עמידות אש לרכיבי פלדה במבנה (חלק א')

הקדמה

במאמר זה אפרט את השיטות להגנה פסיבית כנגד אש לרכיבים במבנה פלדה. עמידות אש למבנה נקבעת לפי תקנות הבנייה: תקנות התכנון והבניה (בקשה להיתר, תנאיו ואגרות) (תיקון מס' 3), התשס"ח - 2008 – קובץ התקנות 6173.

התיקון בתקנות מרכז נושאים הקשורים למרכיבי הבניין השונים, אשר התאמתם נדרשת לצורכי בטיחות אש. עיקרי ההוראות מתבססים על התקינה האמריקאית NFPA-101-Life Safety code וגם על סמך הידע והניסיון שהצטבר בישראל ע"י רשויות הכבאות, מהנדסי הבטיחות, אדריכלים ומהנדסים. לחלק ב' של המאמר לחץ כאן.

בתקנות רכיבי שלד הבניין יסווגו לעמידות אש לפי אחד מסוגי השלד כמפורט בטבלה:

 

המספרים הטבעיים בטבלה מסמנים את העמידות הדרושה של רכבי השלד במבנה ביחידות של שעות:

 

המספרים הרומים מציינים עמידות האש לפי אופי החומר:

השילוב של שני המספרים מציינים את סוג שלד המבנה. קביעת סוג השלד של המבנה נקבע לפי פרמטרים שונים כדוגמא: אופיו של המבנה (מגורים, משרדים, ציבורי), גובהו, תכולתו ומידת התפוסה שלו. בעיית עמידות אש קיימת גם במבני בטון, וההתמודדות עם עמידות האש במבנים אלה תלויה בממדי האלמנטים ובמידת הכיסוי של מוטות הזיון ושל וכבלי הדריכה.

 

רכיבי בטון

בעיית עמידות אש קיימת גם במבני בטון, וכי ההתמודדות עם עמידות האש בבטון תלוי בממדי האלמנטים ובמידת הכיסוי של מוטות הזיון ושל וכבלי הדריכה.

בטבלה 6.15  מתוך תקן 466 חלק 1 נקבע מהם המידות המינימאליות לרכיבים מבטון לצורך עמידה בדרישה לעמידות אש:

רכיבי פלדה

בטמפרטורות גבוהות, כול חומר עלול לאבד מחוזקו. לכול חומר מאופיינת טמפרטורת סף שהיא הטמפרטורה שבה חוזקו של החומר קטן. לדוגמא, טמפרטורת הסף של פלדה היא 500 מעלות צלזיוס.

במבנה עלולים להתרחש כשלים כגון קריסה של אלמנטים לחוצים, קריסה תוך כדי כפיפה, ועיבורים בפרופילים ובמחברים. בגרף הבא מתוך התקן האירופאי, Eurocode 3- Part 1-2 : General rules Structural fire design, ניתן לראות את היחס בין עליית הטמפרטורה להתארכות היחסית בפלדת קרבון:

בטבלה הבאה, שנכתבה בהתאם לתקן הבריטי BS5950 Part 8, ניתן לראות מהי הטמפרטורה המקסימאלית המותרת עבור אלמנטי קורה או עמוד - בהתאם לסוג המבנה (בניין משרדים ובית ספר או בבניין אחסנה) ולמספר הצדדים בהם האלמנטים חשופים לאש:

כאשר יחס העומס, Load ratio, ניתן ע"י הנוסחה:

 

לצורך המחשה, בתמונה הבאה עבור קבוצת המבנים הראשונה מהטבלה ביחס עומס (Load ratio) של 0.6 ניתן לראות את טמפרטורה המקסימאלית המותרת  עבור קורה חשופה לאש משלושה ומארבעה צדדים:

בעמידות אש של רכיב פלדה קיים קשר ישיר בין מידת היקף חשיפת הרכיב לאש לחתך הרכיב, יחס זה נקרא בקיצור Hp/A.

כאשר:

  • [Heat Perimetr (Hp) [m - אורך היקף החתך החשוף לאש.

  • [Cross-sectional Area [m^2 - שטח חתך פרופיל הפלדה.

 

 

לדוגמא: פרופיל RHS 100/100/5 החשוף לאש מארבעה צדדים, בעל שטח חתך 18.9 סמ"ר:

 

רכיב בעל שטח חתך גדול יותר, הינו רכיב כבד יותר, כמות החום הדרושה להעלאת הטמפרטורה שלו גדולה יותר, ולכן התחממותו איטית יותר.

