Расчет предела огнестойкости строительных конструкций - Строительство и архитектура курсовая работа

Главная

Строительство и архитектура
Расчет предела огнестойкости строительных конструкций

Расчет фактических пределов огнестойкости железобетонных балок, многопустотных железобетонных плит и других строительных конструкций. Теплофизические характеристики бетона. Определение нормативной нагрузки и характеристика расчетного сопротивления.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Расчет предела огнесто йкости строительных конструкций
Таблица 1.1. Исходные данные для расчета фактических пределов огнестойкости многопустотных железобетонных плит
Таблица 1.2. Исходные данные для расчета фактических пределов огнестойкости железобетонных балок
Толщина защитного слоя до центра арматуры, мм
Таблица 1.3. Исходные данные для расчёта фактических пределов огнестойкости железобетонных колонн.
Толщина защитного слоя до края арматуры, мм
В настоящее время основным методом расчета строительных конструкций для условий эксплуатации и монтажа является метод предельных состояний, разработанный Н.С. Стрелецким.
Суть метода заключается в установлении для конструкций так называемых предельных состояний и в обеспечении расчетным путем таких параметров этих конструкций, которые предотвращают наступление этих предельных состояний.
Предельным называется такое состояние конструкции, при достижении которого она перестает удовлетворять предъявляемым к ней требованиям в процессе эксплуатации или монтажа, т.е. конструкция теряет способность сопротивляться внешним воздействиям или получает допустимые деформации.
Расчет температурных полей железобетонных конструкций на огнестойкость основывается на решении краевых задач нестационарной теплопроводности неоднородных капиллярно-пористых тел в условиях стандартного температурного режима.
Изменение температуры при стандартном температурном режиме характеризуется зависимостью:
где t в - температура среды, °С; ф - время пожара, с; t H - начальная температура конструкции до пожара, принимаемая равной 20 °С.
Для граничных условий первого рода температура t обогреваемой поверхности плоских железобетонных конструкций определяется:
где: t - температура обогреваемой поверхности, °С; t H - начальная температура конструкции, равная 20 °С; erf - функция ошибок Гаусса; К - коэффициент, зависящий от плотности р ос сухого бетона С 0,5 (таблица 1.4); ф - время, с.
Таблица 1.4. Значение коэффициента К в зависимости от средней плотности бетона
Приведенный коэффициент температуропроводности определяется по формуле:
где - средний коэффициент теплопроводности при t = 450° С, Вт/(м° С); С tem , m - средний коэффициент теплоемкости при t = 450 °С, Дж/(кг ° С); щ в - начальная весовая влажность бетона, %; - средняя плотность бетона в сухом состоянии, кг /м 3 .
Нестационарное температурное поле, возникающее в полуограниченном теле от воздействия «стационарного пожара», рассчитывается по формуле:
где у - расстояние по нормали от обогреваемой поверхности до расчетной точки тела, м.
Таблица 1.5. Значение коэффициента К 1 в зависимости от плотности сухого бетона с ос
Для определения температур в плоских конструкциях при двустороннем обогреве решают задачу о прогреве неограниченной пластины при симметричных граничных условиях.
- критерий Фурье; ф - время, с. (5)
При расчетах огнестойкости (колонны, балки, ригели) необходимо найти температуру в середине толщины пластины, т.е. при х = 0.
где и - относительная температура, определяемая в зависимости от F п /4
При прогреве балок, колонн, ферм и других стержней элементов, обогреваемых в условиях пожара с трех или четырех граней боковых поверхностей, имеет место двухмерное температурное поле. Расчет температур в этих случаях может быть выполнен с достаточной точностью при помощи известного в теории теплопроводности соотношения относительных температур:
где t e -температура по стандартной кривой, °С; t- температура двухмерного поля, °С; tt - температура одномерных полей, °С. Из соотношения выходит
Температуру в сечениях железобетонных элементов можно определить по графикам прогрева, полученных экспериментальным путем.
где , - коэффициенты, принимаемые в зависимости от F ox /4 и F oy /4 соответственно. В СНиП 2.03.01-84*, на соответствующие коэффициенты надежности: по бетону г=0,83; по арматуре г=0,9.
