Определение степени огнестойкости здания

Определение класса конструктивной пожарной опасности здания. Расчет предела огнестойкости железобетонной плиты перекрытия. Определение предела огнестойкости наружных несущих стен, маршей и стен лестничных клеток. Критическая температура рабочей арматуры.

Рубрика Строительство и архитектура
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 09.08.2015
Размер файла 2,2 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/

Введение

Ещё с древнейших времен человечество сталкивалось с различными природными опасностями, в том числе и с пожарами. В современном мире их появление обусловлено умыслом людей или неумелым обращением с огнем. Постепенно появилась необходимость изучения методов борьбы с огнем, предотвращения возникновения причин пожаров в зданиях, а для этого нам необходимо знать их пожарно-технические характеристики. Кроме того, согласно статье 78 федерального закона № 123 ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» характеристики должны быть указаны в проектной документации на здания, сооружения, строительные конструкции.

Цель нашего проекта заключается в изучении пожарно-технических характеристик здания и последующей классификации этих зданий по пожарной опасности, которая, согласно статье 26 ФЗ № 123, применяется для установления требований пожарной безопасности, направленных на предотвращение возникновения пожара и обеспечение противопожарной защиты людей и имущества.

Для достижения поставленной цели в работе решались задачи:

- определение группы распространения пламени материала

- определение класса пожарной опасности материала

- установление класса функциональной пожарной опасности здания;

- определение допустимости применения покрытий полов в зальных помещениях

- определение степени огнестойкости здания, расчет пределов огнестойкости строительных конструкций;

- нахождение класса конструктивной пожарной опасности здания;

В современных условиях существования нам необходимо изучать показатели пожарной опасности строительных материалов, конструкций, а также их параметры огнестойкости.

1. Определение допустимости применения покрытий облицовочных материалов для покрытия полов на путях эвакуации конференц-зале

1.1 Определение группы распространения пламени для покрытий полов

Одним из важных показателей пожарной опасности строительных материалов, применяемых для покрытий полов является группа распространения пламени строительных материалов. Определение группы распространения пламени производится по данным, полученным при испытаниях.

Таблица 1.1.1 Данные для определения показателей пожарной опасности покрытий полов

Длина распространения пламени для образцов, мм

1

2

3

4

5

706

693

690

711

695

Для определения группы распространения пламени материалов необходимо рассчитать среднее значение длины распространения пламени по 5 образцам:

LР.П = = 699 [мм]

После чего отложить это значение длины на графике распределения величин ППТП по длине образца (рис.1.), до пересечения с кривой и определить величину КППТП.

огнестойкость железобетонный арматура лестничный

Рис.1. График распределения величин ППТП по длине образца.

Судя по графику величина КППТП = 1,5 [кВт/м2].

Зная величину КППТП определим группу распространения пламени.

Таблица 1.1.2 Классификация строительных материалов по распространению пламени по поверхности

Группа распространения пламени

Критическая поверхностная плотность теплового потока, кВт/м2

РП1 (нераспространяющие)

более 11

РП2 (слабораспространяющие)

не менее 8, но не более 11

РП3 (умереннораспространяющие)

не менее 5, но не более 8

РП4 (сильнораспространяющие)

менее 5,0

Вывод

Покрытия полов в лечебном корпусе больницы относятся к четвертой группе распространения пламени (РП4) т.к. КППТП- 1,5 кВт/м2,что соответствует требованиям ст.13 федерального закона от 22.07.2008 № 123-ФЗ.

1.2 Определение класса пожарной опасности покрытий для полов

Класс пожарной опасности горючих строительных материалов для покрытий полов зависит от их свойств пожарной опасности: групп горючести, воспламеняемости, дымообразующей способности, токсичности продуктов горения, распространения пламени, и определяется по табл. 1.2.1(таб.3 федерального закона от 22.07.2008 г. №123-ФЗ). При этом необходимо учесть, что перечень показателей, необходимых для оценки пожарной опасности материала, зависит от сферы его применения, что отражено в табл. 1.2.2 (табл. 27 федерального закона от 22.07.2008 № 123-ФЗ). Вид рассматриваемого материала, сфера его применения и показатели его пожарной опасности заданы (по заданию) в табл. 1.2.3.

Таблица 1.2.1

Свойства пожарной опасности строительных материалов

Классы пожарной опасности строительных материалов в зависимости от групп

КМ0

КМ1

КМ2

КМ3

КМ4

КМ5

Горючесть

НГ

Г1

Г1

Г2

Г2

Г4

Воспламеняемость

-

В1

В1

В2

В2

В3

Дымообразующая способность

-

Д2

Д2

Д3

Д3

Д3

Токсичность продуктов горения

-

T2

T2

T2

T3

T4

Распространение пламени по поверхности

-

РП1

РП1

РП2

РП2

РП4

Таблица 1.2.2

Назначение строительных материалов

Показатель пожарной опасности

Группа горючести

Группа распространения пламени

Группа воспламеняемости

Группа по дымообразующей способности

Группа по токсичности и продуктов горения

Материалы для отделки стен и потолков, в том числе покрытия из красок, эмалей лаков

+

-

+

+

+

Материалы для покрытия полов, в том числе ковровые

-

+

+

+

+

Кровельные материалы

+

+

+

-

-

Гидроизоляционные и пароизоляционные материалы толщиной более 2 см

+

-

+

-

-

Теплоизоляционные материалы

+

-

+

+

+

1.3 Определение класса функциональной пожарной опасности здания

Класс функциональной пожарной опасности здания определяется по ст. 32 Федерального закона от 22.07.2008 № 123-ФЗ в зависимости от назначения здания, а также от возраста, физического состояния и количества людей, находящихся в здании, возможности пребывания их в состоянии сна.

Согласно варианта, зданием для определения функциональной пожарной опасности, является административное здание промышленного предприятия.

