Определение пределов огнестойкости конструкций

 

 

Ф. 4.1.2.

 

ФГБОУ ВПО

Уфимский государственный авиационный технический университет

 

Пожарная безопасность

Кафедра

 

100	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
90
80
70
60
50
40
30
20
10

Подп. и дата
Подп. и дата
Взаим. Инв. №
Инв. № подл.
Инв. № дубл.

Определение фактической степени

огнестойкости и класса конструктивной

пожарной опасности здания

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

Здания и сооружения и их

устойчивость при пожаре

к курсовому проекту по

 

Группа			Фамилия, и., о.	Подпись	Дата	Оценка
	ПБ – 310К
Студент			Хаерзаманов И.И.
Консультант			Кутуева А.В.
Принял			Сулейманов И.Р. Кутуева А.В.

1602.231915.000 ПЗ

 

 

 

 

    

(обозначение  документа)

 

 

 

Уфа 2014

 

Содержание

 

 

Введение

Проблема пожарной профилактики в строительстве затрагивают многие стороны жизни:  деятельность организаций, производств и непосредственно жизнь и безопасность людей. 

Актуальность проблемы  пожарной профилактики в строительстве заключается в одновременном решении двух задач: уменьшении человеческих жертв и экономического ущерба, с помощью новых конструктивных решений, разработки методик и осуществления надзорных функций.

В наше время проводится разработка новых конструктивных решений, обеспечивающих сопротивление возгораемости и необходимую огнестойкость строительных конструкций, объёмно-планировочных решений направленных на ограничение распространения пожара внутри здания и между зданиями и т.д. Сегодня  необходимо внедрять рациональные проектные решения, современные методы строительного производства, потому что они являются важнейшим средством повышения эффективности  строительства безопасного с точки зрения пожарной безопасности

 

 

1. Определение пределов огнестойкости конструкций

1. Определение предела огнестойкости колонны

Определение предела огнестойкости расчетным методом. выполняется от момента времени 00 минут с интервалом в 15 минут до момента времени, когда при очередном временном шаге величина нагрузки превысит несущую способность колонны.

Исходные данные по железобетонным колоннам представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Исходные данные железобетонным колоннам

Последние две цифры номера зачетной книжки	Ширина (высота) поперечного сечения b=h, м	Класс бетона по прочности «В»	Влаж-ность W, %	Толщина защитного слоя бетона аз, мм	Количество и диаметр арматурных стержней, мм	Шаг сеток поперечного армирова-ния
44	0,4	25	2,6	25	4Æ20; 4Æ12	220

 

Примечания:

Вид бетона – на гранитном заполнителе. Объемная масса (средняя плотность) бетона ρ0 = 2500 кг/м3. Класс арматуры (рабочей) – А-III. Высота колонны (в пределах этажа) – 4,2 м. tн=20˚С. Нормативная нагрузка принимается равной половине расчетной.

Решение:

Найдем средние значения коэффициентов теплопроводности λtem,m и теплоемкости Сtem,m при tm= 450oC.

Они равны: λtem,m= А – Btm; Сtem,m= C - Дtm;

Значения коэффициентов А, В, С, Д приведены в приложении А1[6].

λtem,m= 1,2 – 0,00035∙450 = 1,0425 Вт/(м оС);

  Сtem,m= 0,71 + 0,00084∙450 = 0,332 кДж/(кг оС).

1. Несущая способность колонны до нагревания:

,

где N - продольное сжимающее усилие, вычисленное при расчетных нагрузках;

А - площадь сечения колонны, определяется по формуле: 

;

- коэффициент продольного изгиба, учитывающий длительность нагружения, гибкость и характер армирования  колонны, определяемый по формуле:

но принимаемый не более .

Значения коэффициентов и принимаются по приложению А3[6] в зависимости от отношения и ;

 - продольная сила от действия постоянных и длительных нагрузок;

 и 

Следовательно и .

Найдем ,

нормативное сопротивления  арматурной стали Rsn=Rsc=390 МПа, приложение [6];

нормативное сопротивление бетона Rbn=Rb=18,5 МПа, таблица 6.13 [4];

площадь сечения всей рабочей арматуры As,tot=1708 мм2, приложение А2[6].

коэффициент армирования

Таким образом

 

Тогда .

Согласно условию нормативное сопротивление равно:

 

2. Приведенный коэффициент температуропроводности равен:

;

где

.

.

3. Критерий Фурье для τn= 15 мин = 900 сек определяется по формуле:

,

Определяем по приложению А4[6] методом линейной интерполяции:

 

4. Коэффициент :

;

где - глубина прогретого слоя, определяется по формуле :

(рисунок 1[6]).

 

Рассчитаем

5. Из графика (рисунок 2[6]) находим Θх= 0,89.
6. Температура арматурных стержней при прогреве с одной стороны будет равна:

 

так как    →  

.