Таблица 1.6. Коэффициент продольного изгиба ц t ет для нагретых колонн
2. Расчет предела огнестойкости железобетонных плит
Многопустотная плита перекрытия, свободно опирающаяся по двум сторонам. Размеры сечения: b=1990 мм; h=220 мм; длина рабочего пролёта 1Р=3580 мм; растянутая арматура класса A-II - 7 стержней диаметром -8 мм. Тяжелый бетон класса В15, весовая влажность бетона = 2% на известняковом щебне; средняя плотность бетона в сухом состоянии рос=2250 кг/м; диаметр пустот равен 160 мм их 9; расчетная нагрузка qp = 0,4 т/м2 = 4 кН/м2; толщина защитного слоя бетона до края арматуры 20 мм.
Определяем максимальный изгибающий момент от действия нормативной нагрузки:
Определяем толщину защитного слоя бетона до центра арматуры, мм:
Определяем среднее расстояние до оси арматуры:
где А = (S=ПR 2 ) 352 мм 2 (приложение 6).
Определяем высоту рабочей зоны бетона:
Определяем рабочую (полезную) высоту сечения:
Определяем расчетное сопротивление сжатого бетона: для бетона класса В20 нормативная прочность бетона R=11,0 МПа (приложение 9);
где г в - коэффициент надежности по бетону.
По приложению 10 для арматуры класса A-VI определяем нормативное сопротивление растяжению R sn = 295 МПа.
Определяем расчетное сопротивление:
где гs - коэффициент надежности по арматуре.
Определяем площадь сечения арматуры:
Находим x tem , предполагая, что x tem <
Определяем напряжение в сечении растянутой арматуры:
Определяем коэффициент снижения прочности стали:
Из приложения 5 при г S , tem = 0,55 для арматуры класс A-II определяем t s , cr =623,5 °С.
Определяем значение функции Гаусса:
Находим значение Гауссового интеграла ошибок методом интерполяции (приложение 2) х=0,48.
Определяем теплофизические характеристики бетона.
Средний коэффициент теплопроводности при t = 450 °С (приложение 11)
1,14-0,00055*t=1,14-0,00055•450=0,8925 Вт/(м ° С).
Средний коэффициент теплоемкости при t = 450 °С (приложение 9)
= 710+0,84 =710+0,84•450=1088 Дж/(кг° С).
Определяем приведенный коэффициент температуропроводности:
где 50,4 - влияние испарения воды в бетоне при нагреве; щ в - влажность бетона; р ос - плотность бетона.
Определяем предел огнестойкости плиты со сплошным сечением:
где у - расстояние от нормали обогреваемой поверхности до расчетной точки (); К=36,39 с 1/2 (таблица 1.4, методом интерполяции); К- коэффициент, зависящий от плотности сухого бетона (таблица 1.5).
С учетом пустотности плиты ее фактический предел огнестойкости находится путем умножения найденного значения на коэффициент 0,9. Тогда По ф = 130,2*0,9=117 мин.
3. Расчет предела огнестойкости железобетонных балок
Дано. Однопролетная свободно опертая балка пролетом 5,58 м. Сечение балки b х h = 520х450 мм; расстояние от края конструкции до центра арматуры а = 40 мм; c 1 = 60 мм; c 2 = 150 мм; тяжелый бетон класса В30 на известняковом щебне; рабочая арматура 4 стержня диаметром 14 A-V расчетная нагрузка qp =50 кН м, средняя плотность бетона 2250 кг/м 3 , влажность 2,5%.
Определяем конструктивные параметры балки
где a = 30 мм => A S 1=616 мм 2 (приложение 8)
Определяем рабочую (полезную) высоту сечения:
Для арматуры класса A-V с определяем нормативное сопротивление растяжению R sn = 788 МПа (приложение 10).
Определяем расчетное сопротивление растяжению арматуры:
где s - коэффициент надежности по арматуре.
Для бетона класса В30 определяем нормативную прочность бетона R=22,0 МПа.
Определяем расчетное сопротивление сжатого бетона:
где в- коэффициент надежности по бетону.