Вывод

Согласно ст. 32, классификация зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков по функциональной пожарной опасности, Федерального закона от 22.07.2008 г. № 123-ФЗ [1] данное здание (административное здание промышленного предприятия.) относится к классу функциональной пожарной опасности Ф 1.2 -гостиницы, общежития, спальные корпуса санаториев и домов отдыха общего типа, кемпингов, мотелей и пансионатов.

1.4 Определение допустимости применения покрытий для пола, на путях эвакуации, конференц-зала гостиницы

Применение покрытий для пола материалов в конференц-зале ограничивается в зависимости от класса пожарной опасности материала. Допустимый класс пожарной опасности материалов в конференц-зале зависит от класса функциональной пожарной опасности здания, а также назначения материала и определён в табл. 28 приложения к федеральному закону от 22.07.2008 № 123-ФЗ.

Таблица 1.2.3

Вид материала, сфера применения

Свойства пожарной опасности материала

Горючесть

Воспламеняемость

Распространение пламени

Дымообразующая способность

Токсичность

Панели для облицовки стен

-

В2

РП3

Д3

Т2

Класс пожарной опасности покрытия для полов определяем по показателям его пожарной опасности:

По горючести покрытия для полов показатели не применяется

По воспламеняемости В2 покрытия для полов относят к классу пожарной опасности КМ3

По распространению пламени покрытий для полов относится к классу пожарной опасности КМ5

По дымообразующей способности Д3 покрытия для полов относят к классу пожарной опасности КМ3

По токсичности Т1 покрытия для полов относят к классу пожарной опасности КМ1

Вывод

В здании гостинице в конференц-зале класс пожарной опасности для полов берется по показателю распространению пламени, и относится к классу пожарной опасности КМ5 в соответствии с табл. 3 федерального закона от 22.07.2008 г. №123-ФЗ “Технический регламент о требованиях пожарной безопасности”.

Таблица 1.4.1 Область применения покрытий полов на путях эвакуации

Класс (подкласс) функциональной пожарной опасности здания

Этажность и высота здания

Класс пожарной опасности материала, не более указанного

Для покрытия полов общие зальные помещения

Ф 1.2

Вне зависимости от этажности здания

КМ3

Вывод

Исходя из данных предположенных в таблице 1.4.1 допустимый класс пожарной опасности для покрытия пола, в конференц-зале гостиницы- КМ3.

Фактический класс пожарной опасности материала- КМ5. Это говорит о не допустимости применения покрытия для пола в конференц-зале.

2. Определение степени огнестойкости здания

2.1 Расчет предела огнестойкости железобетонных конструкций

Расчет предела огнестойкости плит-перекрытий производится по расчетной схеме №2 и включает в себя решение двух задач:

1) Статическая (расчет критической температуры рабочей арматуры, при которой произойдет потеря несущей способности плиты).

2) Теплотехническая (расчет времени прогрева рабочей арматуры до критической температуры, при воздействии «стандартного пожара»).

2.1.1 Расчет предела огнестойкости железобетонной плиты перекрытия

Расчет предела огнестойкости выполняется для железобетонной многопустотной плиты перекрытия, свободно опирающейся по двум сторонам. При расчетах принимается одностороннее воздействие «стандартного» пожара на нижнюю поверхность плиты при условии отсутствия теплообмена с необогреваемой стороны. Расчёт выполняется по признакам потери несущей способности «R» и теплоизолирующей способности «I», исходные данные указаны в таблице 2.1.1.1

Таблица 2.1.1.1 Данные для расчета пределов огнестойкости железобетонных конструкций

Геометрические характеристики

Характеристики бетона

Характеристики рабочей арматуры

Нормативные нагрузки на плиту

ширина b, м

Толщина h,м

длина рабочего пролета l, м

диаметр пустот dп, м

класс по прочности

толщина защитного слоя бетона?, мм

класс арматуры

количество стержней, шт., диаметр, мм

Постоянные q, кН/м2

временные p, кН/м2

1,49

0,22

6,28

0,159

В15

15

А-VI

2 18; 420

4,7

3,5

По заданию дан легкий бетон с крупным заполнителем из керамзита плотностью p = 1600 кг/м. Свободно опирается по двум сторонам. Имеет круглые пустоты в количестве 6 шт.

1)Приводится расчетная схема определения предела огнестойкости, где обозначается схема воздействия пожара на плиту, геометрические характеристики конструкции и кривая изменения температуры в толще плиты.

А)

Б)

Рис. 1.Схема воздействия пожара на плиту и кривая изменения температуры

А) поперечное сечение плиты

Б) расчетная схема определения предела огнестойкости плиты

2) Определяем максимальный изгибающий момент в плите М(Нм):

где - временные нагрузки на плиту, Н/м2;

- постоянные нагрузки на плиту, Н/м2;

и - ширина сечения и длина рабочего пролета плиты, м.

3) Определим рабочую высоту сечения плиты, работающей на сжатие, (м):

где - высота сечения плиты, м;

- толщина защитного слоя бетона, м;

- диаметр рабочей растянутой арматуры.

4) Определим площадь поперечного сечения всей растянутой арматуры Аs(м?):

где- порядковый номер арматурного стержня;

- площадь поперечного сечения j-гo арматурного стержня.

5) Расчетные сопротивления растяжению арматуры и сжатию бетона определяются делением соответствующих нормативных сопротивлений(табл. П.2.1.1.2) и (табл. П.2.1.1.3) на соответствующие коэффициенты надежности:

- для арматуры= 0,9:

- для бетона= 0,83.

Таблица 2.1.1.2 Нормативные сопротивления бетона на осевое сжатие, в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие

Вид бетона

Нормативные сопротивления бетона на осевое сжатие МПа, при классе бетона по прочности на сжатие

В15

Легкий

11,0

Таблица 2.1.1.3 Нормативные сопротивления на растяжение для основных видов стержневой арматуры

Класс арматуры

Нормативные сопротивления растяжению МПа

А-VI

980

6) Определяем коэффициент условий работы при пожаре растянутой арматуры железобетонной плиты:

где - максимальный изгибающий момент в плите, Н·м;

- рабочая высота сечения плиты, м;

- площадь поперечного сечения всей растянутой арматуры, м2;

и - расчетные сопротивления растяжению арматуры и сжатию бетона, Па;

- ширина сечения плиты, м.