חתך כבד יותר (בעל Hp/A נמוך) מתחמם לאט יותר מאשר חתך קל יותר (בעל Hp/A גבוה). בנוסף, חתך כבד יותר ידרוש בידוד הגנת אש נמוכה יותר מאשר חתך קל יותר - כדי לקבל את אותה עמידות אש.

בגרף הבא ניתן לראות את קצב החימום של שלוש קורות ללא הגנת אש החשופות לניסוי תקני של אש בתוך תנור, ביחסי Hp/A שונים:

לדוגמא, הטבלה הנ"ל לקוחה מתוך קטלוג של יצרן. בעזרתה ניתן לקבוע את העובי המינימאלי של האלמנט לצורך הגנת אש על פי היחס Hp/A, על סמך זמן עמידות האש הדרוש:

 

לחלק ב' של המאמר, בו יתוארו מספר שיטות וחומרים לצורך שיפור עמידות אש של רכיבים, לחץ כאן.

על המחבר
תגיות
הוספת תגובה
תגובות
3 תגובות
התמונה של אנונימי
ליאון אנף
שלום רב, אני מבקש לדעת: 1. מי קובע את סוג שלד הבניין? 2. איך קובעים את סוג שלד הבניין? 3. מה הסיווג של מבנה לדוגמא מוסך שהגג שלו בניה קלה, הקירות בטון מחופים בפח ?
התמונה של אנונימי
ליאון אנף
צהריים טובים, אני מבקש לדעת איך אני מסווג את החומר לעניין עמידות אש, הכוונה איך אני יודע לדוגמא מה אני משייך לחומר מסוג אלומיניום בקירוי חורף. או במילים אחרות TYPE 1 על איזה סוגי חומרים הוא מתייחס . TYPE2 לאיזה סוגי חומרים?
התמונה של אנונימי
אלי מ
מאמר מעניין מאוד, איך מקבלים הודעה כשמתפרסם החלק השני?
על המחבר

רק למשתמשים רשומים גישה מלאה לכל ישומי האתר !

על מנת ליהנות מכל הפיצ'רים והשירותים אותם אנו מציעים בפורטל החדש - מומלץ לבצע הרשמה קצרה ולנהל כרטיס אישי (ניתן גם באמצעות היוזר בפייסבוק).

ההרשמה והשימוש בתכני הפורטל ללא עלות !

הירשםהתחבר

לחצת על "סל המשרות"

רק למשתמשים רשומים גישה לסל המשרות

אנו ממליצים לכם להירשם או להתחבר לאתר כדי ליהנות ולייעל את תהליך חיפוש העבודה.

משתמש שאינו רשום רשאי לשלוח קורות חיים לכל משרה בנפרד.

