2

الصفحة العنوان

4 مقدمة

6 مجال البحث

المعاينة البصرية وتقدير خطورة الحريق: الفصل األول

8 أهداف المعاينة البصرية

9 تقدير خطورة الحريق

9 الطريقة األولى

9 الطريقة الثانية

10 الطريقة الثالثة

11 الطريقة الرابعة

11 تقييم األضرار وتقديرها

12 ) المعاينة اإلنشائية( المرحلة األولى

الحاالت الحدية لمقاومة المنشأ للحريق: الفصل الثانى 15 مقدمة

16 حد مقاومة المنشآت للحريق

دراسة تغير مواصفات الخرسانة المسلحة نتيجة تعرضها: الفصل الثالث

للحريق

21 ضغط والشددراسة تغير مقاومة الخرسانة على ال

بتأثير درجات الحرارة العالية

3

الصفحة ن العنوا

24 اللدنة للخرسانة -تغير المواصفات المرنة

26 تأثير الحرارة العالية على مواصفات حديد التسليح

فى الخرسانة المسلحة

26 رة العالية على المواصفات تأثير درجات الحرا

الميكانيكية لحديد التسليح

30 اللدنة لحديد التسليح -تغير المواصفات المرنة

ارتفاع درجة الحرارة مع

التحقق من متانة العناصر المعرضة للحريق: الفصل الرابع 36 دراسة العناصر المعرضة لتأثير درجات الحرارة العالية

والتحقق من متانتها

تعرضها للحريقطرق ترميم المنشآت الخرسانية بعد: الفصل الخامس

43 التوصيات التى يجب مراعاتها لتامين مقاومة الحريق -

. فى المنشآت الخرسانية

47 مقارنة لبعض االختبارات التى أجريت لزيادة الغطاء الخرسانى -

.قلمقاومة تأثير الحري

48 إزالة بقع الحريق -

49 المراجع-

4

تتعoرض العناصoر اإلنشoائية خoالل فتoرة اسoتثمارها إلoى ظoروف عمoل مختلفة

تكoون مغايرة عن االعتبارات التصميمية لهذه العناصر مما يؤدى إلى التأثير على وقoد

. مoتانة وقoوة تحملهoا وديمومoتها ويجعلهoا بحاجة إلى إعادة تقييم قوة تحملها ومتانتها

سoبب مoن ارتفoاع فoى درجات الحرارة من الظواهر التى وتعتبoر ظاهoرة الحoريق ومoا ت

يجoب إعطائهoا أهمoية خاصoة نظoرا لتأثيoرها علoى مoتانة وديمoومة المنشآت الخرسانية

وتعتبoر مسoالة تامoين العناصoر اإلنشoائية المخoتلفة لمقاومة الحريق ودرجات الحرارة .

لعناصooر اإلنشoooائية ولتقيoooيم مooتانة المنشooآت وقoooوة تحمooل ا . العالooية ذات أهمooية آبيooرة

المختلفة بشكل صحيح البد من تحديد مواصفات المواد اإلنشائية بعد تعرضها لدرجات

الحooرارة العالooية حooيث يحooدث تغيooر فooى الخooواص الفيooزيائية والميكانيكooية للخرسooانة

.رة التى يتعرض لها ومدة تأثيرهاولحديد التسليح تبعا لنوعه ودرجات الحرا

بنية من جراء نشوب الحرائق فيها حيث يكون الضرر آبيرا أو وتأثoر مخoتلف أنواع األ

جoزئيا للمبنoى وفoى آثيoرا مoن األحoيان قoد يكoون مoن الضoروري هoدم المبنoى جزئيا أو

و فoى مطلoق األحoوال فoان مقدار الضرر الناجم عن اى حريق يتعلق إلى حد آبير . آلoيا

تسخين المنشأ آكل أو بعض بدرجoة الحoرارة التoى وصoل إلoيها الحoريق وبالتالى درجة

وان الشooعور بالooيأس والooرعب لمقooدار الضooرر الحooادث هooو أول . عناصooره اإلنشooائية

ويتوقف هذا الوضع . مانشoعر بoه علoى األغلoب لoدى مشoاهدتنا بoناء متضoرر بالحoريق

علooى مقooدار الحطooام المتناثooر حooول المبنooى مooع وجooود الooرائحة الواخooزة الooناتجة عooن

محتoرقة وفoى اغلoب الحoاالت وان آoان الضoرر لoيس خطيoرا أو آبيرا األشoياء العديoدة ال

آمooا يظooن فooى الooبداية غيooر انooه مooن الضooرورى التفكيooر بقooرارات فooورية مooن الooواجب

اتخاذهoا لتامoين المنشoأ لفتoرة قصoيرة سoواء أآoان مoن الضoرورى القيام بأعمال تدعيم

وعلooى األرجooح فانooه .مؤقooتة أو تهooديم لألجooزاء المتضooررة آثيooرا والتooى تشooكل خطooرا

5

سoيكون مooن الضooرورى فooى بعooض الحooاالت تقريooر ذلooك بسooرعة وبعooد الحooريق مباشooرة

وتجدر . اسoتنادا إلoى المشoاهد العينoية والoى ملكة التميز المتوفرة لدى المهندس الخبير

اإلشoارة إلoى أن عملoية تقيoيم أضoرار المبانoى مoن جoراء الحريق يطلق عليها اسم الفن

وتجooدر . وهooى تعoتمد بصoورة أساسoية علooى الخبoرة الشخصoية Black Art)(األسoود

اإلشoارة إلoى أن شoرآات التامoين فoى انجلتoرا سoواء الخاصoة بالمالكين أو المستأجرين

وهذا أمر . يلoزمها إضoافة إلoى ذلoك معoرفة مoا إذا آoان مoن الممكن الحفاظ على المبنى

تدميره وإعادة بنائه ؟فهل من الواجب إصالح المبنى أم. يجب مناقشته اقتصاديا

وال يمكننا اإلجابة على هذا السؤال إال بعد إجراء المشاهد أو المعاينة البصرية للمبنى

وقoد تoم فoى هoذا الoبحث دراسoة تأثيoر الحoريق ودرجات الحرارة العالية على العناصر

اإلنشoائية المكoونة للمنشoآت الخرسoانية مoن آمoرات وبالطات وأعمدة خرسانية وآذلك

تقيoيم متانoتها فoى هoذه الظoروف واالحتoياطات الواجب اتخاذها للحد من تأثيرها وطرق

وطoooرق تقديoooر خطoooورة الحoooريق ) المسoooح االنشooائى ( المعايooنات البصoooرية واإلنشoooائية

.وطرق ترميم المنشآت الخرسانية بعد حدوث الحريق

6

تoتلخص الدراسoة فoى هoذا الoبحث فoى عدة نقاط أساسية سيتم مناقشتها تفصيليا خالل فصول

-:تىالبحث وهى آاال

يشoرح هoذا الفصoل المعايoنة البصoرية لoتحديد مدى استقرار المنشأ بعد تعرضه لتأثير الحريق

وتشمل الدراسة أيضا فى هذا الفصل طرق تقدير خطورة . ومعرفة احتياطات ثبات وأمان المنشأ

. الحريق الحادث للمنشأ وتقييم األضرار وتقديرها

تحديooد الحooاالت الحديooة لمقاومooة المنشooآت للحooريق تشooمل الدراسooة فooى هooذا الفصooل

(Ultimate Limit state of resistance fire) انةoدث للخرسoى تحoرات التoوالتغي

.بفعل تأثير درجات الحرارة العالية من الحريق

انيكية يتoناول هoذا الفصoل دراسoة التغيoرات التى تحدث لمواصفات الخرسانة المسلحة الميك

.اللدنة و التشوهات الحرارية للخرسانة وحديد التسليح�والمواصفات المرنة

تتoناول الدراسoة فoى هoذا الفصoل آيفoية الoتحقق مoن مoتانة العناصر المعرضة للحريق ومدى

تأثيoر الحoرارة علoى الخرسoانة وحديoد التسoليح والمقاومoة المتبقoية فى آل عناصر المنشأ لتقدير

.ضرار الناتجة من الحريق األ

يتoناول هoذا الفصل النتائج التى يجب مراعتها لتامين مقاومة الحريق فى المنشآت واألبنية

الخرسooانية وطooرق تooرميم هooذه المنشooآت بعooد تعرضooها للحooريق واالحتooياطات الooواجب إتooباعها

. لمقاومة وحماية المنشآت من الحريق

7

8

:تهدف المعاينة البصرية إلى تحديد األمرين التاليين

إن آان ذلك . المoرحلة مoن الضoرورى الحصoول على اللوحات األصلية للمبنى فoى هoذه

آما يمكن . آيفoية قoيام المنشoأ بoنقل األحمoال اآلتoية علoيه ممكoنا فهoذا يسoمح لoنا بتقيoيم أو تخمoين

تعيooين أو تمييooز العناصooر الحاملooة للحمooل الرئيسooي باإلضooافة إلooى معooرفة احتooياطات ثooبات وأمooان