7) По табл. 2.1.1.4 критическая температура класса А-VI,при= 0,188, находится в пределах от 600 до 650, находим ее методом линейной интерполяции:

Таблица 2.1.1.4 Значения коэффициента условий работы при пожаре стержневой арматуры различных классов в зависимости от температуры арматуры

Коэффициент условий работы стержневой арматуры, ?sT

Температура арматуры, ?С

0.20

600

0.167

Х

0.10

650

Вывод: Критическая температура рабочей арматуры, при которой наступит предел огнестойкости плиты по потере несущей способности, составляет 616.5 ?С.

8)Средний диаметр растянутой арматуры определяются по формуле:

где - порядковый номер арматурного стержня;

и - соответственно диаметр, м и площадь поперечного сечения, м2-гo арматурного стержня.

9) Определим время прогрева бетона до достижения критической температуры в растянутой арматуре:

где - приведенный коэффициент температуропроводности бетона, м2/ч, определяется по табл. 2.1.1.5 в зависимости от вида бетона и вида крупного заполнителя:

Таблица 2.1.1.5 Теплотехнические характеристики бетона и арматуры

Вид бетона (арматуры)

Приведенный коэффициент температуропроводности,, м2/ч

Легкий бетон с крупным заполнителем из керамзита

0.000734

и - поправочные коэффициенты, определяемые в зависимости от плотности бетона по справочным данным, приведённым в табл. 2.1.1.6. Для бетона плотностью 2350 :

Таблица 2.1.1.6

Значения коэффициентов и в зависимости от плотности бетона

Плотность бетона, ? кг/м3

1500

0.58

0.65

- средняя толщина защитного слоя бетона, принимается по условию задачи:

- средний диаметр растянутой арматуры, м.

10) Определим предел огнестойкости по несущей способности «R», т.к. данная железобетонная плита многопустотная, используем понижающий коэффициент 0,9 :

Вывод: предел огнестойкости по несущей способности «R»составляет R132.

11) Определим предел огнестойкости по теплоизолирующей способности «I» через приведенную толщину многопустотной плиты:

где - площадь сечения плиты, м2;

- площадь пустот в плите, м2, определяется по формуле:

где - диаметр пустот, м;

- количество пустот, шт.

Найдем приведенную толщину:

Вывод: предел огнестойкости плиты по теплоизолирующей способности составляет I 180.

За предел огнестойкости многопустотной железобетонной плиты принимается меньшее из двух значений пределов огнестойкости, рассчитанных для предельных состояний «R» и «I».

Ответ: предел огнестойкости плиты составляет REI 132.

2.1.2 Расчет предела огнестойкости железобетонной колонны

Расчет предела огнестойкости центрально-сжатой железобетонной колонны производится по расчетной схеме №3 и включает в себя решение двух задач:

1) Теплотехническая (определяется температура рабочей арматуры и толщина слоя бетона, прогретого до критической температуры в заданный момент времени, при воздействии «стандартного пожара»).

2) Статическая (определяется несущая способность рабочего сечения колонны в заданный момент времени).

Таблица 2.1.2.1 Исходные данные для железобетонной колонны

Геометрические характеристики

Характеристики бетона

Характеристики рабочей арматуры

Шаг сеток поперечного армирования

Нормативные нагрузки на колонну Nнкол, кН

ширина b, м

Толщина h,м

расчетная длинаl0, м

класс по прочности

толщина защитного слоя бетона, мм

класс арматуры

количество стержней, шт., диаметр, мм

постоянные

временные

0,4

0,4

6,52

В30

30

A-V

4 ???

500

820

530

1) Приводится расчетная схема колонны.

Рис. 2. Расчетная схема определения предела огнестойкости железобетонной колонны, подвергаемой четырехстороннему воздействию пожара: 1, 2, 3, 4 - номера обогреваемых пожаром поверхностей сечения колонны

2) Определяется температура прогрева арматуры в первый расчетный момент ч. воздействия «стандартного пожара».

2.1 Рассчитаем толщину начавшегося прогреваться слоя бетона:

где - первый расчетный момент времени, ч;

- приведенный коэффициент температуропроводности бетона колонны, м?/г.

Согласно табл. 2.1.1.5 для тяжелого бетона на гранитном заполнителе имеем:

2.2 Определяется температура прогрева арматуры колонны в первый расчетный момент времени = 1,5 ч. Рассматривается один из четырех арматурных стержней, расположенный между обогреваемыми поверхностями «1» и «3».

где , , , - относительные расстояния, которые определяются по формуле:

где ? параметр, зависящий от расстояния от обогреваемой поверхности до ближайшего к ней края арматуры, а также от характеристик бетона и арматуры, м;

В силу симметричности сечения колонны и воздействия пожара на нее, для расчетов применяется , , тогда:

параметры и определяются по формуле:

где ?толщина защитного слоя бетона, м;

и - коэффициенты, зависящие от плотности бетона, определяемые по справочным данным, приведённым в табл. 2.1.1.6. Для бетона плотностью ? = 2350 кг/с крупным заполнителем из карбонатных пород.

- диаметр арматуры, м;

- толщина сечения колонны, м;

Если , то относительные расстояния и принимаются равными 1, то есть обогреваемые поверхности 2 и 4 не оказывают влияния на температуру арматуры.

3) Определяется коэффициент условий работы при пожаре арматуры колонны в зависимости от класса арматуры и температуры ее прогрева по табл. 2.1.2.2. Для промежуточных значений применяется метод линейной интерполяции:

Для арматуры класса А-V:

Таблица 2.1.1.2 Значения коэффициента условий работы при пожаре стержневой арматуры различных классов в зависимости от температуры арматуры

Температура арматуры ,?С

650

0.1

698

Х

700

0.05

4) Определяется толщина слоя бетона, м, прогретого до критической температуры у середины боковой поверхности колонны по формуле:

где - параметр, который вычисляется по формуле:

где - критическая температура бетона, при превышении которой он теряет прочность. Для тяжёлого бетона с крупным заполнителем из силикатных пород 500 °С .