חזרה ללוח הדרושים | הירשם | התחבר

ניתן להשתמש בחצי המקלדת בכדי לנווט בין כפתורי הרכיב
",e=e.removeChild(e.firstChild)):"string"==typeof o.is?e=l.createElement(a,{is:o.is}):(e=l.createElement(a),"select"===a&&(l=e,o.multiple?l.multiple=!0:o.size&&(l.size=o.size))):e=l.createElementNS(e,a),e[Ni]=t,e[Pi]=o,Pl(e,t,!1,!1),t.stateNode=e,l=Ae(a,o),a){case"iframe":case"object":case"embed":Te("load",e),u=o;break;case"video":case"audio":for(u=0;u<$a.length;u++)Te($a[u],e);u=o;break;case"source":Te("error",e),u=o;break;case"img":case"image":case"link":Te("error",e),Te("load",e),u=o;break;case"form":Te("reset",e),Te("submit",e),u=o;break;case"details":Te("toggle",e),u=o;break;case"input":A(e,o),u=M(e,o),Te("invalid",e),Ie(n,"onChange");break;case"option":u=B(e,o);break;case"select":e._wrapperState={wasMultiple:!!o.multiple},u=Uo({},o,{value:void 0}),Te("invalid",e),Ie(n,"onChange");break;case"textarea":V(e,o),u=H(e,o),Te("invalid",e),Ie(n,"onChange");break;default:u=o}Me(a,u);var s=u;for(i in s)if(s.hasOwnProperty(i)){var c=s[i];"style"===i?ze(e,c):"dangerouslySetInnerHTML"===i?(c=c?c.__html:void 0,null!=c&&Aa(e,c)):"children"===i?"string"==typeof c?("textarea"!==a||""!==c)&&X(e,c):"number"==typeof c&&X(e,""+c):"suppressContentEditableWarning"!==i&&"suppressHydrationWarning"!==i&&"autoFocus"!==i&&(ea.hasOwnProperty(i)?null!=c&&Ie(n,i):null!=c&&x(e,i,c,l))}switch(a){case"input":L(e),j(e,o,!1);break;case"textarea":L(e),$(e);break;case"option":null!=o.value&&e.setAttribute("value",""+P(o.value));break;case"select":e.multiple=!!o.multiple,n=o.value,null!=n?q(e,!!o.multiple,n,!1):null!=o.defaultValue&&q(e,!!o.multiple,o.defaultValue,!0);break;default:"function"==typeof u.onClick&&(e.onclick=Fe)}Ve(a,o)&&(t.effectTag|=4)}null!==t.ref&&(t.effectTag|=128)}return null;case 6:if(e&&null!=t.stateNode)Ll(e,t,e.memoizedProps,o);else{if("string"!=typeof o&&null===t.stateNode)throw Error(r(166));n=yn(yu.current),yn(bu.current),Jn(t)?(n=t.stateNode,o=t.memoizedProps,n[Ni]=t,n.nodeValue!==o&&(t.effectTag|=4)):(n=(9===n.nodeType?n:n.ownerDocument).createTextNode(o),n[Ni]=t,t.stateNode=n)}return null;case 13:return zt(vu),o=t.memoizedState,0!==(64&t.effectTag)?(t.expirationTime=n,t):(n=null!==o,o=!1,null===e?void 0!==t.memoizedProps.fallback&&Jn(t):(a=e.memoizedState,o=null!==a,n||null===a||(a=e.child.sibling,null!==a&&(i=t.firstEffect,null!==i?(t.firstEffect=a,a.nextEffect=i):(t.firstEffect=t.lastEffect=a,a.nextEffect=null),a.effectTag=8))),n&&!o&&0!==(2&t.mode)&&(null===e&&!0!==t.memoizedProps.unstable_avoidThisFallback||0!==(1&vu.current)?rs===Qu&&(rs=Yu):(rs!==Qu&&rs!==Yu||(rs=Gu),0!==us&&null!==es&&(To(es,ns),Co(es,us)))),(n||o)&&(t.effectTag|=4),null);case 4:return wn(),Ol(t),null;case 10:return Zt(t),null;case 17:return It(t.type)&&Ft(),null;case 19:if(zt(vu),o=t.memoizedState,null===o)return null;if(a=0!==(64&t.effectTag),i=o.rendering,null===i){if(a)mr(o,!1);else if(rs!==Qu||null!==e&&0!==(64&e.effectTag))for(i=t.child;null!==i;){if(e=_n(i),null!==e){for(t.effectTag|=64,mr(o,!1),a=e.updateQueue,null!==a&&(t.updateQueue=a,t.effectTag|=4),null===o.lastEffect&&(t.firstEffect=null),t.lastEffect=o.lastEffect,o=t.child;null!==o;)a=o,i=n,a.effectTag&=2,a.nextEffect=null,a.firstEffect=null,a.lastEffect=null,e=a.alternate,null===e?