Повышение огнестойкости здания. Курсовая работа (т). Строительство.
💣 👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Повышение огнестойкости здания
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
МИНИСТЕРСТВО
ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГБОУ
ВПО КЕМЕРОВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
Кафедра
безопасности жизнедеятельности
студент механического
факультета, 5 курса,
Руководитель: доцент
кафедры Попова Е.А
1. Расчет фактического предела огнестойкости металлической фермы
покрытия
. Расчет фактического предела огнестойкости деревянной балки
. Расчет фактического предела огнестойкости железобетонных плит
перекрытий с круглыми пустотами
. Расчет фактического предела огнестойкости железобетонной колонны
Целью курсовой работы по дисциплине
«Здания и сооружения» является проверка соответствия фактической степени
огнестойкости здания противопожарным требованиям и разработка технических
решений по повышению огнестойкости строительных конструкций.
Задачи курсовой работы -
приобретение навыков ведения расчетов, работы со справочной и нормативной
литературой, разработка обоснованных предложений, углубление и обобщение знаний
по дисциплине.
.
Расчет фактического предела огнестойкости металлической фермы покрытия
В заданных узлах стальной фермы
каждый элемент (растянутый или сжатый) выполнен из двух уголков или швеллеров,
соединенных между собой пластиной d f , мм, рис. 1. Каждый
уголок обогревается со всех четырех полок. Стальная ферма не имеет
огнезащитного покрытия.
Для каждого из элементов фермы
следует определить величину критической температуры, то есть решить статическую
задачу, а затем решить теплотехническую задачу по определению предела огнестойкости
конструкции.
Статический расчет производится из
условия снижения прочности до величины напряжения, возникающего в элементе от
внешней нагрузки.
Исходные данные для расчета
представлены в таблице 1.
Таблица 1. Спецификация элементов
фермы ФС 24 - 10,55
№ узла Обозна- чение
элемента Вид профиля, размеры поперечного сечения, мм Длина, , ммМарка сталиТолщина
d f ,
ммУсилие,, кHПлощадь поперечного сечения,
Рассчитывается коэффициент изменения
предела текучести стали, соответствующий критической температуре нагрева
растянутых элементов фермы:
где - расчетные усилия,
воспринимаемые элементами фермы, Н, в таблицах А1-А16 знак «+» указывает на
растяжение, «-» - на сжатие;
- площадь поперечного
сечения элемента фермы, м 2 , табл. 1;
- предел текучести
стали, Па [3], для марки 12Г 2 С составляет 390 Н/мм 2 , для
Ст3пс6 - 245 Н/мм 2 ;
- усредненное значение
коэффициента надежности по нагрузке составляет 1,2 [22];
j - коэффициент
продольного изгиба элемента при нагреве. Значение j определяется по l max - максимальной величине гибкости элемента фермы: j = 1 при l max ≤ 40; j = 0,95
при l max > 40.
Максимальная величина
гибкости, l max ,
принимается равной наибольшей из гибкостей элемента в вертикальном (в плоскость
фермы) и горизонтальном (из
плоскости фермы) направлениях прогиба
элементов фермы:
где , - расчетные длины
элемента в вертикальном и горизонтальном направлениях прогиба, в расчете
принять равными - длине элемента, мм
(табл.1);
, - радиус инерции
поперечного сечения элемента относительно оси x и y, мм, определяется по
формуле:
где h,b,h 1 параметры
тавра, представленные на рисунке 2.
По табл. 2 определяются значения
критической температуры нагрева металла
Промежуточные значения следует определяем по линейной
интерполяции. P3: t cr =550 ºС
P4: t cr =526 ºС О3: t cr =511 ºС
О4: t cr =440 ºС
Теплотехническим расчетом находится
время прогрева металла до критической температуры, т.е. предел огнестойкости
конструкции по признаку R.
Определяется приведенная толщина
элементов фермы:
(4)
где - обогреваемый периметр
сечения элемента фермы, м. Периметр сечения одного уголка принимается равным U
= 4·b, где b - ширина полки уголка, м.
Для каждого элемента по
графикам (рис. 3) определяются значения времени прогрева t,
мин, до критической температуры.
Рисунок 3- Кривые прогрева
незащищенных элементов стальных конструкций приведенной толщины; 1 -
стандартная температурная кривая
Фактический предел
огнестойкости фермы П ф принимается равным минимальному значению
времени, t,
мин, утраты несущей способности элементов фермы. t=27 минут.