- параметр, определяемый по формуле:

где - относительное расстояние, определяемое для середины обогреваемой поверхности по формуле:

где - расстояние между параллельными обогреваемыми поверхностями, м;

- толщина начавшего прогреваться слоя бетона, м.

Если , то принимается и, соответственно, .

В нашем случае:

так как , то принимается и, соответственно, , тогда:

5) Определяется толщина слоя бетона м, прогретого до критической температуры в углу сечения колонны в первый расчетный момент времени воздействия «стандартного» пожара:

где - относительное расстояние внутри угла колонны, образованного обогреваемыми поверхностями, вычисляется по формуле:

6) Определяется площадь F, , поперечного сечения колонны, сохраняющего свою прочность в первый расчетный момент времени воздействия пожара ?1 = 1,5 ч (рабочая площадь поперечного сечения) по формуле:

где - поправка на дополнительное увеличение толщины прогретого слоя бетона в углах сечения, вычисляется по формуле:

где h - размер квадратного сечения колонны, м.

7) Определяется сторона эквивалентного по площади квадратного рабочего сечения:

;

8) Определяем коэффициент продольного изгиба колонны по табл. 2.1.2.4, в зависимости от соотношения расчетной длины колонны к размеру стороны квадратного рабочего сечения по формуле:

Таблица 2.1.2.9 Коэффициент продольного изгиба для сжатых железобетонных элементов, подвергаемых воздействию пожара

Коэффициент продольного изгиба,

22

0,77

22,53

х

26

0,68

9) Определяется несущая способность Ф колонны в момент времени воздействия пожара по формуле:

где - коэффициент продольного изгиба центрально сжатых колонн квадратного сечения;

и - расчетные сопротивления растяжению арматуры и сжатию бетона, МПа, определяются делением соответствующих нормативных сопротивлений (табл. 2.1.2.5) и (табл. 2.1.2.6) на соответствующие коэффициенты надежности:

- для арматуры ?s = 0,9;

- для бетона ?b = 0,83;

- площадь поперечного сечения арматуры, м.

Таблица 2.1.2.5 Нормативные сопротивления бетона на осевое сжатие, в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие

Вид бетона

Нормативные сопротивления бетона на осевое сжатие МПа, при классе бетона по прочности на сжатие

В30

Тяжелый и мелкозернистый

22,0

Таблица 2.1.2.6 Нормативные сопротивления на растяжение для основных видов стержневой арматуры

Класс арматуры

Нормативные сопротивления растяжению МПа

А-V

788

Определяется площадь поперечного сечения всей растянутой арматуры по формуле:

Вычисляется несущая способность Ф колонны в момент времени ?1 = 1,5 ч воздействия пожара по формуле:

Проверяется условие наступления предельного состояния колонны по признаку «R» на момент времени воздействия пожара = 1,5 ч:

где - нормативная нагрузка на колонну, Н (принимается по табл. 2.1.2.1 как сумма постоянной и временной нагрузок).

Так как несущая способность колонны Ф на момент времени 1,5 ч. =1717 кН больше, чем нормативная нагрузка Nн=1350 кН, предел огнестойоксти колонны более 1,5 часа.Принимаем второй промежуток времени == 2 ч.

Условие и не выполняется - предел огнестойкости более 1,5 ч.

Определяется несущая способность колонны в момент времени = 2ч.

1) Определяется температура прогрева арматуры в первый расчетный момент ч. воздействия «стандартного» пожара:

1.1) Определяется толщина начавшего прогреваться слоя бетона l по формуле:

где - второй расчетный момент времени, ч;

- приведенный коэффициент температуропроводности бетона колонны, м?/г.

м;

1.2) Определяется температура арматуры колонны в расчетный момент времени = 2ч:

где , , , - относительные расстояния, которые определяются по формуле:

где ? параметр, зависящий от расстояния от обогреваемой поверхности до ближайшего к ней края арматуры, а также от характеристик бетона и арматуры, м;

параметры и определяются по формуле:

где ? толщина защитного слоя бетона, м;

и - коэффициенты, зависящие от плотности бетона, определяемые по справочным данным, приведённым в табл. 2.1.1.6. Для бетона плотностью ? = 2350 кг/крупным заполнителем из карбонатных пород:

Таблица 2.1.2.7

Значения коэффициентов и в зависимости от плотности бетона

Плотность бетона, ? кг/м3

2350

0.62

0.5

- диаметр арматуры, м;

- толщина сечения колонны, м;

Тогда:

2) Определяется коэффициент условий работы при пожаре арматуры колонны в зависимости от класса арматуры и температуры ее прогрева по табл. 2.1.2.8

Для арматуры класса А-V:

3) Определяется толщина слоя бетона, м, прогретого до критической температуры у середины боковой поверхности колонны по формуле:

где - параметр, который вычисляется по формуле:

где - критическая температура бетона, при превышении которой он теряет прочность. Для тяжёлого бетона скрупным заполнителем из карбонатных пород 600 °С .

- параметр, определяемый по формуле:

где - относительное расстояние, определяемое для середины обогреваемой поверхности по формуле:

где - расстояние между параллельными обогреваемыми поверхностями, м;

- толщина начавшего прогреваться слоя бетона, м.

Если , то принимается и, соответственно, .

В нашем случае:

так как , то принимается и, соответственно, , тогда:

4) Определяется толщина слоя бетона м, прогретого до критической температуры в углу сечения колонны:

5) Определяется площадь F, , поперечного сечения колонны, сохраняющего свою прочность в расчетный момент времени воздействия пожара = 2 ч (рабочая площадь поперечного сечения).

где - поправка на дополнительное увеличение толщины прогретого слоя бетона в углах сечения, вычисляется по формуле:

где h - размер квадратного сечения колонны, м.