وتحoتاج المoراقبة والمعايoنة لoتفحص اى زيoادة فoى التشoوهات أو التشققات فى العناصر . المنشoأ

ooل نقooل عمooص تكامooة وتفحooية الحاملooية الرئيسooائية الرئيسooر اإلنشooين العناصooال بooن . اط االتصooوم

الضoرورى أيضoا العتoبارات ثoبات المنشoأ الoتأآد مoن وجود تقوس زائد فى اى جزء من الجدران

وفى حال آان المنشأ خرسانيا يجب االنتباه جيدا إلى الضرر . الداخلية أو فى جدران مبنية مكسوة

أو مoن األعمoدة الن ذلoك يؤدى إلى إنقاص قدرة الoناجم عoن وجoود شoظايا متكسoرة مoن الكمoرات

.تحمل هذه العناصر تحت تأثير األحمال وذلك بفعل ازدياد الحرارة فى العناصر المسلحة

وفoى حالoةما إذا آoان تأثير النار منحصرا فى جزء من المنشأ فانه من الضرورىامتداد المعاينة

طoر الحooريق مباشoرة ألنooه مoن الممكooن وشoمولها أيضoا ألجooزاء أخoرى مooن المنشoأ لooم تتعoرض لخ

على هذه العناصر الغير متأثرة مباشرة أو ) التحميل الزائد (حoدوث إعoادة توزيoع حقيقى لألحمال

فقد يتعرض عنصر انشائى ما لقوى الشد فى حين انه مصمم . بشoكل مخالف لما هو مصمم عليه

دراسة اإلطارات الخرسانية لد ى 1984 أعمال وقد تم رصد هذه الظاهرة فى . علoى الضoغط فقoط

لoوحظ أن المنشoأ قoد ) Broad gate fire(ففoى حoريق التoى مoن الoواجب زيoادة االهoتمام بهoا

إعادة (تصoرف خالل الحريق بطريقة مخالفة تماما لما هو مصمم عليه ذلك أن القوى قد توزعت

ودة مؤقتا وتم نقل فoى العناصر البعيدة عن أماآن الحريق بواسطة األعمدة المشد ) توزيoع أحمoال

.األحمال إلى القسم العلوى من المنشأ والباردة نسبيا

9

ة الحريق تستخدم عدة طرق لتقييم مدى تأثر المنشأ بدرجات الحرارة العالية لتقدير خطور

.التى تعرض لها وتحديد مدى جدوى ترميم المنشأ أو تدميره

حoريق يمكoن الoرجوع إلى سجالت فرق مكافحة الحريق علoى تقديoر أولoى لخطoر ال للحصoول

لمعooرفة عooدد مooرات تطبooيق الooنداء لمكافحooة الحooريق وهooو المooدة التooى تسooتغرقها فooرق المكافحooة

اى المoدة بoين لحظoة مشoاهدة الحoريق حتoى وصoول فoرق مكافحoة الحريق أو . لمقاومoة الحoريق

أو مقدار الجهد الالزم الذى . م للحريقتشغيل اى نظام حماية اوتوماتيكى أو اى تجهيز آخر مقاو

.تتطلبه مقاومة الحريق

بتقديoر درجoة الحoرارة التoى وصoل إلoيها الحoريق وذلoك بدراسoة الحطام الناتج بسبب تكoون

. ومoن المهoم اإلشoارة إلى انه يجب عدم رفع األنقاض أو الحطام قبل تنفيذ هذه الدراسة . الحoريق

ض الدلooيل الحooيوى إلعطooاء دلooيل أو إشooارة إلooى درجooة الحooرارة التooى تooم بمعنooى أن وجooود األنقooا

الوصoول إليها خالل فترة الحريق خاصة أن اغلب المواد ذات مواصفات حرارية معروفة آدرجة

.الذوبان أو الليونة

. يبoين الجoدول التالoى بعoض المعلoومات النموذجoية عoن نقاط الذوبان لبعض المواد بفعل الحرارة

oيث يمكoادة معينة حoواردة لمoرارة الoة الحoتلف درجoاف إذ تخoذر آoومات بحoذه المعلoتخدام هoن اس

ومoع ذلoك فoان هoذه الطoرق تعطoى مؤشرات أولية من . بشoكل منفصoل عoن درجoة حoرارة الحoريق

.الدرجة التى تكون قد وصلت إليها الحرارة الخاصة وليس خالل مدة التعرض لمثل هذه الحرارة

10

التقريبيةدرجة الحرارة

)درجة سيليزيوس (

ا بفعل درجات الحرارةسلوآه

العالية اسم المادة

Cû120 البوليسترين تلين أو انهيار

Cû120 البوثثيلين تلين أو ذبول

ûC150 البوليثين نقطة ذوبان

Cû250 البوليسترين نقطة ذوبان

Cû200-300 السيلولوز اسوداد

Cû250 أنابيب المياه لحامسيالن

Cû300-350 الرصاص تلين أو ذوبان

Cû400 االلومنيوم نقطة تلين

Cû650 االلومنيوم نقطة ذوبان

Cû700-800 الزجاج تلين

Cû950 الفضة نقطة ذوبان

Cû800-1000 النحاس األصفر نقطة ذوبان

Cû1100 النحاس نقطة ذوبان

Cû1100-1200 حديد الصلب نقطة ذوبان

توضيحى لنقاط ذوبان بعض المواد بفعل الحرارة) ١(جدول

ويكون بقياس عمق تفحم قطعة . تعطيoنا تقيoيما أو تقديoرا لمoدة اختoبار الحoرق أو االحتoراق

ويتعلق . حقيقية من مادة معلومة آالخشب وذلك بتعرضها للحريق لفترة محددة منذ بداية الحريق

oراق النظامoدة االحتoتفحم بمoق الoبة للخشب فان آثافة عمoوم بالنسoا معلoومة أو آمoادة المعلoى للم

دقيقة للتعرض 30,90المادة يمكن تقديرها من خالل عملية التفحم إذ تتراوح من معدل ثابت بين

.فى هذه الحالة يجب مالحظة وضعية نموذج المادة بصورة مستقلة أيضا. النظامى للحريق

11

من خالل تخمين حجم العزل وآثافة حمل الحريق و مساحة لحساب خطر الحريق تستخدم

ويكoون باسoتخدام معادلoة تجريبية خاصة بذلك سوف يتم مناقشتها فى ) عامoل الoتهوية (الفoتحات

.الفصول القادمة

وال يمكooن االعoتماد علooى . وفoى الواقooع أيoا مooن الطoرق المذآooورة أعoاله غيooر واقعoية بشooكل آامoل

ولoذلك فانoه مoن الoواجب اسoتخدام أآثoر مoن طريقة معا للحصول على . طoريقة واحoدة فoى التقيoيم

جoواب معقoول ومنطقoى وعلoى المoراقبة البصoرية لتعيoين تلك المساحات التى يجب تدميرها فورا

وتلoك التoى من الممكن إعادة ). حoيث يكoون الضoرر الحoادث آبيoر وال يمكoن إصoالحه (وتحطoيمها

وبالمراقبة البصرية أيضا . لoى المقاومة الكافية والمطلوبة إصoالحها إذا آoان باإلمكoان الوصoول إ

والحالة األخيرة هى التى سوف . يجoب تعيoين المسoاحات الغير متضررة أو التى ضررها سطحى

نتعoرض لهoا بالمoزيد من المناقشة خالل الفصول القادمة حينما يكون من الضرورى الحفاظ على

ء المoزيد مoن االستقصoاء أو الoبحث للoتأآد من امتداد المبنoى بتoرميمه أو إصoالحه لoذا يجoب إجoرا

الخطooر الحقيقooي الدقooيق لألضooرار ومooا هooي المقاومooة المتبقooية فooي المنشooأ وإذا لooزم لooذلك مooن

الضروري

.تنظيف جميع الحطام ورفع األنقاض من المنشأ : أوال

األجoزاء السطح تنظoيف األجoزاء المتضoررة بالoدخان قoدر اإلمكoان مoن اجoل فحoص جمoيع : ثانoيا

.المتضرر

: يمر تقييم األضرار وتقديرها بمرحلتين

.تستلزم المعاينة التفصيلية الكاملة للمنشأ: المرحلة األولى

التأآد من المقاومة المتبقية فى آل من عناصر المنشأ ومن مقاومة : المرحلة الثانية

. المنشأ آله

12

مoن الضoرورى معايoنة جمoيع خطoوط ومسoتويات المنشأ ونحتاج إلى ذلك لتقدير التشوهات

والمقاومoooة المتبقoooية فoooى المنشoooأ ومالحظoooتها و يجoooب أن تقoooارن المقاومoooات المقاسoooة مoooع تلoooك

ويجب االنتباه جيدا إلى وجود أية حرآات أفقية . المقاومoات التoى تoم حسابها أثناء تصميم المنشأ

.رة الناتجة عن الحريق بسبب الحرا

وغالoبا مoا يظهoر مoثل الطoوب تأثيرات للحرآة األفقية فى مكان بعيد عن مكان وجود الحريق آما

:نحتاج إلى مالحظات ومعاينات أخرى تتوقف على مواد البناء الرئيسية

. الطوب � الخرسانة -الحديد

oك التoذلك تلoأ وآoن المنشoام مoود حطoة وجoرورى مالحظoن الضoى تعرض لها حديد التسليح م .