Металлические элементы
являются негорючими, фактический класс пожарной опасности конструкций
принимается К0
. Расчет фактического
предела огнестойкости деревянной балки
Расчетный позволяет
оценить предел огнестойкости конструкций из древесины по критерию несущей
способности (R) сечений.
Основные положения,
необходимые для расчета пределов огнестойкости деревянных конструкций:
- температура начала
обугливания древесины составляет 270 ºС;
- температура
достигается на поверхности древесины через 4 мин после начала стандартного
теплового воздействия пожара;
- скорость
обугливания для клееной древесины хвойных пород принимается постоянной, равной
0,7 мм/мин;
- за фронтом
обугливания температура древесины снижается по гиперболическому закону.
Требования к балке по огнестойкости
определяются расчетным методом с учетом действующей на балку нормативной
нагрузки. Исходные данные для расчета представлены в таблице 3.
Таблица 3. Исходные данные для
расчета деревянной балки
Последние цифры номера
зачетной книжки Расчет-ный пролет, L, м Размеры поперечного
сечения балки, мм Полная расчет-ная нагрузка на балку, q, кПа Шаг
балок, a, м Сорт древе-сины Коли-чество сторон обогрева при
пожаре Длина балки, на которой прои-зошло обрушение связей рс ,
мНомера узлов опира-ния
балок и крепления элемен-тов связейПлощадь 2-го пожар-ного
отсека здания, S, м 2
Определяется нормативная
нагрузка, , кН/м, на один погонный
метр длины балки:
где - полная расчетная
нагрузка на балку, кПа;
- усредненное значение
коэффициента надежности по нагрузке, принимается равным 1,2 [26];
Изгибающий момент, , кН∙м, от
действия нормативной распределенной нагрузки определяется по формуле:
(6)
где - длина балки, на
которой произошло обрушение связей, м.
От действия поперечной силы в
опорных сечениях балки возникают максимальные касательные напряжения.
Определяется поперечная сила, Q n , кН, от нормативной нагрузки:
(7)
Определяется коэффициент
изменения прочности по нормальным напряжениям:
(8)
где - момент сопротивления
прямоугольного поперечного сечения, м 3 , равен: W=(0.19·1.3 2 )/6=0.05; fw
- расчетное сопротивление, МПа, древесины изгибу при нагреве [13, табл. 4.2]. R fw =26
Определяется критическая
глубина обугливания, Z cr , мм, при достижении которой наступает
предельное состояние конструкции по огнестойкости при действии нормальных
напряжений (рис. 4).
Рисунок 4- Схема
4-стороннего обогрева деревянной балки
Число обогреваемых
сторон- 4, отношение h/b=6,84 и коэффициент , По монограмме (рис. 5)
определяется Z cr . Точка пересечения параметров находится на
штрихпунктирной линии или ниже, значение Z cr принимается равным 25 %
наименьшего размера сечения балки до пожара. Z cr =47,5
Рисунок 5-Зависимость
коэффициента (цифровой индекс-число
сторон обогрева) от отношения критической глубины обугливания к высоте и ширине
Определяется время , мин, от начала
воспламенения древесины до наступления предельного состояния конструкции по
огнестойкости:
(9)
где u - скорость обугливания древесины, 0,7 мм/мин.
Фактический предел огнестойкости П ф ,
мин, равен:
(10)
где - время до начала
обугливания, 4 мин
Производится проверка
условия огнестойкости конструкции:
П тр -
требуемый предел огнестойкости = 45 минут.
Элементы из незащищенной
древесины являются горючими, класс пожарной опасности принимается К3 независимо
от времени воздействия огня и требуемого предела их огнестойкости.
3. Расчет фактического предела
огнестойкости железобетонных плит перекрытий с круглыми пустотами
Расчетный метод позволяет оценить
предел огнестойкости железобетонных конструкций по критерию несущей способности
(R) нормальных сечений.
Теплотехническая часть расчета
определяет температуры по сечению конструкции при пожаре.
В статической части вычисляются
изменения несущей способности нагретой конструкции с учетом изменения свойств
бетона и арматуры. Исходные данные для расчета представлены в таблице 4.
