Определение фактической степени огнестойкости и класса конструктивной пожарной опасности здания
Определение предела огнестойкости железобетонных ребристых плит покрытия. Экспертиза трехэтажного здания. Расчет несущей способности ригеля перекрытия в условиях пожара. Разработка мероприятий по повышению пределов огнестойкости строительных материалов.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.12.2014 |
| Размер файла | 1,6 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ФГБОУ ВПО
Уфимский государственный авиационный технический университет
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Здания и сооружения и их устойчивость при пожаре
к курсовому проекту
Определение фактической степени огнестойкости и класса конструктивной пожарной опасности здания
Группа ПБ - 310К
Студент Хаерзаманов И.И.
Консультант Кутуева А.В.
Принял
Сулейманов И.Р.
Уфа 2014
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
огнестойкость железобетонный ребристый плита
1.1 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» |
Влажность W, % |
Толщина защитного слоя бетона аз, мм |
Количество и диаметр арматурных стержней, мм |
Шаг сеток поперечного армирования |
|
|
44 |
0,4 |
25 |
2,6 |
25 |
420; 412 |
220 |
Примечания: Вид бетона - на гранитном заполнителе. Объемная масса (средняя плотность) бетона ?0 = 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 ?tem,m и теплоемкости Сtem,m при tm= 450oC.
Они равны
?tem,m= А - Btm; Сtem,m= C - Дtm;
?tem,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 ?n= 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 ?х= 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 ,
?n - время, с.
;
7. По приложению А6[6] находим значение коэффициента снижения прочности арматуры ?s,tem= 1.
8. Размеры ядра бетонного сечения bя, hя определяются по формуле:
,
Определим
Величина ?ц определяется из таблицы приложения А7[6]
при > ?ц= 1,0.
Тогда .
Значение коэффициента находим по графику (рис. 2[6])
при Fо,х= 0,0147.
Для этого определяется значение ?я,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 ?tem = 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 ?n= 30 мин = 1800 сек :
Из графика (рисунок 2[6]) находим ?х= 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 ?ц определяется из таблицы приложения А7[6]
при > ?ц= 1
Тогда .
Значение коэффициента находим по графику (рис. 2[6]) при Fо,х= 0,0293.
Для этого определяется значение ?я,х при критической температуре:
Следовательно, ?я,х= 0,2 и
.
Несущая способность колонны определяется по формуле
где ?tem = 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 ?n= 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 ?ц определяется из таблицы приложения А7[6]
при > ?ц= 0,9985
Тогда .
Значение коэффициента находим по графику (рис. 2[6])
при Fо,х= 0,044.
Для этого определяется значение ?я,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 ?n= 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 ?ц определяется из таблицы
при > ?ц= 0,9933
Тогда .
Значение коэффициента находим по графику (рис. 2[6])
при Fо,х= 0,0587.
Для этого определяется значение ?я,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 ?n= 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 ?ц определяется из таблицы приложения А7[6]
при > ?ц= 0,982
Тогда .
Значение коэффициента находим по графику (рис. 2[6])
при Fо,х= 0,0733.
Для этого определяется значение ?я,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.
Так как Np,tem=1939 кН > Nn=1623 кН аналогичным образом рассчитываем для
- Критерий Фурье для ?n= 90 мин = 5400 сек :
Из графика (рисунок 2[6]) 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 ?ц определяется из таблицы приложения А7[6]
при > ?ц= 0,9657.
Тогда.
Значение коэффициента находим по графику (рис. 2[6])
при Fо,х= 0,088.
Для этого определяется значение ?я,х при критической температуре:
Следовательно, методом линейной интерполяции:
.
Несущая способность колонны определяется по формуле
так как по приложение А.5[6]: ;
Ая=0,3142=0,09859 м2.
Так как Np,tem=1712 кН > Nn=1623 кН аналогичным образом рассчитываем для
- Критерий Фурье для ?n= 105 мин = 6300 сек :
Из графика (рисунок 2[6]) 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 ?ц определяется из таблицы приложения А7[6]
при > ?ц= 0,9493.
Тогда.
Значение коэффициента находим по графику (рис. 2[6])
при Fо,х= 0,1.
Для этого определяется значение ?я,х при критической температуре:
Следовательно, методом линейной интерполяции:
.
Несущая способность колонны определяется по формуле
так как по приложение А.5[6]: ;
Ая=0,3052=0,093 м2.