6) Определяется сторона эквивалентного по площади квадратного рабочего сечения:

7) Определяем коэффициент продольного изгиба колонны по табл. 2.1.2.9, в зависимости от соотношения расчетной длины колонны к размеру стороны квадратного рабочего сечения по формуле:

Таблица 2.1.2.9 Коэффициент продольного изгиба для сжатых железобетонных элементов, подвергаемых воздействию пожара

Коэффициент продольного изгиба,

22

0,77

х

26

0,68

9)Вычисляется несущая способность Ф колонны в момент времени = 1 ч воздействия пожара по формуле:

Проверяется условие наступления предельного состояния колонны по признаку «R» на момент времени воздействия пожара = 2ч:

Так как , то условие не выполняется.

Несущая способность колонны Ф на момент времени 2 ч. = 1432 кН больше, чем нормативная нагрузка Nн=1350 кН, следовательно, предел огнестойоксти колонны более 2 ч. Принимаемтретийрасчетный момент времени воздействия пожара:= 2.5 ч. Определяется несущая способность колонны момент времени = 2.5 ч

1) Определяется температура прогрева арматуры в первый расчетный момент ч. воздействия «стандартного» пожара:

1.1) Определяется толщина начавшего прогреваться слоя бетона l по формуле:

где - второй расчетный момент времени, ч;

- приведенный коэффициент температуропроводности бетона колонны, м?/г.

м;

где ? параметр, зависящий от расстояния от обогреваемой поверхности до ближайшего к ней края арматуры, а также от характеристик бетона и арматуры, м;

параметры и определяются по формуле:

где ?толщина защитного слоя бетона, м;

и - коэффициенты, зависящие от плотности бетона, определяемые по справочным данным, приведённым в табл. 2.1.1.6. Для бетона плотностью ? = 2350 кг/ с крупным заполнителем из силикатных пород:

Таблица 2.1.2.7

Значения коэффициентов и в зависимости от плотности бетона

Плотность бетона, ? кг/м3

2350

0.62

0.5

- диаметр арматуры, м;

- толщина сечения колонны, м;

Тогда:

2) Определяется коэффициент условий работы при пожаре арматуры колонны в зависимости от класса арматуры и температуры ее прогрева по табл. 2.1.2.8.:

Для арматуры класса А-V:

3) Определяется толщина слоя бетона, м, прогретого до критической температуры у середины боковой поверхности колонны по формуле:

где - параметр, который вычисляется по формуле:

где - критическая температура бетона, при превышении которой он теряет прочность. Для тяжёлого бетона с крупным заполнителем из силикатных пород 500 °С .

- параметр, определяемый по формуле:

где - относительное расстояние, определяемое для середины обогреваемой поверхности по формуле:

где - расстояние между параллельными обогреваемыми поверхностями, м;

- толщина начавшего прогреваться слоя бетона, м.

Если , то принимается и, соответственно, .

В нашем случае:

так как , то принимается и, соответственно, , тогда:

4) Определяется толщина слоя бетона м, прогретого до критической температуры в углу сечения колонны:

5) Определяется площадь F, , поперечного сечения колонны, сохраняющего свою прочность в расчетный момент времени воздействия пожара = 2,5ч (рабочая площадь поперечного сечения).

где - поправка на дополнительное увеличение толщины прогретого слоя бетона в углах сечения, вычисляется по формуле:

где h- размер квадратного сечения колонны, м.

6) Определяется сторона эквивалентного по площади квадратного рабочего сечения:

7) Определяем коэффициент продольного изгиба колонны по табл. 2.1.2.9, в зависимости от соотношения расчетной длины колонны к размеру стороны квадратного рабочего сечения по формуле:

Таблица 2.1.2.9 Коэффициент продольного изгиба для сжатых железобетонных элементов, подвергаемых воздействию пожара

Коэффициент продольного изгиба,

22

0,77

25,297

х

26

0,68

9) Вычисляется несущая способность Ф колонны в момент времени = 2,5ч воздействия пожара по формуле:

Проверяется условие наступления предельного состояния колонны по признаку «R» на момент времени воздействия пожара = 2,5ч:

Так как , то условие не выполняется.

Предел огнестойкости находится между моментами времени = 2,5ч и = 2ч. Применяем метод линейной интерполяции:

2.2 Определение пределов огнестойкости строительных конструкций по справочным данным

В данном разделе необходимо определить пределы огнестойкости строительных конструкций:

железобетонных плит перекрытий;

железобетонных колонн;

железобетонных балок (ригелей);

наружных несущих стен и внутренних стен лестничных клеток;

маршей и площадок лестниц;

бесчердачного покрытия.

Определение пределов огнестойкости железобетонных плит перекрытий справочным данным производится по тем же исходным данным, по которым предел огнестойкости определялся расчётным методом.

2.2.1 Определение пределов огнестойкости железобетонных колонн

Таблица 2.17. Исходные данные для железобетонной колонны

Геометрические характеристики

Характеристики бетона

Характеристики рабочей арматуры

Шаг сеток поперечного армирования

Нормативные нагрузки на колонну Nнкол, кН

ширина b, м

толщина

h,м

расчетная длина l0, м

класс по прочности

толщина защитного слоя бетона, мм

класс арматуры

количество стержней, шт., диаметр, мм

постоянные

временные

0,4

0,4

6,52

В30

30

A-V

4 ???

500

820

530

Вид бетона: тяжелый, плотностью ? = 2350 кг/ с крупным заполнителем из карбонатных пород (известняк).

1. Определяем расстояние от обогреваемой поверхности колонны до оси стержневой арматуры по формуле:

где - толщина защитного слоя бетона, мм;

- диаметр рабочей арматуры, мм.