وتجoدر مالحظoة انه ليس بالضرورة إن تتضمن الشظايا قطعا من التسليح أو من المنشأ حيث أن

انفصoال شظايا من المبنى يمكن أن يحدث متأخرا بفعل التبريد الناتج عن إخماد الحريق وبالتالى

التشooظى قooد حصooل علooى يضoعف المنشooأ ضooعفا حقيقooيا فooى األمooاآن المسooودة بفعoل الooدخان يكooون

ومن المفيد أن نذآر هنا بان لون الوجه الخرسانى المعرض للحريق .األغلب أثناء اشتعال الحريق

هنا يجب االنتباه جيدا . تعرض لها العنصر االنشائى يمكoن أن يعطينا مؤشرا درجة الحرارة التى

ن بعoض الحطام ال توضح إلoى إن التشoظية يمكoن أن تلغoى أو تoبطل المoراقبة أو المعايoنة وذلoك ال

.التغيرات الكافية فى اللون

ويجب االنتباه أيضا إلى تشكل الشقوق إذ من الواضح أن التشقق غير ضار فى منطقة الشد ولكن

.له داللة على وجود مشاآل حقيقية وخطيرة قد تحدث فى مناطق الضغط أو البالطة أو العمود

م متانتها ومقاومتها بفعل التبريد غير أنها تفقد جزءا إن اغلoب المنشoآت المعدنoية تسoترد معظ

. مoن هoذه المقاومة ونتيجة التشوهات الناتجة عن الحرارة هى على األغلب مؤشر لحالة المنشأ

فoى هذه الحالة من المهم تقدير وتخمين تكامل عمل الوصالت فمن الممكن أن تكون الوصالت قد

.ت على نحو ما غير مالئمة لتشوهها بشكل واضحتعرضت لضعف معين داخل الوصلة أو أصبح

13

وفoى األرضoيات أو السoطوح التoى تشoمل أو تتضoمن مقاطoع معدنية و خرسانة مصبوبة بالمكان

مoن الoواجب تفحoص ومالحظoة وجoود اى انفصoال بoين السoطح والمقاطoع المرآبة حيث يمكن أن

ضمن خط اللحام المستعمل حيث يحoدث االنفصال أيضا ما بين المقاطع المرآبة وصفائح التغطية

.يمكن أن يحدث االنهيار على القص للوصلة مابين خط السطح المعدنى والخرسانة المصبوبة

بالنسooبة للمنشooآت الحجooرية يسooتعمل البooناء بالطooوب إمooا فooى حالooة الحمooل التصooميمى للبooناء

ويعود السبب الرئيسى لخطر منخفضا أو فى االبنية المنخفضة االرتفاع او آتبطين لهيكل المنشأ

أو الحoرآة فى المنشأ وذلك بسبب الفعل الحرارى على )االمoتداد (الجoدران الحجoرية إلoى التوسoع

.الهيكل أو األرضية ويكون حدوث ذلك اقل احتماال بالنسبة للمنشآت القليلة االرتفاع

أو أية زيادة فى االجهادات إذن يجب االنتباه إلى أية مساحات فيها إشارات أو دالئل ثقوب انهيار

وان آooان الضoرر محصoورا بالoنافذة الداخلoية فمooن . علoى الoنوافذ الخارجoية أو فجoوات الجoدران

بحيث أن تستعمل ثانية وصلة . الممكoن الحفoاظ علoى الoنافذة الخارجية وإعادة بناء الداخلية فقط

.للجدران

للمنشأ لضرورة إجراء بعض االختبارات لمواد يجoب االنتoباه جoيدا أثناء إجراء المعاينة البصرية

بoناء المنشoأ وذلoك لتقديoر وتأآoيد المقاومoات المتبقoية فى المنشأ ويمكن أن تكون طرق االختبار

المسoتعملة طoرقا غيoر مoتلفة تتضoمن اخoذ عيoنات من العناصر غير المتضررة فى المنشأ وآذلك

.ة المقارنة والمراقبةعينات من العناصر غير المتضررة من المنشأ لضرور

14

15

الحoرائق مoن الظواهoر المنتشoرة بكثoرة فى المنشآت الصناعية والهندسية و االبنية السكنية

فعند حصول الحرائق فى , وتخoتلف آثoار الحoريق ودرجoات الحoرارة العالoية تoبعا لعoوامل مخoتلفة

1 إذا استمر الحريق لفترة من ûC 1000السكنية قد ترتفع درجة الحرارة فيها إلى حدود األبنية

إذا استمر ) Cû)1100-1200أمoا فoى المخoازن الكبيoرة فقoد ترتفع درجة الحرارة إلى , سoاعة 2-

وقoد تحصoل الحرائق أقوى واشد فى المنشآت الصناعية يرافقها , سoاعة 3-2الحoريق لفتoرة مoن

فoى حoال اشoتعال الغoازات المضغوطة قد تصل درجة . فoى المنشoآت والتجهيoزات انهoيارات آبيoرة

Cû1600الحرارة إلى

أمooا األعمooدة , هooذا وتعتبooر الكمooرات والooبالطات أآثooر العناصooر تعرضooا الرتفooاع درجooة الحooرارة

وتتوقف ,اآبر فى قسمها العلوى منه فى القسم السفلى ) ارتفاع درجة الحرارة (فoيكون تسoخينها

درجoة حoرارة سoطح المنشoأ علoى موقoع الحoريق وشدة النيران وموقع العنصر االنشائى وتتوقف

:وبشكل عام يجب أن يحقق ,مقاومة المنشآت للحريق بالفترة التى يستمر فيها الحريق

Ufire ≤ Rfire ������..(1)

:حيث

Ufire =حمال فى فترة الحريقالقوى التصميمية الناتجة عن تطبيق األ

)عزوم التواء أو غير ذلك من القوى ,عزوم انحناء ,قوى قص ,قوى محورية (

Rfire =قدرة التحمل فى ظروف الحريق ودرجات الحرارة العالية.

ويعooتمد حسooاب قooدرة الooتحمل بشooكل اساسooى علooى المواصooفات الفيooزيائية والميكانيكooية للمooواد

.عند تأثير الحريق أو درجات الحرارة العالية ) الحديد,الخرسانة (ة للعناصر اإلنشائية المكون

16

يهooدف الooبحث إلooى تقيooيم تأثيooر الحooريق ودرجooات الحooرارة العالooية التooى تتعooرض لهooا المنشooآت

والمنشooآت التooى ,الخرسooانية المسooلحة علooى مواصooفات المooواد وقooدرة تحمooل العناصooر المخooتلفة

وطرق الحماية وتقليل التأثير إلى ,وآيفية اخذ تأثيرها فى التصميم , يراتتعرضoت لمoثل هذه التأث

.الحد األدنى

بأنه الزمن المقدر من بداية تجريب المنشأ أو العنصر أو يعرف حد مقاومة المنشآت للحريق

:خضوعها لتأثير النيران حتى ظهور إحدى الحاالت الحدية التالية

الoة بظهoور شقوق نافذة أو ثقوب نافذة تتسرب من خاللها مواد االشتعال أو تتميoز هoذه الح

.النيران

Cû تحدث هذه الحالة عند ارتفاع درجة الحرارة على السطوح الساخنة وسطيا إلى أآثر من

درجة مئوية بغض النظر ) 220(أو أآثر من, بالمقارنة مع درجة حرارة المنشأ عند تجريبه 160

.حرارة المنشأ عند تجريبه أو قبل تعرضه للحريقعن درجة

. فى هذه الحالة يالحظ دوران أو انحناء فى عناصر المنشأ بكامله وذلك تبعا لنوع المنشأ

وقoد تبoين أن حoد مقاومة الحريق فى المنشآت تنخفض مع ازدياد األحمال وبالتالى فان المقطع

ويعتبر حد المقاومة للنيران , للنيران ت مقاومة المنشآ األآثoر إجهoادا فoى المنشoأ هoو الoذى يحoدد

17

وفoق قدرة التحمل للمنشآت غير المحددة استاتيكيا اآبر منه فى حالة المنشآت المحددة استاتيكيا

فooى ( ويعooود سooبب ذلooك إلooى عملooية إعooادة توزيooع القooوى إلooى العناصooر األقooل إجهooادا أو تسooخينا ,

).ارتفاع درجة الحرارة

لتحديد مقاومة العناصر الخرسانية ) حرائق صناعية (ت إجراء اختبارات التسخين المؤق عند

تبين أن انهيار هذه العناصر حدث , المسoلحة للحoريق وتحليل سلوك العناصرالخرسانية المسلحة

لذلك . بoنفس الشoكل الoذى تoم عoند إجoراء االختoبار االستاتيكى فى ظروف درجات الحرارة العادية

oن التصoلحة المعرضة للتسخين باستخدام نفس يمكoانية لمسoآت الخرسoة للمنشoة الحديoميم بالحال