По результатам расчета несущей способности колонны в условиях пожара строится график снижения несущей способности колонны и определяется ее фактический предел огнестойкости.
Рисунок 1 - Определение предела огнестойкости колонны
Таким образом, по графику на рисунке 1 фактический предел огнестойкости составляет Пф = 104 мин
Приведем предел огнестойкости к нормативному. Ближайшее наименьшее значение равно 90 мин. Таким образом, предел огнестойкости колонны по несущей способности равен R90.
Определение предела огнестойкости колонны по пособию [1] выполняют по таблице 2 по ширине колонны (b) и расстоянию до оси арматуры (aз), выбирая предел огнестойкости по наименьшему из значений.
По условию b=400 мм и aз=25 мм, значит предел огнестойкости определяем по aз.
Методом линейной интерполяции
Значит предел огнестойкости - R60.
Таким образом, предел огнестойкости расчетным методом равен R90, а по пособию - R60.
1.2 Определение предела огнестойкости плиты перекрытия с круглыми пустотами
- Предел огнестойкости плит по потере несущей способности
При определении предела огнестойкости расчетным методом для решения статической части задачи форму поперечного сечения железобетонной плиты перекрытия с круглыми пустотами приводят к расчетной тавровой.
Исходные данные по железобетонным плитам перекрытий с круглыми пустотами представлены в таблице 2.
Таблица 2-Исходные данные по железобетонным плитам перекрытий с круглыми пустотами
|
Последние две цифры номера зачетной книжки |
Класс бетона по прочности «В» |
Влажность W, % |
Толщина защитного слоя бетона аз, мм |
Количество и диаметр арматурных стержней, мм |
Нормативная нагрузка qn, кН/м2 |
|
|
44 |
15 |
3,1 |
20 |
416 |
3,8 |
Примечания: Вид бетона - тяжелый на известковом заполнителе. Объемная масса (средняя плотность) бетона ?0 = 2500 кг/м3. Класс арматуры (рабочей) - А-IV. Размеры плиты b (lx)=1,49 м; h = 0,22 м; ly=5,76 м; вес плиты 27,1 кН.
1. Определим изгибающий момент в середине пролета от действия нормативной нагрузки и собственного веса плиты:
где q/n - нормативная нагрузка на 1 погонный метр плиты, равная:
где: Р - вес плиты, Н.
Таким образом,
2. Расстояние от нижней (обогреваемой) поверхности панели до оси рабочей арматуры составит:
где d - диаметр арматурных стержней, мм.
а
Среднее расстояние составит:
где А - площадь поперечного сечения арматурного стержня,мм2.
а = 28 мм
3. Определим основные размеры расчетного таврового поперечного сечения панели:
- ширина: bf = b = 1,49 м;
- высота : hf = 0,5 (h -П)
где П - диаметр пустот, мм.
hf = 0,5 (220 - 159)=30,5 мм
- расстояние от не обогреваемой поверхности конструкции до оси арматурного стержня ho = h - a
ho =220 - 22 = 198 мм.
4. Определяем прочностные и теплофизические характеристики бетона:
Средние значения коэффициентов теплопроводности ?tem,m и теплоемкости Сtem,m при tm= 450oC равны: ?tem,m= А - Btm; Сtem,m= C + Дtm;
?tem,m= 1,14 - 0,00055•450 = 0,8925 Вт/(м оС);
Сtem,m= 0,71 - 0,00083•450 = 0,3365 кДж/(кг оС).
Значения коэффициентов А, В, С, Д приведены в приложении А1[6].
5. Нормативное сопротивление по пределу прочности Rbn = 11 МПа (табл. 6.7 [4] для бетона класса В15);
6. Коэффициент надежности b = 0,83;
7. Расчетное сопротивление бетона по пределу прочности определяется по формуле
Rbu = Rbn /b
Rbu = 11 / 0,83 = 13,25 МПа;
8. Определим приведенный коэффициент температуропроводности:
9. Коэффициенты, зависящие от средней плотности бетона:
Определяем методом линейной интерполяции:
[2]
10. Определяем высоту сжатой зоны плиты по формуле:
,
11. Определяем напряжение в растянутой арматуре от внешней нагрузки:
так как хt = 11,7 мм hf = 30,5 мм, то
, МПа
где As - суммарная площадь поперечного сечения арматурных стержней в растянутой зоне поперечного сечения конструкции, которая равна для 4 стержней 16 мм 804 мм2[6].