1.1.Согласно п. 2.15 Пособия для конструкций из бетона с карбонатным заполнителем размер поперечного сечения допускается уменьшать на 10 % при том же пределе огнестойкости. Тогда ширину колонны определим по формуле:

2. По табл. 2 Пособия определяем предел огнестойкости для колонны из тяжелого бетона с параметрами: b = 444,4 мм, а = 39 мм при обогреве колонны со всех сторон. Искомый предел огнестойкости находится в интервале между 1,5ч и 3ч. Для определения предела огнестойкости применяем метод билинейной интерполяции:

Расстояние до оси арматуры а, мм

Предел огнестойкости, час

а1

35

ПО1

1,5

а

39

ПО

Х

а2

50

ПО2

3

Формула билинейной интерполяции для определения предела огнестойкости по двум переменным (a и b) имеет следующий вид:

Предел огнестойкости колонны без учета поправочных коэффициентов -2.4ч

3.Согласно п. 2.20 Пособия пределы огнестойкости, приведенные в табл. 2 Пособия, даны для полных нормативных нагрузок с соотношением длительно действующей части нагрузки к полной нагрузке , равным Для промежуточных значений предел огнестойкости принимается по линейной интерполяции.

Полная нагрузка определяется как сумма постоянной и временной нагрузок:

Отношение длительно действующей части нагрузки к полной нагрузке:

Согласно п. 2.20 Пособия определяем поправочный коэффициент по нагрузке методом линейной интерполяции:

4. Определяем предел огнестойкости колонны с учетом коэффициента по нагрузке:

Вывод: предел огнестойкости колонны R 228.

2.2.2 Расчет предела огнестойкости железобетонной плиты перекрытия

Таблица 2.18

№ варианта

Геометрические характеристики

Характеристики бетона

Характеристики рабочей арматуры

Нормативные нагрузки на плиту

ширина b, м

толщина

h,м

длина рабочего пролета l, м

диаметр пустот

dп, м

класс по прочности

толщина защитного слоя бетона?, мм

класс арматуры

количество стержней, шт., диаметр, мм

Постоянные q, кН/м2

временные p, кН/м2

17

1,49

0,22

6,28

0,159

В15

15

А-VI

2 ?4 ?

4,7

3,5

Легкий бетон плотностью ? = 1600 кг/м3 с крупным заполнителем из керамзита, плиты с круглыми пустотами количеством 6 шт., опирание плит - свободное, по двум сторонам.

1. Определим эффективную толщину многопустотной плиты tэф для оценки предела огнестойкости по теплоизолирующей способности согласно п. 2.27 Пособия:

где - толщина плиты, мм;

- ширина плиты, мм;

- количество пустот, шт.;

- диаметр пустот, мм.

2. Определяем по табл. 8 Пособия предел огнестойкости плиты по потере теплоизолирующей способности для плиты из тяжелого бетона часть с эффективной толщиной 140 мм:

ПО(I)= 3ч.

Предел огнестойкости плиты по потере теплоизолирующей способности

I 220мин.

3. Определим расстояние от обогреваемой поверхности плиты до оси стержневой арматуры:

где - толщина защитного слоя бетона, мм;

- диаметр рабочей арматуры, мм.

4. По табл. 8 Пособия определяем предел огнестойкости плиты по потере несущей способности при а = 24 мм, для тяжелого бетона и при опирании по двум сторонам.

Расстояние до оси арматуры

Пределы огнестойкости.ч

20

1

25

х

30

1,5

Искомый предел огнестойкости находится в интервале между 1 ч и 1,5 ч, определяем его методом линейной интерполяции:

Предел огнестойкости плиты без учёта поправочных коэффициентов - 1,25 ч.

5. Согласно п. 2.27 Пособия для определения предел огнестойкости пустотных плит применяется понижающий коэффициент 0,9:

6. Определяем полную нагрузку на плиту , как сумму постоянной и временной нагрузок:

7. Определяем отношение длительно действующей части нагрузки к полной нагрузке:

8. Поправочный коэффициент по нагрузке согласно п. 2.20 Пособия:

9. По п. 2.18 (ч. 1 а) Пособия принимаем коэффициент ? для арматуры А-VI:

10. Определяем предел огнестойкости плиты с учётом коэффициентов по нагрузке и по арматуре:

Предел огнестойкости плиты по несущей способности составляет R 98.

За предел огнестойкости плиты принимаем меньшее из двух значений - по потере теплоизолирующей способности (180 мин) и по потере несущей способности (98мин).

Вывод: предел огнестойкости железобетонной плиты составляет REI 98

2.2.3 Определение предела огнестойкости железобетонной балки

Таблица 2.19 Характеристика железобетонной балки

Ширина балки, мм

Класс арматуры

Количество стержней, шт.? диаметр арматуры, мм

Расстояние от обогреваемой поверхности до оси арматуры, мм

Длительно действующая часть нагрузки, кН/м

Полная нагрузка, кН/м

нижнего ряда

верхнего ряда

нижнего ряда

верхнего ряда

190

Ат-VII

6?18

3?12

22

50

15,8

16,3

Вид бетона - тяжелый; сечение балок - прямоугольное, балки статически

Вид бетона - тяжелый ; сечение балок - прямоугольное, балки статически определимые, свободно опёртые, обогрев - с трёх сторон, расстояние от боковой поверхности до оси арматуры аw = 45мм;

1. В балках арматура расположена в двух уровнях, и имеет разный диаметр, поэтому необходимо найти среднее расстояние до оси арматуры по формуле :

где - площадь поперечного сечения арматуры нижнего ряда;

- площадь поперечного сечения арматуры верхнего ряда;

- расстояние до оси арматуры нижнего ряда;

- расстояние до оси арматуры верхнего ряда.

2. На предел огнестойкости балок влияет расстояние до оси арматуры не только от нижней поверхности, но и от боковой поверхности. В табл. 6 Пособия [3] пределы огнестойкости определяются:

по 3, 4 и 5 колонкам - при

по 6 колонке - при

Так как , предел огнестойкости определяем по 3,4 и 5 колонкам табл. 6 Пособия [3].