.معادالت التوازن والتشوهات التى تستخدم الستخراج عالقات الحساب االستاتيكى

: العاملين التاليين... واهم ما يميز الحالة الحدية للمنشآت فى حالة الحريق

تسليح والخرسانةالحرارة الحرجة لتسخين حديد الدرجة -‌أ

القooوى الحديooة بعooد اخooذ انخفooاض مقاومooة الخرسooانة والحديooد الooناتجة عooن التسooخين فooى -‌ب

.االعتبار

الحooرارية � وتooتوقف سooرعة تسooخين المنشooآت الخرسooانية المسooلحة علooى الخooواص الفيooزيائية

ر الموجود وقد لوحظ أن الماء الح, للخرسoانة والتoى تتغيoر بشoكل آبير مع ارتفاع درجة الحرارة

فooى الفooراغات الخرسooانية يتبخooر عooند التسooخين ويooتم امتصooاص آمooية محooدودة مooن الطاقooة تكooبح

هoذا وقoد تoم إنشoاء منحنoيات بيانoية تسoمح بoتحديد الفتoرات الoزمنية الالزمoة . تسoخين الخرسoانة

.لتسخين العناصر الخرسانية المسلحة آالبالطات مثال حتى درجة الحرارة الحرجة

سoاب االستاتيكى للمتانة ضد الحريق عدم انهيار المنشآت الخرسانية المسلحة وآذلك يضoمن الح

ويتم التحقق من متانة . عدم فقدان االتزان عند التأثير المشترك لألحمال ودرجات الحرارة العالية

18

المقطooع الخرسooانى تحooت تأثيooر األحمooال ودرجooات الحooرارة العالooية باسooتخدام نفooس العالقooات فooى

. العادية مع األخذ فى االعتبار تغير مواصفات المواد من تأثير درجات الحرارة المرتفعةتالحاال

العامooل االساسooى فooى االنهooيار مooن تأثيooر الحooريق ودرجooات الحooرارة العالooية هooو درجooة التسooخين

لكooل مooن الخرسooانة والحديooد ومواصooفاتهما الميكانيكooية فooى هooذه الدرجooة مooن الحooرارة ) الحooرارة(

oادرا مoن قد تحدث ونoلحة ولكoانية المسoآت الخرسoى المنشoريق فoبب الحoر بسoيار آبيoدث انهoا يح

وقد أظهرت الدراسات والتجارب التى أجريت على أنواع مختلفة من ,بعoض التصدعات المحدودة

الخرسoانة فoى ظooروف درجoات الحooرارة العالoية ان تأثoرها مخooتلف فمoثال معooدل نقصoان المقاومooة

تكون اآبر فى حالة الخرسانة عالى المقاومة منه فى Cû400ة حتoى عoندما تصoل درجoة الحoرار

وعند إضافة ألياف الحديد ,بينما الخرسانة الخفيفة اقل تأثرا بالحرارة , ]5[الخرسoانة العادية

لتحسooين المقاومooة والصooالدة تبooين تحسooن mm)40-25( وبطooول mm.5النظامooية قطooرها

.الممطوطية والتشوه الحدى

بنية الحجرية التى تستخدم فيها عادة خرسانة خفيفة فهى ذات مقاومة أعلى للحريق فoى حالة األ

بالنيoران يكoون اقoل باعتoبار تسoخينها غالبا يتم من جهة ) الحoوائط ( آمoا أن تأثoر الجoدران ]6,7[

وتعتبر العناصر الخرسانية سابقة اإلجهاد أآثر تأثرا بالحريق حيث تكون ظاهرة التشظى . واحدة

]8[وقد أظهرت االختبارات, إضافة إلى فقدان التماسك قرب النهايات,ى الخرسانة أآثر والقص ف

حooدوث انهooيارات لعناصooر الخرسooانة المسooلحة سooابقة اإلجهooاد نتooيجة القooص فooى القطooاع وفقooدان

.التماسك قرب النهايات

اللدنة -رنة مoن خoالل معرفة التغيرات التى تحدث على المواصفات الميكانيكية والمواصفات الم

والتشoوهات الحoرارية للخرسoانة وحديoد التسoليح عoند تأثيoر درجoات الحرارة العالية يمكن تحديد

19

وقooد أمكoن دراسooة هooذه التغيooرات و , مoتانة العناصooر الخرسooانية المسoلحة فooى مooثل هoذه الظooروف

شائية تحت التعرف على تأثير درجات الحرارة العالية بشكل تجريبى من خالل اختبار العناصر اإلن

. ]5,6,9[تأثير الحريق تجريبيا

20

21

حooدوث الحooريق فoى المنشooآت الخرسooانية المسoلحة تتعooرض عناصooر المنشoآت إلooى تسooخين عoند

فالخرسooانة ,مooؤقت وسooريع يسooبب تغيooر فooى مواصooفات المooتانة للخرسooانة ذو الooرطوبة الطبيعooية

مقاومoة الكسoر للمكعبات بعد عمر (الطبيعoية تتoناقص مقاومoتها الموشoورية الثقoيلة ذو الoرطوبة

آما هو موضح على %٢١, %٣٥ بمقدار Cû٩٠ إلى Cû٦٠فى درجات الحرارة من ) يoوم ٢٨

-٥( فان المقاومة تتزايد بمقدار )٤٠٠-٢٠٠(Cûوعندما تزداد درجة الحرارة من ) a-1(الشكل

١٠%(

فيؤدى إلى نقصان فى المقاومة الخرسانة Cû٤٠٠رة أعلى من أما تسخين الخرسانة لدرجة حرا

من مقاومة العينات غير المسخنة %٦٥ تشكل المقاومة حوالى Cû٦٠٠فمثال فى درجة حرارة ,

بينما مقاومة الخرسانة الثقيل على الشد فهى ,%٤٨ فتصل إلى Cû٧٠٠أما فى درجة الحرارة ,

علoى التوالoى وبعoد Cû٩٠ و Cû٦٠ارة فoى درجoات الحoر %٥٢ و %٥٤تoنخفض إلoى حوالoى

وعند تسخين الخرسانة ,ذلoك تتoزايد لكoنها التصل إلى قيمتها البدائية فى درجات الحرارة العادية

. يحدث انخفاض آبير فى مقاومة الخرسانة فى الشدCû٤٠٠إلى درجات حرارة أعلى من

هشooا ويooتم فooى Cû٢٠٠ يكooون انهooيار العناصooر الخرسooانية فooى درجooات الحooرارة تسooخين حتooى

مستويات موازية للقوة الضاغطة وعند التسخين بشكل سريع تظهر تدرجات حرارية بين طبقات

الخرسooانة الخارجooية والداخلooية وبالتالooى يحooدث تooدرج فooى االجهooادات الحooرارية ويooتم اخooذ تأثيooر

مل ظروف التسoخين علoى مoتانة الخرسoانة فى حالة الضغط والشد وفق الكود الروسى بإدخال عا

t,t γ , ( γ t,b(التشغيل

قooيم ]١٠[آمooا يعooتمد الكooود االوروبooى قooيم , و)2( وتooؤخذ قيمooته آمooا هooو موضooح بالجooدول رقooم

.مختلفة لمقاومة الخرسانة تبعا لدرجة الحرارة

22

ثم Cû٨٠٠ فoى حالoة الخرسoانة عالoية المقاومoة لoوحظ أن تسoخينه المoؤقت إلoى درجoة حرارة

أيام يؤدى إلى هشاشة فى الخرسانة وإمكانية آسره بسهولة باليد ويمكن 7 لمدة ءحفظoه بالهoوا

:تفسير ذلك باألسباب التالية

.التفاوت فى التشوهات الحرارية للحبيبات األسمنتية والرآام -1

تغير أو تحول الكوارتز في الرآام -2

لكالسيوم فى الحبيبات األسمنتية بعد نoزع مoاء اماهoة اآاسoيد الكالسoيوم وإطفoاء أآسيد ا -3

.ثم تبريد الخرسانةCû٦٠٠التسخين لدرجة أعلى من

التى تأخذ فى االعتبار تغيرt,t γ ,b,t γعوامل ظروف التشغيل )2( رقم الجدولفى حالة ν, ν tوثوابت المرونة للخرسانة الثقيلة ) b β(المقاومات الحسابية ومعامل المرونة

)التشوهات الكلية نسبة التشوهات المرنة إلى. (الشد فى ظروف التسخين المؤقت والضغط

Cûقيمة العامل تبعا لدرجات حرارة التسخين

٨٠٠ ٧٠٠ ٦٠٠ ٥٠٠ ٤٠٠ ٣٠٠ ٢٠٠ ١٢٠ ٦٠ ٩٠

العامل

.2 .48 .67 .77 1.00 1.05 .98 .9 .8 .65 bt γ

- .2 .4 .55 .7 .65 .55 .53 .5 .3 tt γ

- .1 .25 .3 .6 .75 .78 .8 .7 .7 b β

.1 .35 .45 .5 .54 .59 .64 .7 .75 .75 ν

- - .12 .15 .2 .2 .3 .33 .5 .5 t ν

فعند , يتoزايد انخفoاض مقاومoة الخرسoانة عالoية المقاومoة مع ارتفاع درجة حرارة التسخين