12. Определим критическое значение коэффициента изменения прочности арматурной стали по формуле:
,
где Rsu - расчетное сопротивление арматуры по пределу прочности, равное:Rsu = Rsn / s (здесь s - коэффициент надежности для арматуры, принимаемый равным 0,9);
Rsn - нормативное сопротивление арматуры по пределу прочности, равное 590 МПа[6].
Rsu = 590 / 0,9 = 655,56 МПа
Таким образом,
13. Определим критическую температуру нагрева несущей арматуры в растянутой зоне.
По таблице в [6] с помощью линейной интерполяции определяем, что для арматуры класса А-IV и stcr = 0,4383.
14. Время прогрева арматуры до критической температуры для плиты сплошного поперечного сечения будет являться фактическим пределом огнестойкости.
Время прогрева арматуры до критической температуры определяется по формуле:
,
где Х - аргумент функции ошибок Гаусса (Крампа)
Определяем величину функции ошибок Гаусса (Крампа):
где tн - температура конструкции до пожара, принимаем равной 20С
=0,593
И по таблице[6] X=0,6.
Найдем ?:
15. Фактический предел огнестойкости плиты перекрытия с круглыми пустотами составит:
Пф = 0,9
где 0,9 - коэффициент, учитывающий наличие в плите пустот.
Пф=60,8•0,9=54,7 мин
Приведем предел огнестойкости к нормативному. Ближайшим нижним значением нормативного предела огнестойкости будет 45 минут.
Таким образом предел огнестойкости плиты перекрытия с круглыми пустотами по несущей способности равен R45.
- Предел огнестойкости плит по потере теплоизолирующей способности.
Предел огнестойкости по потере теплоизолирующей способности при одностороннем нагреве плит (стен) из тяжелого бетона на извесковом заполнителе при стандартном огневом воздействии определяют по рисунку4.
Таким образом, для плиты толщиной 220 мм из тяжелого бетона на известковом заполнителе предел огнестойкости по потере теплоизолирующей способности будет превышать 240 минут, то есть Е240.
- Предел огнестойкости плит по потере целостности.
Предел огнестойкости плит по потере целостности из тяжелого бетона на известковом заполнителе при стандартном огневом воздействии определяют по рисунку [6].
Так как, толщина плиты 220 мм и напряжения сжатия равны 287,3МПа по рисунку в [6] бетон класса В15 имеет возможность хрупкого разрушения.
Бетон, имеющий возможность хрупкого разрушения, необходимо защитить от хрупкого разрушения во время пожара следующими мероприятиями:
1) повышением противопожарной безопасности, чтобы в случае пожара его можно было локализовать на начальной стадии;
2) снижением расчетной относительной влажности воздуха в помещении;
3) дополнительным конструктивным армированием поверхностного слоя бетона со стороны нагрева арматурной сеткой с ячейками 2570 мм и диаметром арматуры 0,5-1,0 мм;
4) нанесением огнезащитного покрытия толщиной 2-4 см на нагреваемую поверхность бетона;
5) устройством металлической облицовки со стороны нагреваемой поверхности;
Предел огнестойкости плит перекрытия с круглыми пустотами по пособию [1] определяют по таблице 8 по расстоянию до оси арматуры (толщине защитного слоя, аз).
По условию аз = 20 мм, по линейной интерполяций П = 0,75 ч = =45мин. Предел огнестойкости плит перекрытия с круглыми пустотами составляет R45. Предел огнестойкости плит по потере теплоизолирующей способности определяют по таблице 8 [1] по толщине плиты (h). По условию h = 220 мм, а эффективная толщина многопустотной плиты для оценки предела огнестойкости определяется делением площади поперечного сечения плиты, за вычетом площадей пустот, на ее ширину.
Таким образом методом линейной интерполяции:
Предел огнестойкости плит перекрытия с круглыми пустотами по потере теплоизолирующей способности равен Е30.
Таким образом, предел огнестойкости по несущей способности расчетным методом равен R45, а по пособию - R45. Предел огнестойкости по потере теплоизолирующей способности расчетным методом составил Е240, по пособию Е45.
1.3 Определение предела огнестойкости железобетонных ригелей перекрытий
Исходные данные по железобетонным ригелям перекрытий представлены в таблице 3.
