عوامل می‌توانند عملکرد سازه را در مقابل آتش تقویت یا تضعیف کنند. به‌عنوان‌مثال، یک تیر کف در یک سیستم سازه‌ای ممکن است تحت تأثیر حرارت دچار انبساط شود و درنتیجه به شاه‌تیرها و ستون‌ها نیروی جانبی مضاعفی را اعمال نماید. بسته به ویژگی‌های نقاط تکیه‌گاهی، ممکن است در برابر انبساط حرارتی مقاومت شود و یا بارهای جانبی ناشی از حرارت فراتر ظرفیت تیرها یا تکیه‌گاه‌ها برود. برخلاف آزمایش کوره، گاهی نیاز است که مقاومت در برابر انقباض حرارتی حاصل از خنک شدن هم در نظر گرفته شود.

دایرکتوری UL، متعلق به انجمن سازه‌های فولادی آمریکا (AISC) ANSI / AISC 360-16 ضمیمه 4 و سایر نشریات مربوطه، راهنمایی‌هایی درباره نحوه تعیین شرایط حرارتی مقید ارائه داده‌اند. بااین‌حال، نظر نویسندگان این است که معیار کنونی نیز مستلزم قضاوت طراح است. البته ممکن است طراحان نظرات متفاوتی داشته باشند چراکه در آزمایش کوره استاندارد، پاسخ سازه در ارزیابی میزان مقاومت در برابر آتش در نظر گرفته نمی‌شود. در ارزیابی مقید تیر کف و دال بتنی به یک اندازه با قاب کوره محدود می‌شوند.

سازمان‌های متعددی متصدی اجرای آزمایش‌های کوره هستند تا بتوانند به آنچه مدنظر ضوابط اجرایی ASTM E 119 دست یابند. AISC و AISI هزینه اجرایی تست جامع بر روی بستر مجموعه‌های فولادی را عهده‌دار شدند و مطالعات آن‌ها مؤید این نکته است که شرایط قیدی اعمال‌شده توسط دیواره‌های کوره تحت شرایط خاصی قابلیت مقاومت در برابر آتش را ندارند.

 این تست باعث شد که اصلاحاتی در لیست مشخص UL (D982) اعمال شود. NIST آزمایش‌های کوره‌ای را بر روی خرپاهای فولادی انجام داد (شکل 1A، b و c) و دریافت که یک مجموعه غیرمقید در قیاس با مجموعه مقید مقاومت بیشتری را در مقابل آتش نشان می‌دهد. بر مبنای نتایج این آزمایش تأثیر قیدی برای سیستم‌های سازه‌ای مختلف و شرایط قیدی مختلف تفاوت دارد و نمی‌توان الگوی ساده‌ای برای آن‌ها ارائه کرد.

 منبع

نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۵۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.