, وسطيا%12ار تتoناقص المقاومة على الشد بمقد Cû٣٠٠ارتفoاع درجoة حoرارة التسoخين إلoى

مooن % 10 فooان هooذه المقاومooة تصooبح مسooاوية Cû٨٠٠أمooا إذا زادت درجooة الحooرارة وبلغooت

23

تغير ) c-1(تأثير درجات الحرارة على هذه المقاومة ) b-1(المقاومoة النظامoية ويوضح الشكل

. تشوه الخرسانة مع ارتفاع درجة الحرارة-منحنيات اإلجهاد

)c(

.)c( تشوه-وعلى مخطط إجهاد) a,b(تأثير التسخين على مقاومة الخرسانة ) 1(الشكل

على مقاومة Cû٨٠٠جات الحرارة العالية حتى من تحليل نتائج الدراسات المتعلقة بتأثير در

الخرسانة تدل أن مقاومة الخرسانة على الضغط فى حال تسخينه أو الخرسانة المتروك على

أما العينات الخرسانية , آانت متساوية تقريباCû٥٠٠حاله بعد التسخين إلى درجات حرارة حتى

أيام فقد تبين أن 10-7اء لمدة ثم حفظت فى الهو) ٨٠٠-٦٠٠(Cûالمسخنة إلى درجة حرارة

24

هناك انخفاض اضافى فى المقاومة على الضغط ناتج عن انهيار ترآيب الخرسانة بسبب إزالة

Cûماء اماهة أآسد الكالسيوم الحر فى الحجر االسمنتى بعد تسخينه إلى درجة حرارة أعلى من

٦٠٠.

سoتوى التحميل الذى تتعرض له ويلعoب م , تؤثoر األحمoال علoى مقاومoة الخرسoانة للحoريق

فإذا آان التحميل لمستويات إجهاد , العناصoر الخرسoانية قoبل تسoخينه دورا أساسoيا فoى مقاومoته

15-12(صغيرة تكون المقاومة على الضغط للعينات المسخنة وهى معرضة للتحميل اآبر بمقدار

ا إذا زاد التحميل وأصبح أم, مoن مقاومoة العيoنات المسخنة أوال ثم معرضة للتحميل بعد ذلك )%

مستوى االجهادات اآبر وتال ذلك التسخين فان المقاومة تكون اقل من حالة تسخين العينة أوال ثم

هنا البد من اإلشارة إلى أن رطوبة الخرسانة تلعب دورا جوهريا فى مقاومته . تعريضها للتحميل

قoة بين رطوبة الخرسانة والعال) ٢٠٠-١٥٠(Cûعلoى الضoغط عoند تسoخينه إلoى درجoات حoرارة

حooيث مooع زيooادة الooرطوبة تتooناقص , ومقاومooتها علooى الضooغط عooند التسooخين هooى عالقooة عكسooية

آمoا أن تبoريد الخرسoانة بالماء بعد التسخين المؤقت يؤدى إلى انخفاض , المقاومoة علoى الضoغط

)%.30-20(اضافى لمقاومته على الضغط وقد يصل مقدار االنخفاض إلى

تعooرض الخرسooانة الثقooيلة للتسooخين تتغيooر مواصooفاته مooن ناحooية التooرآيب الداخلooى عooند

عندما يتم تسخين الخرسانة الثقيلة لدرجة . والمقاومة ومعامل المرونة وغيرها من المواصفات

أما فى حال التسخين ). 2(تقريبا الشكل%30يتناقص معامل مرونته بمقدار Cû١٠٠حرارة حتى

من قيمته الفعلية والمحدودة على %20 يصبح معامل المرونة حوالى Cû٥٠٠إلى درجة حرارة

25

مooن % 18 يصooبح معامooل المooرونة Cû٧٠٠عيooنات غيooر معرضooة للتسooخين وفooى درجooة حooرارة

.قيمته الفعلية

]١[تأثير التسخين على معامل المرونة فى حالة الضغط ) 2( الشكل

سoير هذا النقصان فى معامل المرونة عند التسخين بأنه ناتج عن تزايد التشوهات اللدنة يمكoن تف

أما سبب تزايد التشوهات , والمرنة ونقصان مقاومة الخرسانة فى مثل هذه الدرجات من الحرارة

فoى ظoروف درجoات الحoرارة العالoية فoيعود إلoى االنهoيار والتغير فى ترآيب الخرسانة ويعبر عن

نسooبة التشooوهات المooرنة إلooى التشooوهات (ν,tνن اللدنooة للخرسooانة بالعاملooي�ت المooرنة الموصooفا

حيث استنادا إلى هذه التشوهات يتم تحديد ثوابت المرونة للخرسانة العادية فى درجات ).الكلية

مقاومة الخرسانة 4Rb ] Rb.) ( وعندما تكون االجهادات اآبر من, حرارة التسخين المختلفة

. فان قيمة هذه الثوابت ال تعتمد على االجهادات فى الخرسانة]ضغط على ال

أن الخرسooانة ذو التooرآيب المرصooوص ]1,4[ وقooد لooوحظ مooن خooالل الدراسooات التجooريبية

تميooزا % 5وآooذلك الخرسooانة عالooية المقاومooة ذو الooرطوبة اآبooر مooن % 4والooرطوبة أآثooر مooن

ويoبدأ هoذا االنهيار , ظامoى أو درجoات الحoرارة العالoية بانهoيارها الهoش عoند تعرضoها للحoريق الن

26

دقoيقة مoن بدايoة التسخين وذلك بانفصال السطوح الخرسانية المسخنة الذى ) 20-5(خoالل فتoرة

. ويسمى هذا النوع من االنهيار باالنفجارcm) 10-5(يحدث على عمق

, التشوهية�الحالة االجهادية و, أو االنفجoار إلoى تoرآيبة الخرسانة ر ويعoود سoبب هoذا االنهoيا

المغلفة ضمن الخرسانة وآذلك الحرارة واألحمال الخارجية وقد بينت توضغط البخار فى الفراغا

لكoن الoرطوبة , الoتجارب العملoية إن مoثل هoذا االنهoيار باالنفجoار ال يoتوقف علoى عمoر الخرسoانة

اقل مما ذآرنا أعاله ال تتعرض حoيث إن أنoواع الخرسoانة ذات الoرطوبة , تلعoب دورا أساسoيا فoيه

, آما أن درجة تراص الخرسانة لها دور هام فى حدوث مثل هذه االنهيارات, لمثل هذه االنهيارات

.1200Kg/m3حيث ال يالحظ مثل هذه االنهيارات إذا آانت آثافة الخرسانة اقل من

لحoريق إلoى درجات يتعoرض حديoد التسoليح المسoتخدم فoى الخرسoانة المسoلحة فoى ظoروف ا

حoرارة عالية تؤثر على خواصه بشكل عام سواء على مقاومته أو تشوهه أو السلوك العام تحت

ومooن أهooم مواصooفات الحديooد التooى تتغيooر فooي درجooات الحooرارة العالooية , تأثيooر األحمooال الخارجooية

.الموصفات الميكانيكية و التشوهية

التأثيooرات الحooرارية العالooية تooبعا لمقooدار االجهooادات يooتم تقيooيم عمooل حديooد التسooليح فooى ظooروف

إذا آان الحديد من النوع الذى له درجة . والتشoوهات اللدنة وآذلك ثبات واستقرار ترآيب الحديد

نالحoظ تأثيoر ارتفoاع درجoة الحoرارة علoيه مoن خoالل تoناقص مقoدار االستطالة , اسoتطالة واضoحة

) .3(تختفى هذه الحالة شكل Cû٣٠٠وعند وصول درجة الحرارة أعلى من

27

ومoا فoوق نالحoظ تناقص المقاومة ودرجة الخضوع للحديد بينما Cû٤٠٠وفoى درجoات الحoرارة

) fys (Rstويعبر عن مقاومة الحديد ) 3(تتoزايد المواصoفات اللدنoة آمoا هoو موضoح علoى الشكل

معامل ظروف عمل عoند التسoخين المoؤقت من خالل مقاومة الحديد فى درجات الحرارة العادية و

:بالعالقة) st γ)Ky,tالحديد عند التسخين

Fy,t =Ky,t * fy,t or Rst = γst * Rsn (3)

γst=لooد معامooة الحديooر مقاومooبار تغيooذ باعتooؤق يأخooخين المooه للتسooند تعرضooن ]١[ تعooؤخذ مooوي

).4-2(الجدول رقم

Ky,t = ويمكن تحديده ]٤[ومة الحديد عند تعرضه للتسخين المؤقت معامل يأخذ باعتبار تغير مقا

: من العالقة

Ky,t= (720-T)/470 (4)