(a.childExpirationTime=0,a.expirationTime=i,a.child=null,a.memoizedProps=null,a.memoizedState=null,a.updateQueue=null,a.dependencies=null):(a.childExpirationTime=e.childExpirationTime,a.expirationTime=e.expirationTime,a.child=e.child,a.memoizedProps=e.memoizedProps,a.memoizedState=e.memoizedState,a.updateQueue=e.updateQueue,i=e.dependencies,a.dependencies=null===i?null:{expirationTime:i.expirationTime,firstContext:i.firstContext,responders:i.responders}),o=o.sibling;return Mt(vu,1&vu.current|2),t.child}i=i.sibling}}else{if(!a)if(e=_n(i),null!==e){if(t.effectTag|=64,a=!0,n=e.updateQueue,null!==n&&(t.updateQueue=n,t.effectTag|=4),mr(o,!0),null===o.tail&&"hidden"===o.tailMode&&!i.alternate)return t=t.lastEffect=o.lastEffect,null!==t&&(t.nextEffect=null),null}else 2*ru()-o.renderingStartTime>o.tailExpiration&&1t)&&vs.set(e,t)))}}function Ur(e,t){e.expirationTimee?n:e,2>=e&&t!==e?0:e}function qr(e){if(0!==e.lastExpiredTime)e.callbackExpirationTime=1073741823,e.callbackPriority=99,e.callbackNode=$t(Vr.bind(null,e));else{var t=Br(e),n=e.callbackNode;if(0===t)null!==n&&(e.callbackNode=null,e.callbackExpirationTime=0,e.callbackPriority=90);else{var r=Fr();if(1073741823===t?r=99:1===t||2===t?r=95:(r=10*(1073741821-t)-10*(1073741821-r),r=0>=r?99:250>=r?98:5250>=r?97:95),null!==n){var o=e.callbackPriority;if(e.callbackExpirationTime===t&&o>=r)return;n!==Yl&&Bl(n)}e.callbackExpirationTime=t,e.callbackPriority=r,t=1073741823===t?$t(Vr.bind(null,e)):Wt(r,Hr.bind(null,e),{timeout:10*(1073741821-t)-ru()}),e.callbackNode=t}}}function Hr(e,t){if(ks=0,t)return t=Fr(),No(e,t),qr(e),null;var n=Br(e);if(0!==n){if(t=e.callbackNode,(Ju&(Wu|$u))!==Hu)throw Error(r(327));if(lo(),e===es&&n===ns||Kr(e,n),null!==ts){var o=Ju;Ju|=Wu;for(var a=Yr();;)try{eo();break}catch(t){Xr(e,t)}if(Gt(),Ju=o,Bu.current=a,rs===Ku)throw t=os,Kr(e,n),To(e,n),qr(e),t;if(null===ts)switch(a=e.finishedWork=e.current.alternate,e.finishedExpirationTime=n,o=rs,es=null,o){case Qu:case Ku:throw Error(r(345));case Xu:No(e,2=n){e.lastPingedTime=n,Kr(e,n);break}}if(i=Br(e),0!==i&&i!==n)break;if(0!==o&&o!==n){e.lastPingedTime=o;break}e.timeoutHandle=Si(oo.bind(null,e),a);break}oo(e);break;case Gu:if(To(e,n),o=e.lastSuspendedTime,n===o&&(e.nextKnownPendingLevel=ro(a)),ss&&(a=e.lastPingedTime,0===a||a>=n)){e.lastPingedTime=n,Kr(e,n);break}if(a=Br(e),0!==a&&a!==n)break;if(0!==o&&o!==n){e.lastPingedTime=o;break}if(1073741823!==is?o=10*(1073741821-is)-ru():1073741823===as?o=0:(o=10*(1073741821-as)-5e3,a=ru(),n=10*(1073741821-n)-a,o=a-o,0>o&&(o=0),o=(120>o?120:480>o?480:1080>o?1080:1920>o?1920:3e3>o?3e3:4320>o?4320:1960*Uu(o/1960))-o,n=o?o=0:(a=0|l.busyDelayMs,i=ru()-(10*(1073741821-i)-(0|l.timeoutMs||5e3)),o=i<=a?0:a+o-i),10 component higher in the tree to provide a loading indicator or placeholder to display."+N(i))}rs!==Zu&&(rs=Xu),l=yr(l,i),f=a;do{switch(f.tag){case 3:u=l,f.effectTag|=4096,f.expirationTime=t;var w=Ar(f,u,t);ln(f,w); break e;case 1:u=l;var E=f.type,k=f.stateNode;if(0===(64&f.effectTag)&&("function"==typeof E.getDerivedStateFromError||null!==k&&"function"==typeof k.componentDidCatch&&(null===ms||!ms.has(k)))){f.effectTag|=4096,f.expirationTime=t;var _=Ir(f,u,t);ln(f,_);break e}}f=f.return}while(null!