Таблица 4. Исходные данные для
расчета огнестойкости железобетонных плит перекрытий с круглыми пустотами
Последние две цифры номера зачет-ной книжки
Толщина защитного слоя бетона, а з , мм
Количество и диаметр арматурных стержней, мм
Определение изгибающего момента М п ,
Н∙м, в середине пролета от действия нормативной нагрузки и собственного
веса плиты:
где - нормативная нагрузка,
Н/м, на один погонный метр длины плиты:
(12)
где - нормативная нагрузка,
Н/м 2 ;
Расстояние от нижней
(обогреваемой) поверхности панели до оси рабочей арматуры (рис. 6) составит:
где - толщина защитного
слоя бетона, мм;
Определяются основные
размеры расчетного поперечного сечения плиты:
высота: = 0,5 (h - ÆП)=0,5(0,22-0,159)=0,0305,
где ÆП
- диаметр пустот
расстояние от не
обогреваемой поверхности конструкции до оси арматурного стержня h o =
h - a=0,22-0,017=0,203, мм.
Определяются прочностные
и теплофизические характеристики бетона:
нормативное
сопротивление по пределу прочности R bn , МПа (табл. 5) [25, табл.
6.7];
огнестойкость здание
строительная конструкция
Таблица 5 Нормативные
сопротивления бетона в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие
Нормативные сопротивления бетона R bn , МПа
- коэффициент
надежности [17] по бетону принимается g b = 0,83;
- расчетное
сопротивление бетона по пределу прочности R bu = R bn /g b =11/0,83=13,2, МПа;
- коэффициент
теплопроводности l t , Вт/(м∙ºС); удельная теплоемкость с t , кДж/(кг∙К);
приведенный коэффициент температуропроводности a red , м 2 /ч,
определяются по справочнику [18, табл. 9.3.2];
- коэффициенты, зависящие
от средней плотности бетона , с 1/2 , и определяются по
справочнику [18, табл. 9.3.3].
Определяется высота
сжатой зоны , мм, плиты:
Определяется напряжение , МПа, в растянутой
арматуре от внешней нагрузки:
(15)
где - суммарная площадь
поперечного сечения арматурных стержней в плите, мм 2 [5].
Определяется критическое значение
коэффициента изменения прочности арматурной стали:
(16)
где - коэффициент
надежности для арматуры, принимается 0,9 [17];
- нормативное
сопротивление арматуры по пределу прочности, для арматуры класса А-VI (А600)
составляет 600 МПа [25, табл. 6.13].
Определяется критическая
температура нагрева t stcr ,ºС,
арматуры в растянутой зоне. Данные для арматуры класса А-VI (А600) приведены в
табл.6. Промежуточные значения следует определяем по линейной интерполяции.
Таблица 3 Значения
температуры нагрева арматуры класса А-VI (А600) в плите
Температура нагрева
арматуры t stcr , ºС, от
коэффициента изменения прочности арматурной стали
Определяется время
прогрева арматуры до критической температуры плиты сплошного поперечного
сечения, которое является фактическим пределом огнестойкости, , с:
(17)
где - аргумент функции
ошибок Гаусса (Крампа), который определяется по графику функции (рис. 6):
(18)
где - температура
конструкции до пожара, принимается равной 20 ºС.
Фактический предел огнестойкости
плиты перекрытия с круглыми пустотами составит:
(19)
где 0,9 - коэффициент, учитывающий
наличие в плите пустот.
Производится проверка условия
огнестойкости конструкции:
П тр =45 минут, требуемый
предел огнестойкости [19; 27, табл. 21].
Бетонные конструкции являются
негорючими, фактический класс пожарной опасности конструкций принимается К0
[4].
4. Расчет фактического предела
огнестойкости железобетонной колонны
Расчетный метод позволяет оценить
предел огнестойкости железобетонных конструкций по критерию несущей способности
(R) нормальных сечений.
Определяются прочностные
характеристики материалов колонны:
расчетное сопротивление арматуры по
пределу прочности,Мпа
где R su - нормативное
сопротивление арматурной стали сжатию, для арматуры класса А-III (А400)
составляет 400 МПа [25, табл. 6.13];
g s - коэффициент надежности для арматуры [17], принимается 0,9;
расчетное сопротивление бетона по
пределу прочности,Мпа
где R bn - нормативное сопротивление
бетона [25, табл. 6.7] по пределу прочности, МПа (табл. 2); g b - коэффициент
надежности по бетону [17], принимается 0,83.