T = درجة حرارة التسخين

:ويالحظ انه مع ارتفاع درجة الحرارة يحدث ازدياد آبير فى

.حرارى لحديد التسليحالتشوهات الحرارية الناتجة عن التمدد ال -

. التشوهات المرنة الناتجة عن انخفاض معامل المرونة للحديد -

. التشوهات اللدنة الناتجة عن تزايد التشوهات السريعة من استطالة الحديد -

وبشooكل خooاص تتooزايد التشooوهات اللدنooة للحديooد عooند ارتفooاع درجooة الحooرارة وهooى تooتعلق بمقooدار

).3(حديد مع ارتفاع درجة الحرارة آما هو موضح الشكل رقم االجهادات التى يتعرض لها ال

28

.ية تغير مواصفات الحديد بتأثير درجات الحرارة العال) 3(الشكل

آانooت االجهooادات فooى حديooد التسooليح اآبooر آلمooا آانooت درجooة الحooرارة التooى تظهooر عooندها وآلمooا

وبعد ذلك % 1.5وتتزايد هذه التشوهات بسرعة حتى قيمة محددة حوالى . التشoوهات اللدنoة اقل

ند وتقدر االستطالة ع. وإذا استمر ارتفاع درجة الحرارة يحدث انفجار العينة , تتoزايد بشoكل آبيoر

عoooندما تصoooل . ]١[% 2التسooخين بقoooيمة اإلجهooاد الoooذى يقابoooل قooيمة التشoooوه الكامoooل المسooاوى

من اجل إجهاد معطى فان التزايد الالحق للتشوهات يحدث بدون % 2التشوهات إلى قيم اآبر من

زيooادة فooى درجooة الحooرارة ويالحooظ أن سooرعة تشooوهات الحديooد تتooزايد بسooرعة ثابooتة مooع زيooادة

لق سرعة تزايد التشوهات بمستوى اإلجهاد الذى يتعرض له الحديد قبل التسخين التسoخين وتoتع

عند تسخينه تزايدت التشوهات فيه ) الكود الروسى ( A- VI دفالحدي, ودرجة حرارة التسخين

وذلoك وفقooا لمسoتوى اإلجهoاد الoذى تعoرض لoه قooبل Cû100لكoل % 0.11بسoرعة ثابoتة بمعoدل

وتتoزايد التشoوهات ومoن ثoم تشoوهات االسoتطالة فoى مoراحل , سoخين التسoخين ودرجoة حoرارة الت

لooذلك مooن اجooل ضooمان عمooل امooن للعناصooر المعرضooة لالنحooناء والعناصooر المضooغوطة ال , الحقooة

29

مرآزيا من الخرسانة المسلحة ولتجنب االنهيار الهش لهذه العناصر بسبب انقطاع التسليح خالل

2حدية للتشوهات الكلية للتسليح وعدم تجاوزها للقيمة و ينصoح بتعيين القيمة ال ,فتoرة التسoخين

.بالنسبة لمختلف أنواع التسليح%

تبعا لدرجة حرارة ) معامل ظروف عمل حديد التسليح (stγ قيم المعامل)3(الجدول .]١[التسخين ونوع الحديد

تبعا لدرجة حرارة التسخين ونوع stγقيمة المعامل

الحديد

800 700 600 500 400 300

200 20-100

معامل المرونة للحديدMPa

مقooooاومoooooooooة الحooooد

يooooooooooد علooooى الضooغ ط

MP

a

مقاومoooة الحديoooooد علooooooooooى الشد

MPa

صنف التسليح ومارآة

- 15. 30. 60. 85. 90. 95. 1 210000 235 235 A-1 (CT3)

05. 15. 40. 68. 90. 950 1 1 210000 365 390 A-III (CT35IC)

- 15. 30. 60. 85. 90. 95. 1 190000 400 590 A-IV (CT80C)

- 05. 20. 55. 85. 95. 1 1 190000 400 785 A-V (CT23X212T)

- - 20. 45. 65. 75. 85. 1 190000 400 980 A-VI (CT22X212AI

0) - 05. 20. 45. 80. 90. 1 1 190000 400 785 AT-V

- 03. 10. 35. 75. 85. 95. 1 190000 400 980 AT-VI

- - 05. 25. 60. 85. 90. 1 170000 360 395 BP-I

- - 10. 25. 50. 7. 85. 1 200000 400 1255 BP-II

30

عoندما تكoون االجهoادات فoى الحديoد صoغيرة تكون العالقة بين االستطالة واإلجهاد فى مختلف

تناقص نالحظCû٤٠٠وعندما يحدث ارتفاع فى درجات الحرارة إلى حوالى , خطيةدأنواع الحدي

فى قيمة معامل المرونة ويزداد مقدار التناقص بشكل آبير عندما تصبح درجة الحرارة أعلى من

Cû4( آما هو موضح الشكل ٤٠٠.(

وبشooكل عooام يمكooن القooول بooان معامooل المooرونة للحديooد لجمooيع األنooواع يتooناقص بشooكل بطooئ فooى

ويعبر Cû٦٠٠ الحرارة حتى ويكون تناقصه آبير مع تزايد درجةCû٢٠٠درجات الحرارة حتى

عoن معامoل المoرونة عoند التسoخين مoن خoالل معامoل المoرونة فoى درجة الحرارة العادية بالعالقة

: ]١[التالية

Est=βs * ES (5)

حيث

βS = رونة للحoل المoناقص معامoبار تoذ باالعتoت يأخoديد عند تعرضه للتسخين المؤقت وتعطى ثاب

هoنا البoد مoن التoنويه إلoى انه عند تسخين الحديد الخاضع الجهادات ). 4(قيمoته فoى الجoدول رقoم

تتoزايد التشoوهات اللدنoة بشoدة اآبoر مoنها فoى الحالoة العاديoة ويتم اخذ هذه التشوهات اللدنة فى

طالة المرنة إلى االستطالة الكلية التى نحصل والذى يمثل نسبة االستνsالحساب من خالل العامل

:]١[عليها عند التحميل المؤقت ويحدد معامل التشوه لحديد التسليح من العالقة التالية

E'st = Est * νs (6)

حيث

sν = عامل يحدد تبعا لنسبة اإلجهاد فى حديد التسليحsσ التسليح إلى حد الخضوع لحديد

Est =معامل مرونة الحديد فى درجة الحرارة العالية.

Est=معامل تشوه الحديد فى ظروف درجات الحرارة العالية.

31

تأثير التسخين على معامل المرونة لحديد التسليح) 4(الشكل

]١[ تبعا لدرجة حرارة التسخين ونوع الحديدsβ قيم المعامل )4( رقم الجدول

تبعا لدرجة الحرارة التسخين ونوع الحديدγstقيمة المعامل

600 500 400 300 200 100 50-20

نوع التسليح

73. 78. 83. 88. 92. 96. 1.0 A-I A-III A-IV A=V

Bp-I,BP-II

40. 71. 85. 92. 96. 98. 1.0 AT-V,AT-VI

28. 55. 68. 80. 90. 96. 1.0 A-VI

32

معطيات التجريبية للتشوهات اللدنة لحديد التسليح أمكن الحصول على عالقة من خالل معالجة ال

وذلooك تoبعا لooنوع الحديooد ودرجooة حooرارة ]١[تعبoر عooن تooزايد التشooوهات مoن خooالل تابooع تجريبooى

: بالشكلtsتسخين الحديد

εsc=φ1.φ2.( eφ3 -1) (7)

)5(فتحدد من الجدول رقم φ1,φ2,φ3أما قيمة الثوابت

تبعا لمستوى اإلجهاد فى الحديدsν قيم الثابت )5( رقم الجدول

6. 7. 8. 9. 1 σs/Rst

1 95. 9. 8. 5. νs

تبعا لنوع الحديد3φ,2φ,1φ قيم الثوابت )6( رقم الجدول

t Φ1.10-5 Φ2 Φ1.10-5 نوع التسليح

0.01ts-1.5 .27σs t3. e.5t√ 22.5 A-III

0.01ts-1.5 .27σs t3. e.5t√4. 20 A-IV

0.01ts-1 .2σs t3. e.5t√ 22 AT-V

0.01ts-1 .2σs t3. e.5t√ 30 AT-VI

33

ويoتوقف مقoدار التشoوه فoى حديoد التسoليح علoى درجoات الحoرارة ومارآة الحديد ومقدار اإلجهاد

ات مشابهة لتحديد معامل التشوه ومعامل آمoا أعطoيت عالق . المطoبق علoيه عoند تعرضoه للحoرارة

.]١١,١٢,١٣[تبعا لدرجة تسخين الحديد , المرونة وغيره

من خالل ما سبق نالحظ أن تعرض المنشآت للحريق يزيد من ارتفاع درجات الحرارة ويؤدى إلى

وقoد يكoون التسoخين إلى درجات حرارة عالية أو ضمن حدود , تسoخين العناصoر المخoتلفة فoيها

ونوعية الخرسانة وحديد , وطبيعة تنفيذ العناصرهة ويتoبع ذلoك نoوع الحoريق واسoتمرار يoت ضoيق

وهoذا مoا يغيoر فoى مواصفات المواد المكونة لهذه العناصر ويؤثر على سلوآيتها تحت , التسoليح