Таблица 3 - Исходные данные по железобетонным ригелям перекрытий
|
Последние две цифры номера зачетной книжки |
Ширина ригеля в центре расположения несущей арматуры вн, мм |
Толщина защитного слоя для арматуры |
Количество стержней, диаметр, класс арматуры (рабочей) |
||
|
Нижнего I-го ряда 1, мм |
Нижнего II-го ряда 2, мм |
||||
|
44 |
360 |
17 |
35 |
516+314 А-2 |
Примечание: в колонке 5 первые два числа обозначают количество и диаметр рабочих арматурных стержней первого снизу ряда; вторые два числа количество и диаметр арматурных стержней второго снизу ряда. Вид бетона - на гранитном заполнителе, класс бетона - В25. Объемная масса (средняя плотность) бетона ?0 = 2300 кг/м3. Высота колонны - 0,6 м. Нормативная нагрузка принимается равной половине расчетной.
Решение:
Момент, который может выдержать балка прямоугольного сечения:
М=,
где Rsnt - расчетное сопротивления арматуры растяжению,
Rsnt=Rsn•?st
Коэффициент снижения прочности арматуры ?st=1 при t=20?C (приложение А6[6]).
Нормативное сопротивление растяжению для арматуры класса А-2 Rsn=295 МПа[6].
Значит Rsnt=295•106•1=295 МПа
- суммарная площадь поперечного сечения арматурных стержней:
где =1005 мм2 и =468 мм2 из приложения А2[6].
- высота сжатой зоны
,
где - нормативное сопротивление бетона по прочности на сжатие, при классе бетона В25 МПа (таблица 6.7 [4]).
Следовательно,
-расстояние от необогреваемого края до оси нижнего ряда арматуры
и .
=0,575 м
Аналогично =0,558 м
Найдем расчетный момент:
Так как по условию нормативная нагрузка равна половине расчетной:
1. Найдем нагрузку при ?n=30 мин = 1800 сек
Определим ширину ядра сечения после нагрева
,
где - глубина прогретого слоя, которая определяется по формуле:
где по приложению А4 [6].
Приведенный коэффициент температуропроводности равен:
;
Найдем средние значения коэффициентов теплопроводности ?tem,m и теплоемкости Сtem,m.
При tm= 450oC они равны:
?tem,m= А - Btm; Сtem,m= C + Дtm;
?tem,m= 1,2 - 0,00035•450 = 1,0425 Вт/(м оС);
Сtem,m= 0,71 - 0,00083•450 = 336,5 Дж/(кг оС).
где
.
.
Критерий Фурье для ?= 30 мин = 1800 сек определяется по формуле:
,
где - для бетона на гранитном заполнителе
по графику на рисунке 2 [1] .
Значит,
м
Соответственно, м
Определим прогрев 1го ряда арматуры по оси x:
,
где [2];
где -расстояние от края балки до грани арматуры по оси х, вычисляется по формуле
где n-количество арматурных стержней в ряду
,
По таблице из [6] вычислим:
Таким образом, найдем
Аналогично вычислим прогрев 2го ряда арматуры по оси x .
,
Значит,
Определим прогрев 1го ряда арматуры по оси y:
где расстояние от края балки до грани арматуры по оси y:
Найдем
Аналогично найдем прогрев 2го ряда арматуры по оси y .
где
Значит
Найдем общую температуру арматуры 1го ряда:
Аналогично найдем значение общей температуры арматуры 2го ряда:
По приложению А6 [6] находим значение коэффициента снижения прочности арматуры методом линейной интерполяции:
Вычислим расчетные сопротивления арматуры растяжению
Вычислим высоту сжатой зоны по формуле:
Вычислим момент, который может выдержать балка прямоугольного сечения при ? = 30 мин = 1800 сек:
Значит, сделаем расчет для ?=45 мин = 2700 сек
2. Найдем нагрузку при ?n=45 мин = 2700 сек
Критерий Фурье определяется по формуле:
При по графику на рисунке 2[6] методом линейной интерполяции:
Значит,
м
м
Найдем .
По таблице из [6] вычислим:
где =0,8427
=1
Найдем
Аналогично вычислим .
где
Найдем
где
Значение
Аналогично вычислим значение .
где
Найдем .