==f)}ts=no(ts)}catch(e){t=e;continue}break}}function Yr(){var e=Bu.current;return Bu.current=Cu,null===e?Cu:e}function Gr(e,t){eus&&(us=e)}function Jr(){for(;null!==ts;)ts=to(ts)}function eo(){for(;null!==ts&&!Gl();)ts=to(ts)}function to(e){var t=Fu(e.alternate,e,ns);return e.memoizedProps=e.pendingProps,null===t&&(t=no(e)),qu.current=null,t}function no(e){ts=e;do{var t=ts.alternate;if(e=ts.return,0===(2048&ts.effectTag)){if(t=br(t,ts,ns),1===ns||1!==ts.childExpirationTime){for(var n=0,r=ts.child;null!==r;){var o=r.expirationTime,a=r.childExpirationTime;o>n&&(n=o),a>n&&(n=a),r=r.sibling}ts.childExpirationTime=n}if(null!==t)return t;null!==e&&0===(2048&e.effectTag)&&(null===e.firstEffect&&(e.firstEffect=ts.firstEffect),null!==ts.lastEffect&&(null!==e.lastEffect&&(e.lastEffect.nextEffect=ts.firstEffect),e.lastEffect=ts.lastEffect),1e?t:e}function oo(e){var t=qt();return Vt(99,ao.bind(null,e,t)),null}function ao(e,t){do lo();while(null!==gs);if((Ju&(Wu|$u))!==Hu)throw Error(r(327));var n=e.finishedWork,o=e.finishedExpirationTime;if(null===n)return null;if(e.finishedWork=null,e.finishedExpirationTime=0,n===e.current)throw Error(r(177));e.callbackNode=null,e.callbackExpirationTime=0,e.callbackPriority=90,e.nextKnownPendingLevel=0;var a=ro(n);if(e.firstPendingTime=a,o<=e.lastSuspendedTime?e.firstSuspendedTime=e.lastSuspendedTime=e.nextKnownPendingLevel=0:o<=e.firstSuspendedTime&&(e.firstSuspendedTime=o-1),o<=e.lastPingedTime&&(e.lastPingedTime=0),o<=e.lastExpiredTime&&(e.lastExpiredTime=0),e===es&&(ts=es=null,ns=0),1u&&(c=u,u=l,l=c),c=Ue(w,l),f=Ue(w,u),c&&f&&(1!==k.rangeCount||k.anchorNode!==c.node||k.anchorOffset!==c.offset||k.focusNode!==f.node||k.focusOffset!==f.offset)&&(E=E.createRange(),E.setStart(c.node,c.offset),k.removeAllRanges(),l>u?(k.addRange(E),k.extend(f.node,f.offset)):(E.setEnd(f.node,f.offset),k.addRange(E)))))),E=[];for(k=w;k=k.parentNode;)1===k.nodeType&&E.push({element:k,left:k.scrollLeft,top:k.scrollTop});for("function"==typeof w.focus&&w.focus(),w=0;w=t&&e<=t}function To(e,t){var n=e.firstSuspendedTime,r=e.lastSuspendedTime;nt||0===n)&&(e.lastSuspendedTime=t),t<=e.lastPingedTime&&(e.lastPingedTime=0),t<=e.lastExpiredTime&&(e.lastExpiredTime=0)}function Co(e,t){t>e.firstPendingTime&&(e.firstPendingTime=t);var n=e.firstSuspendedTime;0!==n&&(t>=n?e.firstSuspendedTime=e.lastSuspendedTime=e.nextKnownPendingLevel=0:t>=e.lastSuspendedTime&&(e.lastSuspendedTime=t+1),t>e.nextKnownPendingLevel&&(e.nextKnownPendingLevel=t))}function No(e,t){var n=e.lastExpiredTime;(0===n||n>t)&&(e.lastExpiredTime=t)}function Po(e,t,n,o){var a=t.current,i=Fr(),l=su.suspense;i=jr(i,a,l);e:if(n){n=n._reactInternalFiber;t:{if(J(n)!==n||1!==n.tag)throw Error(r(170));var u=n;do{switch(u.tag){case 3:u=u.stateNode.context;break t;case 1:if(It(u.type)){u=u.stateNode.__reactInternalMemoizedMergedChildContext;break t}}u=u.return}while(null!==u);throw Error(r(171))}if(1===n.tag){var s=n.type;if(It(s)){n=Dt(n,s,u);break e}}n=u}else n=Al;return null===t.context?t.context=n:t.pendingContext=n,t=on(i,l),t.payload={element:e},o=void 0===o?null:o,null!==o&&(t.callback=o),an(a,t),Dr(a,i),i}function Oo(e){if(e=e.current,!e.child)return null;switch(e.child.tag){case 5:return e.child.stateNode;default:return e.child.stateNode}}function Ro(e,t){e=e.memoizedState,null!==e&&null!==e.dehydrated&&e.retryTime