Изгибающийся момент от действия нормативной нагрузки равен:
Для выполнения дальнейших расчетов задаемся интервалами времени:
Для времени = 0 несущая способность балки равна:
Для времени ф 2 =1,0 ч по приложению 12 находим размеры сжатой зоны за счет потери прочности наружными слоями бетона (t cr = 650 °С для бетона на известняковом щебне):
По координатам расположения стрежней арматуры определяем их температуру t 1 =t 4 ; t 2 =t 3 . Этим значениям температур соответствует коэффициент снижения прочности арматурной стали
Примечание: для балок с арматурой в один ряд
Высота сжатой зоны бетона составит:
Несущая способность балки составит:
26,51*10 6 *504*10 -3 •40*10 -3 *(410*10 -3 -
Для времени ф 3 =2,0 ч по приложению 10 находим размеры сжатой зоны за счет потери прочности наружными слоями бетона (t cr =650 °С для бетона на гранитном щебне):
По координатам расположения стрежней арматуры определяем их температуру (приложение 3) t 1 =t 4 =700; t 2 =t 3 =440. Этим значениям температур соответствует коэффициент снижения прочности арматурной стали (приложение 5)
где 875,56*10 6 *(308*10 -6 *0,06+308*
Высота сжатой зоны бетона составит:
Несущая способность балки составит:
26,51*10 6 *488*10 -3 •17,9*10 -3 *(370*10 -3 -
-0,5*17,9*10 -3 )= 83608,4 Н•м =83,608 кН•м
Строим график снижения несущей способности балки (график 1).
Определяем фактический предел огнестойкости балки
4. Расчет предела огнестойкости железобетонных колонн
Железобетонная колонна расчетная длина 1 0 = 5,7 м, размером сечения 500x500 мм, бетон класса В15, средняя плотность бетона в сухом состоянии на известняковом заполнителе составляет р = 2250 кг/м 3 . Весовая влажность - щ=2%. Арматура класса А - III 4 стержня диаметром 18 мм. Толщина защитного слоя бетона до края арматуры a=40 мм. Расчетная нагрузка Np=4200 кН.
железобетонный огнестойкость балка строительный
где 1,2 - усредненный коэффициент надежности по нагрузке.
По приложению 10 для арматуры класса A-III определяем нормативное сопротивление растяжению R sn =390 МПа.
Определяем расчетное сопротивление:
где г S - соответствующий коэффициент надежности по арматуре.
Определяем суммарную площадь арматуры (приложение 8) A S , tot =1018 мм 2 .
Бетон класса В15, по приложению 9 определяем нормативное сопротивление сжатию бетона: R bn = 11 МПа.
Определяем расчетное сопротивление бетона:
где г в - коэффициент надежности по бетону.
Определяем теплофизические характеристики бетона (приложение 11):
Определяем приведенный коэффициент температуропроводности бетона:
Для дальнейших расчётов задаёмся интервалами времени ф п , равными = 0; ф 2 = 1 ч; ф 3 = 2 ч.
Для =0; несущая способность колонны будет равна:
где ц tem = 0,83 - коэффициент продольного изгиба, учитывающий длительность нагружения и гибкость бетона, принят методом интерполяции по таблице 3 в зависимости от отношения .
Для ф 2 =1 ч определяем критерий Фурье: 14022
где К= 37 с 0,5 - коэффициент, зависящий от средней плотности бетона (таблица 1.4).
где x = y = 0,5h-a l -0,5d = 0,5*0,5-0,04-0,5*0,018 = 0,201 м - расстояние от центра конструкции до расчетной точки.
Из приложения 3 находим относительную избыточную температуру в неограниченной пластине и х =и у = 0,85.
Определяем температуру в расчетной точке:
=1250 - (1250-t H )и x =1250 - (1250-20)*0,85=204,5° С.
Температура арматурных стержней при обогреве колонны с четырех сторон будет равна:
где t B =2203° С - изменение температуры при стандартном температурном режиме, определяется по формуле:
t B =345lg (0,133ф + 1) + t H = 345lg (0,133 * 4200 +1) + 20 = 2203° С.
По приложению 5 методом интерполяции находим значение коэффициента снижения прочности арматуры А-III г=1,0.
Для определения размеров ядра бетонного сечения необходимо найти значение
Величина и Ц - температура в средней неограниченной пластине находится из приложения 5:
При критической температуре бетона на известняковом заполнителе = 600 °С
Из приложения 1 при F ox = 0,0053 и= 0,528 находим = 0,09, тогда:
Несущая способность колонны при ф n =ф 2 =1,0 ч будет равна:
где ц tem =0,975 - коэффициент продольного изгиба, учитывающий длительность нагружения и гибкость бетона, принят методом интерполяции по таблице 3 в зависимости от отношения .
Для ф 3 =2,0 ч определяем критерий Фурье:
где К=37 с 0,5 - коэффициент, зависящий от средней плотности бетона (таблица 1.4).
где x = y = 0,5h-a l -0,5d = 0,5*0,5-0,04-0,5*0,018 = 0,201 м - расстояние от центра конструкции до расчетной точки.
Из приложения 3 находим относительную избыточную температуру в неограниченной пластине и х =и у =0,67.