تأثيoر األحمoال المخoتلفة ويخفoض مقاومة المواد لتحمل االجهادات المختلفة ويزيد من تشوهاتها

لذلك من الضرورى إعادة تقييم قدرة تحمل العناصر التى تعرضت لدرجات حرارة عالية .ة اللدن

وتحديoد قoدرة الoتحمل بعoد تغير مواصفات المواد المكونة لها بتأثير الحرارة عن , نتoيجة الحoريق

إضافة , طoريق إجoراء االختoبارات والدراسات الالزمة وتحديد مدى صالحيتها لالستثمار الالحق

ذلoك وتجنoبا للمoزيد مoن األضرار نتيجة الحريق فال بد من مراعاة بعض الشروط التصميمية إلoى

لألبعooاد وأشooكال مقاطooع العناصooر وسooمك الغطooاء الخرسooانى ومواصooفات المooواد وغيooرها بحooيث

.نستطيع ضمان الحد األدنى لقدرة التحمل الحرارى ونحد من تأثير الحرارة على هذه العناصر

34

35

تتم دراسة العناصر الخرسانية المسلحة التى تتعرض لتأثير درجات الحرارة العالية والتحقق

مoن متانoتها بoنفس الطoرق المعتمدة لمثل هذه العناصر فى الظروف العادية مع األخذ فى االعتبار

وفooى حالooة العناصooر المعرضooة , تأثيooر الحooرارة علooى تغيooر مقاومooة الخرسooانة وحديooد التسooليح

:لالنحناء يجب التحقق من العالقة

Mfire ≤ Mf (8)

:حيث

Mfire =العزم الخارجى المؤثر فى ظروف درجات الحرارة العالية الناتجة عن الحريق.

Mf =ه فى ظروف درجات الحرارة العالية الناتجة عن الحريقالعزم الذى يستطيع العنصر تحمل.

باسoتخدام عالقoات مشoابهة لoتلك المعoتمدة فoى الظoروف العاديoة مoع األخoذ فoى Mfويمكoن تحديoد

االعتبار انخفاض مقاومة الخرسانة وحديد التسليح من تأثير درجات الحرارة

Mf = As . fy,t .(d- af/2) (9)

fy,t= KY,T * fy,t (10)

KY,T= (720-T)/470 (11)

af = AS . fy,t /.85 .fc.bf (12)

هoنا يفتoرض أن درجoة الحoرارة فoى مoنطقة الضoغط للخرسoانة لoم ترتفع إلى الحد الذى يؤدى إلى

أمoا فoى حالoة تعoرض منطقة الضغط من المقطع للحريق ودرجات , إحoداث نقصoان فoى المقاومoة

فاض مقاومة الخرسانة فى االعتبار آما فى الحالة الموضحة الحرارة العالية فيجب اخذ تأثير انخ

:حيث يحدد ارتفاع مخطط اجهادات الضغط من العالقة) 5(بالشكل رقم

af = AS . fy,t / .85 . fc .bf (13)

36

bf =ال للمقطع بعد تخفيضه نتيجة تأثير الحريقالعرض الفع.

Ky,t =للحديدعمعامل يأخذ فى االعتبار تأثير التسخين على الخضو .

T =درجة حرارة التسخين.

bf =عرض بالطة الضغط بعد تخفيضه نتيجة تأثير درجات الحرارة.

As =مساحة حديد التسليح المشدود فى المقطع العرضى.

fy,t =لحديد مع األخذ فى االعتبار تأثير درجات الحرارةإجهاد الخضوع فى ا.

عناصر خرسانة مسلحة معرضة لتأثير الحريق)5( شكل

تكooون مقاومooتها أفضooل بسooبب إعooادة توزيooع ) آمooرات أو بالطooات( فooى حالooة العناصooر المسooتمرة

اقع العزم وقد اظهر الحساب فى مو, العزوم التى تتم قبل حدوث االنصهار وظهور المفاصل اللدنة

.الموجب إن العنصر يستطيع مقاومة الحريق باعتباره آمرة بسيطة وهذا الموقع

37

أما فى مواقع العزم السالب حيث تتعرض المنطقة التى بها ضغط لتأثير درجات الحرارة العالية

فيooتم حسooاب مقاومooة العنصooر مooع اخoذ تأثيooر درجooات الحooرارة العالooية علooى المقاومooات ) 6(شoكل

:عاد الفعالة للمقطعواألب

Mf = As . fy,t( df � af /2) (14)

حيث

df =العمق الفعال للعنصر مخفضا من تأثير درجات الحرارة العالية.

af = ارتفاع مخطط االجهادات الضاغطة مع تأثير درجات الحرارة العالية فى االعتبار.

af= As . fy,t / .85 fc .b (15)

يتم تخفيضه ويعوض عنه ب (b)إذا آoان الجoزء المعoرض للضoغط معoرض للنيoران فان العرض

(bf) ون من المهم التأآد من أن قدرة التحمل على الضغط لم تتناقص إلى حد آبير بحيثoنا يكoوه

:دث انهيار مفاجئ وذلك من خالل تحقيق العالقةيح

As . fy,t /b.df . fct < 0.3 (16)

ومooثل هooذا التحقooيق ضooرورى عooندما يحooدث اسooتطالة آبيooرة فooى التسooليح فooى المooنطقة المعرضooة

القص يعتبر أساسيا فى العناصر سابقة اإلجهاد مع وتشoير الكثيoر مoن المoراجع إلى أن , للضoغط

باسooتخدام العالقooات المعooتمدة فooى الحooاالت ]١٠[وينصooح الكooود االوروبooى ,وجooود قطooاع نحooيف

[وقد تبين من التجارب , العاديoة مoع إدخال تأثير الحرارة العالية على مقاومة الحديد والخرسانة

اقل بكثير من انخفاض مساهمة ) shear(قص إن انخفoاض مساهمة الخرسانة فى تحمل ال ]١٤

آمoا تoنخفض مسoاهمة اإلجهoاد إلoى الصoفر عند ارتفاع درجة الحرارة , الكانoات فoى تحمoل القoص

.بشكل آبير

38

بالطة مستمرة من الخرسانة منطقة االرتكاز فى حالة)6(شكل

يعتبoر حسoاب األعمoدة فoى ظoروف الحoريق أآثoر تعقoيدا مoن حساب العناصر المعرضة لالنحناء

وتستخدم ]١,٤,١٠[) العرض* طول (نظoرا إلمكانية فقدان االستقرار لذلك تعطى دنيا لمقاطعها

بيooنما ]١٥[ عالقooة تجooريبية اسooتنادا إلooى نooتائج تجooارب علooى الحooريق ]٧[بعooض الكooود المخooتلفة

C٦٠٠ إهمooال مسooاهمة الجooزء الooذى تصooل درجooة الحooرارة فooيه ]١٦[عooض الباحثooين يقتooرح ب

واعتooبار جooزء العمooود , وإجooراء الحسooاب علooى مقطooع مكافooئ للجooزء المتبقooى بالعالقooات العاديooة

وجزء العمود الخرسانى الذى , مقاومoته صفر C٦٠٠الخرسoانى الoذى تصoل حoرارته أعلoى مoن

ويتم , .%90والنواة الداخلية مقاومتها .% 70 مقاومته C٤٠٠تصoل درجoة حoرارته أعلى من

.C٦٠٠تقييم النحافة باعتماد جزء مساحة المقطع الذى ال تزيد درجة الحرارة فيه عن

39

أما الحوائط الخرسانية فمقاومتها ضد الحريق تتعلق بشكل آبير بطريقة تثبيت نهايات الحائط

]١٧[السفلية للحائط موثوقة منها فى حالة آونها مفصلة وهى اآبر إذا آانت النهايات العلوية و

.]١٨[ المناسبة لويتم تحليلها آما فى حالة اإلطارات باستخدام برامج التحلي

[ ولoتحديد درجoة الحرارة فى مواقع مختلفة من العنصر يمكن اعتماد عالقات حسابات تجريبية

١٨,١٩[:

TW = ηw . Tf (17)

ηw = 1- .0616 . th-.88 (18)

Tf = 345.log10(8.t+1) +T0 (19)

حيث

t =دقائقالزمن بال

T0 =درجة حرارة الوسط المحيط

TW = درجة حرارة السطح المعرض لتأثير الحرارة

Tf =درجة حرارة النيران

th =الزمن بالساعات

تابعة لدرجة حرارة thفى الزمن , مقدرا بالمتر) x(وتكون درجة حرارة الخرسانة عند اى عمق

: الذى يعطى بالعالقةηs والمعامل Twالسطح

ηx = 0.18 . Ln (th / x2) -0.81 (20)

وتكون درجة حرارة الخرسانة

Tc = ηx . ηw . Tf (21)

40

وف التسخين مختلفة حيث ويمكoن اسoتخدام عالقات مشابهة فى حالة الكمرات مع مراعاة أن ظر

: فنحصل على العالقةηy,ηsتحدث فى اتجاهين لذلك نستخدم معاملين

Tc = [ ηw .(ηx + ηy- 2 ηx. ηy) + ηxηy] .Tf (22)