Значения составят:
По приложению А6 [6] находим значение коэффициента снижения прочности арматуры методом линейной интерполяции:
Найдем расчетные сопротивления арматуры сжатию:
Найдем высоту сжатой зоны:
Вычислим момент, который может выдержать балка прямоугольного сечения при ? = 45 мин = 2700 сек:
Значит, сделаем расчет для ?=60 мин = 3600 сек
3. Найдем нагрузку при ?n=60 мин = 3600 сек.
Критерий Фурье определяется по формуле:
При по графику на рисунке 2[6] методом линейной интерполяции:
Значит,
м
м
Найдем .
По таблице из [6] вычислим:
где =0,7761
=1
Найдем
Аналогично вычислим .
где
Найдем
где
Значение
Аналогично вычислим значение .
где
Найдем .
Значения составят:
По приложению А6 [6] находим значение коэффициента снижения прочности арматуры методом линейной интерполяции:
Найдем расчетные сопротивления арматуры сжатию:
Найдем высоту сжатой зоны:
Вычислим момент, который может выдержать балка прямоугольного сечения при ? = 60 мин = 3600 сек:
-ригель разрушился.
По результатам расчета несущей способности ригеля перекрытия в условиях пожара строится график снижения несущей способности колонны и определяется ее фактический предел огнестойкости.
Рисунок 2 - Определение предела огнестойкости ригеля перекрытия
Таким образом, по графику на рисунке 2 фактический предел огнестойкости составляет Пф = 47 мин. Значит предел огнестойкости ригеля по несущей способности R45.
Определение предела огнестойкости ригеля перекрытия по пособию [1] выполняют по таблице 6 по ширине ригеля (bн) и по среднему расстоянию до оси арматуры (?1, ?2).
По условию bн=360 мм, ?1=17 мм, ?2=35 мм.
Учитывая пункт 2.16[3] определим среднее расстояние до оси арматуры по формуле:
Подберем несколько значений a и b из таблицы 6[1] и определим предел огнестойкости методом линейной интерполяции.
Пусть a=15 мм, b=120 мм тогда ;
Пусть a=25 мм, b=80 мм тогда ;
a=25 мм, b=300 мм тогда
Значит, предел огнестойкости по потере несущей способности железобетонных ригелей перекрытия равен:
Приводим к нормативному значению П=0,53 ч=31,8 мин > R30.
Таким образом, предел огнестойкости по несущей способности расчетным методом равен R45, и по пособию - R30.
1.4 Определение предела огнестойкости железобетонных ребристых плит покрытия
Исходные данные по железобетонным ребристым плитам покрытия представлены в таблице 4.
Таблица 4 - Исходные данные по железобетонным ребристым плитам покрытия
|
Последние две цифры номера зачетной книжки |
Ширина плиты b, м |
Ширина ребра плиты bр, мм |
Толщина защитного слоя арматуры, мм |
Количество, диаметр стержней, класс рабочей арматуры (в ребре) |
||||
|
До боковой грани W |
До нижней грани |
|||||||
|
з1 |
з2 |
з3 |
||||||
|
44 |
1,5 |
120 |
17 |
17 |
34 |
-- |
216 А-5 B |
Предел огнестойкости железобетонных ребристых плит покрытия из тяжелого бетона по пособию [1] определяют по таблице 6 по ширине балки и расстоянию до оси арматуры (толщине защитного слоя арматуры).
По условию ширина ребра плиты bр = 120 мм, толщина защитного слоя арматуры W=17 мм, з1 =17 мм и з2=34 мм. Учитывая пункт 2.16[1] определим среднее расстояние до оси арматуры по формуле:
и ширина балки равна .
Подберем несколько значений a и из таблицы 6[1] и определим предел огнестойкости методом линейной интерполяции.
Пусть a=15 мм, b=120 мм тогда ;
Пусть a=25 мм, b=80 мм тогда ;
a=25 мм, b=300 мм тогда
Значит, предел огнестойкости по потере несущей способности железобетонных ригелей перекрытия равен:
Приводим к нормативному значению П=0,53 ч=31,8 мин > R30.
Таким образом, предел огнестойкости ребристых плит покрытия составляет R30.
1.5 Определение предела огнестойкости кирпичных наружных стен
Исходные данные по кирпичным (каменным) наружным стенам представлены в таблице 5.