Определяем температуру в расчетной точке:
= 1250 - (1250-t H )и x = 1250 - (1250-20) * 0,67 = 425,9° С.
Температура арматурных стержней при обогреве колонны с четырех сторон будет равна:
где t B =2442° С - изменение температуры при стандартном температурном режиме, определяется по формуле:
t B =345lg (0,133ф+1)+t H =345lg (0,133*8400+1)+20=2442° С.
По приложению 5 методом интерполяции находим значение коэффициента снижения прочности арматуры А - III г=0,09.
Для определения размеров ядра бетонного сечения необходимо найти значение :
Величина и Ц - температура в средней неограниченной пластине находится из приложения 2:
При критической температуре бетона на известняковом заполнителе = 600 °С
Из приложения 1 при F ox = 0,0106 и= 0,528 находим = 0,18, тогда
Несущая способность колонны при ф n =ф 3 = 2,0 ч будет равна:
где ц tem = 0,936 - коэффициент продольного изгиба, учитывающий длительность нагружения и гибкость бетона, принят методом интерполяции по таблице 3 зависимости от отношении .
По результатам строим график снижения несущей способности колонны в условиях пожара (график 2).
Определяем фактический предел огнестойкости:
5. Определение степени огнестойкости здания по рассчитанным пределам огнестойкости строительных конструкций
Предел огнестойкости строительных конструкций, не менее
Перекрытия междуэтажные (в т. ч. чердачные и над подвалами)
Согласно нормативной документации СНиП 21-01-97* огнестойкость железобетонной плиты равна I степени огнестойкости (71 мин.), предел огнестойкости железобетонной балки относится к I степени огнестойкости (более 2 ч.) и предел огнестойкости железобетонной колонны более 2 ч.
Из выше изложенного, здание построенное из настоящих элементов, относится к I степени огнестойкости.
По заключению данных работ преследуются следующие цели.
1. Пожарно-техническая классификация зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков применяется для установления требований пожарной безопасности к системам обеспечения пожарной безопасности зданий, сооружений и строений в зависимости от их функционального назначения и пожарной опасности.
2. Степень огнестойкости зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков, классы их функциональной и конструктивной пожарной опасности указываются в проектной документации на объекты капитального строительства и реконструкции.
1. Федеральный Закон №123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»
2. СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений»
3. Расчет пределов огнестойкости железобетонных конструкций: Методическое пособие / В.В. Смирнов [и др.]; под общ. ред. О.А. Мокроусовой. - Екатеринбург: УрИ ГПС МЧС России, 2011. - 58 с
4. СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения».
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
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
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
Характеристика 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 05.09.2013
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
Контролируемые параметры для железобетонных конструкций. Прочностные характеристики бетона и их задание. Количество, диаметр, прочность арматуры. Контролируемые параметры дефектов и повреждений железобетонных конструкций. Основные методы испытания бетона. презентация [1,4 M], добавлен 26.08.2013
Оценка 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 06.03.2013
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 .

© 2000 — 2021



Расчет предела огнестойкости строительных конструкций курсовая работа. Строительство и архитектура.
Сочинение 9.1 Фразеологизмы
Курсовая работа по теме Общественно-политическая лексика в современной прессе
Реферат: Понятия портфеля ценных бумаг,их виды
Курсовая работа по теме Рекомендации по совершенствованию системы тестирования качеств персонала в ООО 'Данис'
Эссе По Англ Яз Примеры
Сказка Про Морских Обитателей Сочинение
Моделирование систем управления
Курсовая работа: Расширение рынка первичных размещений акций (IPO)
Курсовая работа по теме Кругооборот оборотных средств предприятия
Темы Рефератов По Физкультуре Скачать
Обычай Как Источник Гражданского Права Реферат
Контрольная Работа No 2 Строение Вещества
Автореферат На Тему Морфологічні Особливості Медулобластом Мозочка
Реферат: Фромм Э. Искусство любить, главы 1,3
Творчество Герцена Курсовая
Курсовая работа: Правовое регулирование вещных прав
Изложение: Виндзорские насмешницы
Мини Сочинение По Сказкам Пушкина
Контрольная работа по теме Образование новгородского государства в IX веке
Психологические Состояния Человека Реферат
Тема "втраченого покоління" у творчості Ремарка - Литература дипломная работа
Оценка надёжности станков с программным управлением - Производство и технологии дипломная работа
Развитие российской государственности и политической системы: проблемы и пути решения - Государство и право курсовая работа