По справочнику [18, табл. 9.3.2]
определяются теплофизические характеристики бетона:
коэффициент теплопроводности l t =0,8925 Вт/(м∙ºС);
удельная теплоемкость с t =1,0835
кДж/(кг∙К);
приведенный коэффициент
температуропроводности a red =0,00000014м 2 /с
По ГОСТу [5]
определяется суммарная площадь поперечного сечения , мм 2 ,
арматурных стержней в колонне.
Определяются несущие способности
колонны N t , МН, в различные моменты времени воздействия пожара t. Для установления зависимости N t = f(t) задаются интервалы времени t 1 = 0 ч; t 2 = 1 ч; t 3 = 2 ч.Исходные данные
представлены в таблице 4.
Таблица 4 Исходные данные для
расчета огнестойкости железобетонных колонн
Пос-ледние две цифры номера зачетной книжки
Ширина (высота) поперечного сечения, b = h, мм
Толщина защитного слоя бетона, а з , мм
Количество и диаметр арматурных стержней, мм
(20)
где =1, коэффициент
продольного изгиба [13, прил. 7] для нагретых колонн (табл. 5) зависит от , где =2,1; расчетная длина
колонны, м, при жесткой заделке колоны с двух концов принимается равной 0,5∙ [12].
Таблица 4 Значение
коэффициента продольного изгиба колонн
После решения теплотехнической части
задачи огнестойкости, т.е. определения температуры арматурных стержней и
размеров «ядра» поперечного сечения колонны, вычисляется N t,1 , МН,
при t 2 = 1 ч.
Вычисляется температура в расчетной
точке колонны на заданный момент времени:
где - температура
конструкции до пожара, принимается равной 20 ºС;
- относительная
избыточная температура, ºС, вычисляется:
где - функция ошибок Гаусса
(Крампа), решение которой определяется по графику функции (рис. 6);
где - расстояние от центра
колонны до расчетной точки по толщине колонны, м, определяется:
- коэффициент,
зависящий от средней плотности бетона, с 1/2 , определяется по
справочнику [18, табл. 9.3.3].
Определяется температура
нагрева арматурных стержней , ºС
(с учетом всестороннего обогрева колонны):
(25)
где - температура, ºС,
принимается по стандартной кривой пожара [13; 18] или вычисляется:
Вычисляется температура
в центре «ядра» колонны:
где =1,000, относительная
избыточная температура в центре теплового «ядра» колонны, выбирается в
зависимости от отношения по таблице справочника
[13, прил. 5].
По табл. 5 определяется
значение коэффициента изменения прочности арматурной стали класса
А-III (А400) от температуры нагрева , ºС
[18, табл. 9.3.7]. Промежуточные значения следует определяем по линейной
интерполяции.
Таблица 5 Значения
коэффициента изменения прочности арматурной стали класса
А-III (А400)
Коэффициент изменения
прочности арматурной стали
класса А-III (А400) от температуры нагрева , ºС
Определяем относительную температуру
на границе «ядра» поперечного сечения колонны:
где - критическая расчетная
температура, ºС, бетона, для тяжелого бетона на гранитном щебне - 650 ºС
[13].
По графику (рис. 7)
определяется коэффициент по известным и .
Рисунок 8- Кривые
распределения относительной избыточной температуры
Определяются размеры, м,
теплового «ядра» поперечного сечения колонны:
Определяется несущая способность
колонны, МН, при t 2 = 1 ч:
Температура нагрева
арматурных стержней , ºС
Относительная температура на границе
«ядра» поперечного сечения колонны:
Температура в центре «ядра» колонны:
Размеры, м, теплового
«ядра» поперечного сечения колонны:
Определяется несущая
способность колонны, МН, при t 2
= 1 ч:
В соответствии с целью
курсовой работы после выполнения 4 основных частей необходимо определить
соответствие основных конструкций здания требованиям пожарной безопасности по.
Для каждого пожарного
отсека проверяемого здания определяются: класс функциональной пожарной
опасности; требуемые степень огнестойкости и класс конструктивной пожарной
опасности, величины требуемых пределов огнестойкости основных строительных
конструкций, требуемые классы пожарной опасности конструкций, величины
фактических пределов огнестойкости основных конструкций; фактический класс
пожарной опасности конструкций; фактические степень огнестойкости и класс
конструктивной пожарной опасности.