3. Определяем предел огнестойкости балки с параметрами: а = 27,09 мм, b = 190 мм. Искомый предел огнестойкости находится в интервале между 0,5 ч и 1 ч, определяем его методом линейной интерполяции:

Расстояние до оси арматуры а, мм

Предел огнестойкости, час

25

0,5

27,09

Х

30

1

4. Определяем отношение длительно действующей части нагрузки к полной нагрузке:

5. Поправочный коэффициент по нагрузке:

6. По п. 2.18 Пособия принимаем коэффициент для арматуры Ат-VII:

7.Определяем предел огнестойкости балки с учётом коэффициентов по нагрузке и по арматуре:

Вывод: предел огнестойкости балки составляет R 50.

2.2.4 Определение предела огнестойкости наружных несущих стен и стен лестничных клеток

Таблица 2.2.4.1

Характеристика стен лестничных клеток и наружных стен

Вид материала

Толщина, мм

Из сплошного керамического кирпича, оштукатуренных с двух сторон

400

Пределы огнестойкости каменных конструкций приведены в табл. 10 Пособияк СНиП II-2-80. Предел огнестойкости стен лестничных клеток и наружных стен рассчитан в табл. 10 п. 2 Пособия[4] (Таблица 2.2.4.2) и он равен 330 мин (5,5 часа).

Таблица 2.2.4.2

Предел огнестойкости в зависимости от характеристик конструкции

Краткая характеристика конструкции

Схема (сечение) конструкции

Размеры a, см

Предел огнестойкости, ч

Стены и перегородки из сплошных пустотелых керамических и силикатных кирпича и камней по ГОСТ 379-79, 7484-78, 530-80.

? 25

? 5,5

Вывод

Предел огнестойкости наружных стен R 330 и внутренних лестничных клеток REI

2.2.5 Определение предела огнестойкости маршей и площадок лестниц

Для определения предела огнестойкости несущих конструкций пользуются Пособием к СНиП II-2-80 таблицей 11.

Таблица 2.2.5.1 Характеристика косоуров и балок лестниц

Характеристика конструкции

Стальные, с огнезащитой по сетке слоем штукатурки толщиной 30 мм

Пределы огнестойкости несущих металлических конструкций приведены в табл. 11 Пособия, предел огнестойкости несущих конструкций дан в п. 6 и он равен R 150 мин.

Таблица 2.2.5.2

Краткая характеристика конструкций

Схема конструкции (сечение)

Размеры, см

Предел огнестойкости, ч

Стальные конструкции с огнезащитой: покрытием по стали огнезащитным фосфатным (по ГОСТ 23791-79)

a = 2

2,5

Вывод

Предел огнестойкости маршей и площадок лестниц R150.

2.2.6 Определение предела огнестойкости бесчердачного покрытия

Предел огнестойкости ферм бесчердачного покрытия зависит от приведенной толщины металла, которая определяется по формуле:

где А - площадь поперечного сечения;

U - обогреваемая часть периметра сечения.

Таблица 2.2.6.1 Характеристика ферм бесчердачного покрытия

Характеристика несущего стержневого элемента фермы минимального сечения (двутавр по ГОСТ 26020-83)

Толщина сухого слоя огнезащитной краски «Эндотерм»

вид профиля

площадь поперечного сечения, мм2

обогреваемый периметр, мм

20К2

5970,04

1159,681

1,2

1) Определяем приведенную толщину металла стержневого элемента:

2) Для определения предела огнестойкости стальных конструкций пользуемся номограммой (рис. 7).

Рис.7.Номограмма для определения предела огнестойкости стальных конструкций, покрытых огнезащитой краской «Эндотерм»для элементов с приведённой толщиной металла от 2 до 8 мм

Предел огнестойкости фермы бесчердачного покрытия 34 мин.

Вывод

Предел огнестойкости фермы бесчердачного покрытия R34.

2.3 Определение степени огнестойкости здания

Используем схему разреза здания и характеристику строительных конструкций даем описание типа конструктивной системы здания и несущих строительных конструкции, образующих конструктивную систему здания.

Здание имеет комбинированную конструктивную систему. Система с неполным каркасом, с несущими наружными стенами и внутренним каркасом.

Несущие строительные конструкции:

- колонны

- плиты перекрытия

- фермы

- стены лестничных клеток

- ригели

- косоуры и балки лестниц

-наружные стены

Степень огнестойкости здания зависит от предела огнестойкости строительных конструкций и определяется по табл. 21 приложения к Федеральному закону от 22.07.2008 №123-ФЗ в зависимости от характеристик предела огнестойкости строительных конструкций.

Характеристики пределов огнестойкости строительных конструкций приведены в табл. 2.3.1.

Таблица 2.3.1 Определение степени огнестойкости здания

Наименование конструкции

Предел огнестойкости конструкции

Для зданий какой степени огнестойкости допускается применение конструкции

Степень огнестойкости здания

Железобетонная многопустотная плита перекрытия

REI 132

I

I

Железобетонная балка

R 128

I

Железобетонная колонна

R 120

I

Фермы бесчердачного покрытия

R 34

I

Балки лестниц и косоуры

R 150

I

Стены лестничных клеток

REI 330

I

Наружные несущие стены

R 330

I

Вывод

Степень огнестойкости здания I, предел фермы бесчердачного покрытия

R 34 оказался определяющим. При определении степени огнестойкости здания мы учитывали предел огнестойкости железобетонной плиты перекрытия и колонны.

По расчетному методу, так как по справочным данным не учитываются ряд параметров на результат предела огнестойкости.

При расчете железобетонной плиты в расчетном методе учитывали максимальный изгибающий момент и класс бетона по прочности.

При расчете железобетонной колонны в расчетном методе учитывали высоту колонны.

3. Определение класса конструктивной пожарной опасности здания

Класс конструктивной пожарной опасности здания (С0, С1, С2, С3) определяется по табл. 22 приложения к федеральному закону от 22.07.2008 № 123-ФЗ и зависит от классов пожарной опасности строительных конструкций здания (К0, К1, К2, К3):

- несущих стержневых элементов (колонн, ригелей, ферм);

- наружных стен с внешней стороны;

- стен;

- перегородок;

- перекрытий;

- бесчердачных покрытий;

- маршей и площадок лестниц в лестничных клетках.