.]١٨[ويمكن اعتماد هذه العالقات لمختلف أنواع الخرسانة

41

:على تامين مقاومة الحريق فى المنشآت واألبنية من الخرسانة ينصح بمراعاة مايلى حرصا

42

اعoتماد القياسoات الدنoيا للعناصoر و المسoافة مoن محoور التسoليح إلoى سoطح العنصر وفق -1

وذلooك تooبعا لooنوع ]١,٤,٢١,٢٢,٢٣[القooيم المعطooاة فooى الكooودات والمواصooفات المخooتلفة

.ن العنصر التى تتعرض للنيرانالعنصر ونوع الخرسانة والجهة م

تoتوقف القياسoات الدنoيا للعناصoر وآoذلك المسoافة مoن السoطح حتoى محور التسليح والتى -2

تضooمن حooد المقاومooة المطلooوب علooى نوعooية الخرسooانة بسooبب اخooتالف درجooة توصooيل

لooذلك فooان , فالخرسooانة الخفooيفة اقooل ناقلooية مooن الخرسooانة الثقooيلة , الخرسooانة للحooرارة

م الخرسانة الخفيفة أو الخرسانة ذات رآام جيرى فى المنشآت المعرضة لتأثيرات استخدا

.حرارية يقلل من قياسات العناصر والسماآة الدنيا للتغطية المطلوبة

أمoا فoى حالoة اسoتخدام الخرسoانة الثقيلة ذات الرآام السليسى فان قياسات العناصر تكون -3

مقاومoة اآبoر للنيران فى عناصر المنشأ ويمكoن ضoمان , اآبoر وسoمك التغطoية أيضoا اآبoر

لكoن الoزيادة الكبيoرة قoد تoؤدى إلoى استخدام شبكات تسليح , بoزيادة سoماآة طoبقة الحمايoة

وبشكل عام يمكن اعتماد القيم الدنيا المعطاة فى الكود , بأقطoار صoغيرة فoى طoبقة الحماية

وع الخرسooانة و وذلooك تooبعا لooنوع العنصooر ونoo ]١,٤,٢١,٢٢,٢٣[والمواصooفات المخooتلفة

.الجهة من العنصر التى تتعرض للحريق

وتقاس , ويجب أال تقل المسافة الوسطية للتغطية حتى محور التسليح عن القيم المعطاة فى الكود

:وتحدد من العالقة) سفلى أو جانبى(هذه المسافة من اقرب سطح معرض للتسخين

a =

A1.a1+A2a2+��.+Anan

A1+A2+��+An

43

وضoع التسoليح ابعoد مoا يمكoن عن الزوايا باعتبارها أآثر تأثرا بالحرارة ويفضل وضع و ينصoح ب

).7(القضبان ذات األقطار الكبيرة بعيدا عن زوايا المقطع آما هو موضح على الشكل

يجoب األخoذ فoى االعتoبار تأثير عدم االتزان االستاتيكى على مقاومة الحريق فى العناصر غير -4

:يا وذلك بمراعاة الشروط والمتطلبات التاليةالمتزنة استاتيك

.من حديد التسليح العلوى عند الرآائز إلى منتصف القطاع% 20 يجب تمديد ماال يقل عن -ا

من طول البحر 0.4 يجoب تمديد حديد التسليح العلوى فى الرآائز الطرفية لمسافة ال تقل عن -ب

.اعتبارا من الرآيزة وبعد ذلك يتم وقفها

تمديد أسياخ التسليح العلوية فوق جميع الرآائز المرحلية فى البحور لمسافة ال تقل عن يجب-ج

. من طول البحر للكمرة وبعد ذلك توقفها تدريجيا0.15

يعoتمد الoبعد األصغر للعمود من الخرسانة الثقيلة أو الخفيفة المعرضة للتأثيرات الحرارية من -د

فoى الحoوائط والمعرضoة للنيoران مoن جهoة واحدة حيث جمoيع الجoوانب وآoذلك األعمoدة الoواقعة

عندها عائدا إلى األعمدة ذات األسطح المسخنة والواقعة فى نفس المنسوب مع ) b( يكون البعد

الحoوائط أو األجoزاء البارزة عن الحوائط والمعرضة لألحمال وفق ما تحدده الكود والمواصفات

oوائط قoى الحoتحات فoوجد فoه ال يoرض انoاه البعد األصغر ويفتoى اتجoدة فoرب األعم)b ( وفى حالة

.األعمدة الدائرية المصمتة يؤخذ البعد مساويا القطر

فى حالة تطبيق األحمال ال مرآزيا أو آانت ) l0/b ≤25( وينصoح بoاال تoزيد نحافoة العمود عن -ه

خرسانى مع من المقطع ال% 3األحمoال مطبقة مع ال مرآزية طارئة وأال تزيد نسبة التسليح عن

.تامين ثبات الرآائز

44

توزيع حديد التسليح فى المقاطع العرضية للعناصر )7( شكل

المعرضة للحريق

قل أبعاد الحoد األدنoى للغطoاء الخرسoانى فoى المنشoآت التoى قoد تتعرض للحريق يلزم مراعاة أال ت

فى ) 4-6(سoمك الغطoاء الخرسoانى التoى يحoتمل تعرضoها للحريق عن القيم الواردة بالجدول رقم

1995الكود المصرى لتصميم وتنفيذ المنشآت الخرسانية

. أبعاد الخرسانة المطلوبة لمقاومة الحريق)7( جدول

45

.ربما استدعى األمر إضافة شبكة من صلب التسليح لحفظ الغطاء الخرسانى

. من خالل بعض األبحاث التى أجريت لمتابعة تأثير زيادة الغطاء الخرسانى فى مقاومة الحريق

لتعطى مقاومة للحريق) مم(األبعاد الدنيا للخرسانة )بالساعات(التى تحتمل استمرارها لفترات

0.5 1 1.5 2 3 4

الحالة

مم 15 80

مم 25 110

مم 35 140

مم

*45 180

مم

*55 240

مم

*65 280

خرسانة ظاهرة ذات رآام سليسى

متوسط سمك الغطاء الخرسانى حول صلب التسليح

عرض الكمرة

15 70

15 85

20

110

30

170

40

210

*50

250

خرسانة مغطاة بطبقة من -０ األسمنتية والجير البياض من المونة مم15أو الجبس بتخانة

متوسط سمك الغطاء -１ الخرسانى حول صلب التسليح

عرض الكمرة -２

15 60

15 60

15 85

15 125

15 145

25 170

خرسانة مغطاة بطبقة من -０مونة الجبس والفيروموآليت أو 15االسبتسوس بسمك المرشوش

مم متوسط سمك الغطاء -１

لب التسليح الخرسانى حول ص عرض الكمرة -２

46

تأثير ترتيب حديد التسليح على مقاومة الخرسانة للضغط مقارنة )8( شكل

الحريقتأثير زيادة الغطاء الخرسانى والمسافة بين األسياخ على مقاومة )9( شكل

47

تأثير مدة تعرض الخرسانة للحريق على الغطاء الخرسانى)10( شكل

تأثير زيادة الغطاء الخرسانى ومدة تعرض الخرسانة للحريق) 11(شكل

يooتم إزالooة بقooع الحooريق باسooتخدام الحجooر الخفooاف أو الooرمال أو الحصooى أو عooن طooريق حooك

.السطح جيدا بقطعة من القماش المبللة بمحلول فوسفات ثالثى الصوديوم

48

وذلooك بعooد إجoooراء جمooيع االختooبارات السoooابقة والooتأآد مooن صoooالحية المبنooى لالسooتمرار فoooى

عooد تعرضooه لoتلك الooدرجات العالooية مoن آفooاءة اسooتمراره االسoتخدام وصooالحية حديooد التسoليح ب

.لفترة آافية دون اللجوء لتدمير المبنى واعدة بناؤه

REFERENCESالمراجع

1-Milovvan, A.F," Fire Resistance of Reinforced Concrete Structures".

Striizdat,mMoscow,1986 (in Russian)

2- Boshev,V.A,Pchelintsev,V.A,Fedorenko,V.C,"Building Fire Resistance",

stroiizdat, Moscw,1979

3- Buchanan ,A.H,"Structural Design for Fire Safety" , New Zealand,2001

4- Phan,L.T, "Fire Performance of High- Strength concrete": a report of the

State- of the art,NISTIR 5934. National Institute and Technology.1996

5- Harmathy, T.Z,"Fire Safety Design and Concrete".Concrete Design and

Construction Series.Longman Scinntific and Ttechnical,UK,1993

.1998 الكود المصرى ألسس التصميم واشتراطات التنفيذ لحماية المنشآت من الحريق � 6

.1995صرى لتنفيذ المنشآت الخرسانية الكود الم-7

دراسة لتأثير الحريق ودرجات الحرارة العالية على العناصر االنشائية االستاذ الدآتور صدقى عبداهللا تهامى-8

آليه الهندسة جامعة تشرين سوريا آلية الهندسة جامعة المنيا مصر واالستاذ الدآتور غاندى على جحجاح

49