В случае несоответствия
строительных конструкций противопожарным нормам разрабатываются технические
решения и предложения по повышению их огнестойкости и снижению пожарной
опасности.
Если все конструкции
соответствуют противопожарным требованиям, то предлагается перечислить
технические решения, которые могут повысить пределы огнестойкости.
1. Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: в
3 т. - Т. 1. - 9-е изд., перераб. и доп. / В.И. Анурьев; под ред. И.Н.
Жестковой. - М.: Машиностроение, 2006. - 928 с.
2. ГОСТ 27772-88. Прокат для строительных стальных
конструкций. Общие технические требования.
. ГОСТ 30403-96. Конструкции строительные. Метод
определения пожарной опасности.
. ГОСТ 5781-82*. Сталь горячекатаная для армирования
железобетонных конструкций. Технические условия.
. ГОСТ 8509-93. Уголки стальные горячекатаные
равнополочные. Сортамент.
. ГОСТ 9561-91. Плиты перекрытий железобетонные
многопустотные для зданий и сооружений. Технические условия.
. Милованов, А.Ф. Пособие по расчету огнестойкости и
огнесохранности железобетонных конструкций из тяжелого бетона(к СТО
36554501-006-2006. Правила по обеспечению огнестойкости и огнесохранности
железобетонных конструкций) / А.Ф. Милованов. - М.: ЦПП, 2008. - 103 с.
. Мосалков, И.Л. Огнестойкость строительных конструкций /
И.Л. Мосалков, Г.Ф. Плюснина, А.Ю. Фролов. - М.: ЗАО «СПЕЦТЕХНИКА», 2001. - 496
с.
. Работы выпускные квалификационные, проекты и работы
курсовые.
Правила оформления: Положение. Ип 02.00-06/08 / КемТИПП. -
Кемерово, 2008. - 60 с.
10. Попова Е.А Методические указания по выполнению курсовой
работы для студентов специальности 280705 «Пожарная безопасность»всех форм
обучения/КемТИПП,2013.-75с.
11. Рекомендации по расчету пределов огнестойкости бетонных и
железобетонных конструкций / НИИЖБ Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1986. - 42
с.
12. Ройтман, В.М. Инженерные решения по оценке огнестойкости
проектируемых и реконструируемых зданий / В.М. Ройтман.- М.: Ассоциация
«Пожарная безопасность и наука», 2001.- 382 с.
. СНиП 21-01-97*. Пожарная безопасность зданий и
сооружений.
. СП 16.13330.2011. Стальные конструкции. Актуализированная
редакция СНиП II-23-81*.
. СП 63.13330.2012. Бетонные и железобетонные конструкции.
Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003.
. СП 64.13330.2011. Деревянные конструкции.
Актуализированная редакция СНиП II-25-80.
. Федеральный закон «Технический регламент о требованиях
пожарной безопасности».
Похожие работы на - Повышение огнестойкости здания Курсовая работа (т). Строительство.
Контрольная работа по теме Понятие объектно-ориентированного программирования
Реферат: Лизинг в современных условиях
Контрольная Работа На Тему Физиология Конькобежного Спорта
Cisco Контрольная Работа По Главе 6
Традиции Моей Семьи Сочинение 5 Класс
Заключение Курсовой Работы По Экономике
Курсовая работа по теме Разработка технологического процесса изготовления детали
Контрольная Работа На Тему Антидемпинговые Меры. Соглашение По Антидемпинговым Мерам В Рамках Вто
Реферат ?Аза?Ша
Аргументы Для Эссе По Обществу Егэ
Дипломная работа по теме Рецензирование научно-популярного издания с большим количеством иллюстраций
Курсовая работа: Особенности прогнозирования спроса в городских условиях. Скачать бесплатно и без регистрации
Сочинение по теме Арабо-израильский конфликт в 2007-2008 гг.
Курсовая работа по теме Исследование особенностей Product Placement как инструмента PR-продвижения в киноиндустрии
Реферат по теме Альпинизм в России
Сибирь Диссертация
Курсовая работа по теме Безработица как экономическая проблема
Курсовая работа: Место и роль Мирового океана в формировании экосистемы планеты
Диоген Философ Реферат
Реферат: Этапы развития государственной собственности в России
Похожие работы на - Молекулярная гастрономия
Похожие работы на - Классическая чума свиней
Реферат: Плотность