Классы пожарной опасности строительных конструкций определяются по табл. 6 приложения к федеральному закону от 22.07.2008 №123-ФЗ в зависимости от характеристик их пожарной опасности.

Характеристики пожарной опасности несущих стержневых элементов, стен, перекрытий и бесчердачного покрытия, наружных стен с внешней стороны, перегородок, маршей и площадок лестниц приведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1 Классы пожарной опасности строительных конструкций

Наименование конструкции

Показатели пожарной опасности

Значение показателя

Допустимый КПО для данного показателя

Класс пожарной опасности

Колонны, балки, фермы, стены (в том числе стены лестничных клеток), перекрытия

Размер повреждения

0

К0

К0

Наличие теплового эффекта

отсутствует

Наличие горения

отсутствует

Характеристики пожарной опасности поврежденного материала

НГ

Наружные стены с внешней стороны

Размер повреждения

60

К2

К2

Наличие теплового эффекта

присутствует

К1

Наличие горения

отсутствует

К0

Характеристики пожарной опасности поврежденного материала

Г2, В2, Д1

К2

Перегородки

Размер повреждения

75

К2

К2

Наличие теплового эффекта

присутствует

К1

Наличие горения

отсутствует

К0

Характеристики пожарной опасности поврежденного материала

Г2, В3, Д1

К2

Марши и площадки лестниц

Размер повреждения

0

К0

К0

Наличие теплового эффекта

отсутствует

К0

Наличие горения

отсутствует

К0

Характеристики пожарной опасности поврежденного материала

отсутствует

К0

Зная класс пожарной опасности всех строительных конструкций можем определить класс конструктивной пожарной опасности здания. Данные предоставлены в табл. 3.2.

Таблица 3.2

Определение класса конструктивной пожарной опасности здания

Наименование конструкции

Класс пожарной опасности строительной конструкции

Для зданий какого класса конструктивной пожарной опасности допускается применение конструкции...


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 12.12.2013

  • Обеспечение 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 28.11.2013

  • Определение арматуры монолитной балочной плиты для перекрытия площади. Расчет и конструирование второстепенной балки, ребристой плиты перекрытия, сборной железобетонной колонны производственного здания и центрально нагруженного фундамента под нее.

    дипломная работа [798,0 K], добавлен 17.02.2013

  • Расчет 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 12.02.2014

  • Конструктивное решение здания. Обследование строительных конструкций: стен, перекрытий, отмостки. Определение прочности бетона в несущих железобетонных конструкциях. Прочность кирпича и раствора несущих стен. План мероприятий по реконструкции здания.

    контрольная работа [25,9 K], добавлен 22.12.2010

  • Общая характеристика объекта строительства. Определение объемов работ при кладке наружных стен. Обзор применяемых машин и механизмов. Создание технологической карты на кирпичную кладку наружных стен и внутренних перегородок с монтажом перемычек.

    отчет по практике [4,2 M], добавлен 14.08.2015

  • Состав, 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 30.10.2014

  • Рассмотрение особенностей проектирования монолитного ребристого перекрытия. Геометрические характеристики многоэтажного каркасного здания. Расчет плиты перекрытия, второстепенной балки. Определение требуемого количества арматуры и других материалов.

    курсовая работа [249,6 K], добавлен 25.01.2015

  • Определение 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 17.11.2011

  • Расчетная номенклатура и объем производства проектируемого завода СЖБ. Выбор материалов для изготовления плит перекрытия, фундаментных блоков, лестничных маршей и железобетонных перемычек. Теплотехнический расчет стен и составление генплана здания.

    дипломная работа [3,4 M], добавлен 11.08.2011

  • Расчет плиты монолитного ребристого перекрытия. Расчет рабочей арматуры продольных ребер. Проверка прочности плиты по сечениям, наклонным к ее продольной оси. Конструирование сборной железобетонной колонны. Расчет центрально нагруженного фундамента.

    курсовая работа [94,8 K], добавлен 21.03.2016

  • Определение площади ограждений. Теплотехнический расчёт наружных стен, подвального, чердачного перекрытия. Определение воздухообмена в помещении. Расчет отопительных приборов. Аэродинамический расчет систем вентиляции. Гидравлический расчёт трубопроводов.

    курсовая работа [672,0 K], добавлен 24.05.2014

  • Компоновка 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 28.04.2015

  • Краткая 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 23.02.2012

  • Расчет типовой секции 5-и этажного жилого здания. Разработка технологий монтажа индустриальных конструкций (лестничных площадок и маршей, плит перекрытия). Определение последовательности монтажа, подбор монтажных механизмов. Подсчет объемов работ.

    курсовая работа [285,4 K], добавлен 03.03.2015

  • Расчет и конструирование монолитного ребристого перекрытия. Определение расчетных размеров монолитной железобетонной плиты перекрытия и второстепенной балки. Выбор площади сечения арматуры в плите. Геометрические размеры и опоры второстепенной балки.

    курсовая работа [352,1 K], добавлен 18.12.2010

  • Определение размеров несущих конструкций. Разбивка сетки колонн и расположение в плане по габаритам здания несущих конструкций. Конструктивное решение крыши и стен. Разработка системы связей продольного и торцевого фахверка. Расчет плиты покрытия.

    курсовая работа [278,4 K], добавлен 24.12.2013

  • Конструктивное решение сборного железобетонного каркасного здания. Проектирование сборного железобетонного перекрытия. Расчет плиты по деформациям и раскрытию трещин. Определение приопорного участка. Расчет сборной железобетонной колонны, ребристой плиты.

    курсовая работа [411,8 K], добавлен 27.10.2010

  • Исследование требований к проектируемому зданию, особенностей функционального зонирования. Разработка генерального плана с учетом окружающей застройки и природных условий. Изучение расположения несущих стен, перегородок, лестничных маршей, окон и дверей.

    курсовая работа [33,7 M], добавлен 05.06.2012

  • Анализ 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 14.02.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.