Таблица 5 - Исходные данные по кирпичным (каменным) наружным стенам
|
Последние две цифры номера зачетной книжки |
Толщина стены, см |
Конструктивное исполнение стены из материалов |
|
|
44 |
12 |
Естественных камней с заполнением несгораемым теплоизоляционным материалом. |
Предел огнестойкости кирпичных (каменных) наружных стен определяют по пособию [1] по таблице 10 по толщине стены.
По условию толщина стены равна 12 см, значит П = 1,5 ч.
Таким образом, предел огнестойкости кирпичной (каменной) наружной стены составляет R90.
2. Экспертиза здания
Исходные данные по зданиям:
Здание производственного назначения. Ширина здания - а, длина здания - b. Число этажей - N, высота каждого этажа - h. Категория здания - К.
Здание с каркасной конструктивной схемой, состоящей из колонн, балок (ригелей) и плит перекрытия. Наружные стены выполняются из панелей стеновых с базальтовым утеплителем THERMOPANEL по ТУ 5284-013-01395087-2001 толщиной - tp, кровля выполняется из панелей кровельных с базальтовым утеплителем по ТУ 5284-013-01395087-2001 с пределом огнестойкости RE30.
Требуемые величины представлены в таблице 6.
Таблица 6- Исходные данные для проведения экспертизы здания
|
Последняя цифра |
a |
b |
N |
h |
K |
tp |
|
|
4 |
125 |
48 |
3 |
7 |
B |
150 |
По таблице 6.1[3] определим требуемую степень Отр и класс конструктивной пожарной опасности здания Стр по высоте здания.
Согласно таблице 6.1[3], высота здания измеряется от пола 1-го этажа до потолка верхнего этажа. По условию здание имеет 3 этажа каждый высотой 7 м.
Значит, hзд = N•h = 3•7 = 21 м
Таким образом, Отр = III и Стр = C0.
По таблице 21[7] определим требуемый предел огнестойкости конструкций по Отр и по таблице 22[7] определим требуемые классы пожарной опасности строительных конструкций по Стр .
Для панелей стеновых с базальтовым утеплителем предел огнестойкости определим по tp[8] (таблица 6 ).
Все полученные данные отражены в таблице 7.
Таблица 7- Требуемые пределы огнестойкости конструкций и требуемые классы пожарной опасности строительных конструкций
|
№ п.п. |
Наименование конструкции |
Отр |
Птр |
Пф |
Вывод |
Стр |
Ктр |
Кф |
Вывод |
|
|
1 |
Колонны |
III |
R45 |
R60 |
+ |
C0 |
К0 |
К0 |
+ |
|
|
2 |
Ригели |
R45 |
R30 |
- |
К0 |
К0 |
+ |
|||
|
3 |
Плиты перекрытий |
REI45 |
REI45 |
+ |
К0 |
К0 |
+ |
|||
|
4 |
Стены наружные |
R45/E15 |
REI240 |
+ |
К0 |
К0 |
+ |
|||
|
5 |
Плиты покрытий |
RE15 |
RE60 |
+ |
К0 |
К0 |
+ |
|||
|
6 |
Кровельные панели |
RE15 |
RE30 |
+ |
К0 |
К0 |
+ |
|||
|
7 |
Стеновые панели |
E15 |
EI150 |
+ |
К0 |
К0 |
+ |
Таким образом, по таблице 7 видно, что в данном здании только железобетонные ригели перекрытий не соответствуют требованиям[7].
3. Разработка мероприятий по повышению пределов огнестойкости строительных материалов
Предельными состояниями по огнестойкости для ЖБК являются:
1) потеря прочности (R)
2) потеря теплоизолирующей способности (I)
3) потеря целостности (E)
В отличие от металлических конструкций, для которых основополагающей величиной при оценке предела огнестойкости по потере прочности (R) является приведенная толщина (tred) поперечного сечения, для оценки огнестойкости железобетонной конструкции по признаку потери прочности (R) необходимо знать:
1) вид бетона
2) минимальное расстояние от обогреваемой поверхности до оси рабочей арматуры
3) размеры сечения конструкции
4) схему опирания.
Для оценки огнестойкости железобетонной конструкции по признаку потери теплоизолирующей способности (I) необходимо знать:
1) вид бетона
2) толщину конструкции (для конструкции с внутренними пустотами - эффективную толщину конструкции).