        7.Температура арматурных стержней при обогреве колонны с четырех сторон равна:

  ,

где ,

τn – время, с.

;

7. По приложению А6[6] находим значение коэффициента снижения прочности арматуры γs,tem= 1.
8. Размеры ядра бетонного сечения bя, hя определяются по формуле:

,

Определим

Величина Θц определяется из таблицы приложения А7[6]

при → Θц= 1,0.

Тогда .

Значение коэффициента находим по графику (рис. 2[6])

при Fо,х= 0,0147.

Для этого определяется значение Θя,х при критической температуре Tcr=6500C – для гранитного щебня:

,

Следовательно,

.

так как bя=hя > bк=hк берем bк=hк=0,4 м

9. Несущая способность колонны определяется по формуле

где φtem = 0,975 (приложение А.5[6]);

Ая – площадь сечения ядра

Ая=0,4∙0,4=0,16 м2.

Так как Np,tem=3535 кН > Nn= 1623 кН аналогичным образом рассчитываем для

• Критерий Фурье для τn= 30 мин = 1800 сек :

Из графика (рисунок 2[6]) находим Θх= 0,74.

Температура арматурных стержней при прогреве с одной стороны будет равна:

.

Температура арматурных стержней при обогреве колонны с четырех сторон равна:

где ;

По приложению А6[6] методом линейной интерполяции находим значение коэффициента снижения прочности арматуры:

 

Определим размеры ядра бетонного сечения bя, hя.

Величина Θц определяется из таблицы приложения А7[6]

при → Θц= 1

Тогда .

Значение коэффициента находим по графику (рис. 2[6])

при Fо,х= 0,0293.

Для этого определяется значение Θя,х при критической температуре:

 

Следовательно, ξя,х= 0,2 и

.

Несущая способность колонны определяется по формуле

где φtem = 0,97 (приложение А.5[6]);

Ая=0,380∙0,380=0,1444 м2.

Так как Np,tem=3033 кН > Nn=1623 кН аналогичным образом рассчитываем для

• Критерий Фурье для τn= 45 мин = 2700 сек :

Из графика (рисунок 2[1]) находим:

 

Температура арматурных стержней при прогреве с одной стороны будет равна:

.

Температура арматурных стержней при обогреве колонны с четырех сторон равна:

где ;

По приложению А6[1] находим значение коэффициента снижения прочности арматуры методом линейной интерполяции:

.

Определим размеры ядра бетонного сечения bя, hя.

Величина Θц определяется из таблицы приложения А7[6]

при → Θц= 0,9985

Тогда .

Значение коэффициента находим по графику (рис. 2[6])

при Fо,х= 0,044.

Для этого определяется значение Θя,х при критической температуре:

Следовательно, методом линейной интерполяции найдем:

  и

.

Несущая способность колонны определяется по формуле

так как , методом линейной интерполяции по приложение А.5[6]: ;

Ая=0,3622=0,131 м2.

Так как Np,tem=2403 кН > Nn=1623 кН аналогичным образом рассчитываем для

• Критерий Фурье для τn= 60 мин = 3600 сек :

Из графика (рисунок 2[6]) находим методом линейной интерполяции:

.

 

Температура арматурных стержней при прогреве с одной стороны будет равна:

.

Температура арматурных стержней при обогреве колонны с четырех сторон равна:

где ;

По приложению А6[6] находим значение коэффициента снижения прочности арматуры методом линейной интерполяции:

 .

Определим размеры ядра бетонного сечения bя, hя.

Величина Θц определяется из таблицы приложения А7[6]

при → Θц= 0,9933

Тогда .

Значение коэффициента находим по графику (рис. 2[6])

при Fо,х= 0,0587.

Для этого определяется значение Θя,х при критической температуре:

Следовательно, методом линейной интерполяции найдем:

  и

.

Несущая способность колонны определяется по формуле

так как ,по приложение А.5[6]: ;

Ая=0,3472=0,12 м2.

Так как Np,tem=2150 кН > Nn=1623 кН аналогичным образом рассчитываем для

• Критерий Фурье для τn= 75 мин = 4500 сек :

Из графика (рисунок 2[1]) методом линейной интерполяции находим:

 

Температура арматурных стержней при прогреве с одной стороны будет равна: .

Температура арматурных стержней при обогреве колонны с четырех сторон равна:

где ;

По приложению А6[6] методом линейной интерполяции находим значение коэффициента снижения прочности арматуры:

 .

Определим размеры ядра бетонного сечения bя, hя.

Величина Θц определяется из таблицы приложения А7[6]

при → Θц= 0,982

Тогда .

Значение коэффициента находим по графику (рис. 2[6])

при Fо,х= 0,0733.

Для этого определяется значение Θя,х при критической температуре:

Следовательно, методом линейной интерполяции:

 

.

       Несущая способность колонны определяется по формуле

так как ,по приложение А.5[6]: ;

Ая=0,3332=0,11 м2.