При необходимости увеличения огнестойкости железобетонных конструкций можно рекомендовать следующие мероприятия:
- увеличение толщины защитного слоя бетона;
- облицовка;
- снижение пожарной нагрузки в помещении;
- снижение механической нагрузки на конструкцию;
- применение рабочей арматуры с более высокой критической температурой прогрева при пожаре;
- увеличивают толщину конструкций;
- выбирают бетон с меньшим коэффициентом теплопроводности;
- подбирают арматуру для армирования бетона с более высокой критической температурой.
В настоящее время перспективным способом повышения огнестойкости конструкций является огнезащитная штукатурка из облегченных покрытий плотностью 200-300 кг/м3. Огнезащитной действие облегченных покрытий основывается на их высокой теплоизоляционной способности.
Облегченные огнезащитные покрытия изготовляют на основе минеральных и органических вяжущих с использованием порошкообразных пористых и волокнистых наполнителей и поверхностно-активных добавок, выполняющих различные функции. В качестве минеральных вяжущих используют цемент, гипс и растворимое стекло. В качестве наполнителей применяют перлит, вермикулит, асбест и минеральную вату. Также широкое применение получили фосфатные соединения, они могут быть использованы как связующие, отвердители и антипирены. Эти составы обладают высоко сопротивляемостью тепловым воздействиям, имеют низкую плотность и не требуют проведения специальных конструктивных мероприятий (армирования, использования крепежных материалов и другие).
Заключение
В данной работе были определены пределы огнестойкости различных конструкций здания расчетным методом и по пособию [1]:
- - железобетонная колонна - R90 и R60;
- - железобетонный ригель перекрытия - R45 и R30.
- - железобетонная плита перекрытия с круглыми пустотами - REI45 и REI30;
И только по пособию [1] определили пределы огнестойкости:
- железобетонных ребристых плит покрытия - REI30;
- кирпичных наружных стен - REI90;
Провели экспертизу трехэтажного здания и определили степень огнестойкости здания - III степень, и класс конструктивной пожарной опасности здания - С0.
Список литературы
1. Пособие по определению пределов огнестойкости конструкций, пределов распространения огня по конструкциям и групп возгораемости материалов (к СНиП II-2-80)/ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко - М.: Стройиздат, 1985.- 61 с.
2. СП 2.13130.2009. Свод правил. Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты. Введ. 2009-25-03. - М. : Изд-во стандартов, 2009. - 18 с.
3. СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Введ. 2013-01-01. - М.: Москва, 2012. - 156 с.
4. СТО 36554501-006-2006 Правила по обеспечению огнестойкости и огнесохранности железобетонных конструкций
5. Сулейманов И.Р. Оценка огнестойкости и конструктивной пожарной опасности здания производственного назначения. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре». Уфа: УГАТУ, 2013. (кафедральное издание).
6. Технический регламент о требованиях пожарной безопасности [Текст]: Федеральный закон Российской Федерации от 22.07.2008 г. №123-ФЗ: [принят Гос. Думой 4 июля 2008 г.: одобр. Советом Федерации 11 июля 2008 г.]. - М.: Проспект, [2010]. - 144 с. - ISBN 978-5-392-01078-3.
Размещено на Allbest.ur
...Подобные документы
Проверка соответствия фактической степени огнестойкости здания противопожарным требованиям, повышение огнестойкости строительных конструкций. Расчет фактического предела огнестойкости металлической фермы покрытия, деревянной балки, железобетонных плит.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 12.12.2013Обеспечение пожарной безопасности зданий. Расчет фактического предела огнестойкости металлической фермы покрытия, деревянной балки, железобетонных плит перекрытий с круглыми пустотами и железобетонной колонны. Меры по увеличению огнестойкости конструкций.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 28.11.2013Расчет фактических пределов огнестойкости железобетонных балок, многопустотных железобетонных плит и других строительных конструкций. Теплофизические характеристики бетона. Определение нормативной нагрузки и характеристика расчетного сопротивления.
курсовая работа [738,3 K], добавлен 12.02.2014Анализ возможности применения расчетной методики по определению фактических пределов огнестойкости металлических строительных конструкций на примере здания административно-торгового комплекса "Автоцентр Lexus". Экспертиза строительных конструкций.
дипломная работа [3,5 M], добавлен 14.02.2014Оценка огнестойкости железобетонных конструкций производственной базы ВПОПТ г. Владивостока с учетом воздействия машинных масел; характеристика здания, анализ пожарной опасности производства и экспертиза строительных конструкций; влияние агрессивных сред.
дипломная работа [548,7 K], добавлен 06.03.2013Характеристика проектируемого объекта, расчет огнестойкости железобетонных конструкций. Вентилируемая фасадная система с лицевым слоем из композитных панелей. Требования пожарной безопасности. Применение огнезащитной вермикулитовой штукатурки "Совер".
дипломная работа [2,0 M], добавлен 05.09.2013Конструктивное решение здания и обеспечение пространственной устойчивости. Конструирование, расчет клеефанерной плиты покрытия, оснований несущей конструкции. Мероприятия по повышению огнестойкости деревянных конструкций, защите от биопоражения.
курсовая работа [810,0 K], добавлен 02.03.2012Краткая характеристика помещений здания, определение степени его огнестойкости. Экспертиза строительной части проекта и противопожарных преград. Оценка путей эвакуации и пропускной способности выходов. Результаты проверки качества противодымной защиты.
курсовая работа [39,1 K], добавлен 23.02.2012Разработка конструктивной схемы здания. Расчет и конструирование сборной панели перекрытия. Определение усилий в элементах поперечной рамы здания. Конструирование сборного неразрезного ригеля, колонны первого этажа и фундамента под нее, перекрытия.
курсовая работа [478,7 K], добавлен 28.07.2015Разработка конструктивной схемы сборного перекрытия, методика и основные этапы проектирования его панели. Составление расчетной схемы нагрузки. Порядок проектирования ригеля, построение эпюры материалов. Разработка и расчет колонн первого этажа.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 13.04.2010Расчет фактического времени эвакуации людей из здания. Определение требуемой и фактической степени огнестойкости. Проверка объемно-планировочных решений. Определения расчетного времени эвакуации. Анализ расчетов и предложения по исправлению недостатков.
курсовая работа [62,9 K], добавлен 09.05.2012Определение огнестойкости металлических конструкций. Основные способы увеличения огнестойкости металлических конструкций. Основы огнезащиты металлов. Сущность метода испытания конструкций на огнестойкость. Защита объектов от огневого воздействия.
реферат [4,1 M], добавлен 17.11.2011Состав, строение, свойства строительных металлов. Поведение металлических строительных конструкций при пожаре. Методы огнезащиты металлических конструкций. Применение низколегированных сталей. Расчет предела огнестойкости железобетонной панели перекрытия.
курсовая работа [94,9 K], добавлен 30.10.2014Инженерно-геологические условия площадки строительства. Характеристика промышленного трехэтажного здания с неполным каркасом и несущими стенами. Показатели свойств грунтов. План расположения буровых скважин. Раскладка плит покрытия и плит перекрытия.
курсовая работа [705,0 K], добавлен 04.12.2016Основные отличия новых строительных норм и правил, разработанных в соответствии с рекомендациями международных организаций по стандартизации и нормированию. Экспертиза огнестойкости и объемно-планировочных решений здания. Проверка эвакуационных путей.
курсовая работа [52,0 K], добавлен 27.02.2011Компоновка сборного балочного перекрытия. Проектирование сборного железобетонного ригеля. Определение конструктивной и расчетной длин плиты перекрытия. Сбор нагрузок на ригель. Определение его расчетных усилий. Построение эпюры материалов ригеля.
курсовая работа [691,3 K], добавлен 08.09.2009Объемно-планировочное решение трехэтажного жилого здания. Конструктивные решения фундаментов, стен, перегородок, плит перекрытия, полов и кровли. Ведомость отделки помещений. Расчёт глубины заложение фундамента здания. Теплотехнический расчет конструкций.
курсовая работа [181,6 K], добавлен 19.12.2010Сведения о классе здания, эксплуатационных требованиях, степени долговечности, огнестойкости, возгораемости основных конструкционных элементов. Место строительства, климатические условия. Структура сметной стоимости строительно-монтажных работ.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 02.05.2009Компоновка конструктивной схемы сборного перекрытия. Расчет ребристой плиты по предельным состояниям. Определение усилий в ригеле поперечной рамы. Характеристики прочности бетона и арматуры. Поперечные силы ригеля. Конструирование арматуры колонны.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 28.04.2015Портландцемент, его разновидности, химический состав. Разработка проекта национального стандарта "Портландцемент. Метод определения огнестойкости", а так же определение целесообразного использования данного метода в процессе производства и эксплуатации.
курсовая работа [123,3 K], добавлен 10.10.2012
