Расчет предела огнестойкости строительных конструкций. 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 - Расчет предела огнестойкости строительных конструкций
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!
Расчет предела огнестойкости 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:
(1)
где t в - температура среды, °С; τ -
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:
, (2)
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); τ
- время, с.
Таблица 1.4. Значение
коэффициента К в зависимости от средней плотности бетона
Приведенный коэффициент
температуропроводности определяется по формуле:
, (3)
где -
средний коэффициент теплопроводности при t
= 450° С, Вт/(м° С); С tem , m - средний коэффициент теплоемкости при t
= 450 °С, Дж/(кг ° С); ω 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 ρ ос
Для определения температур в плоских
конструкциях при двустороннем обогреве решают задачу о прогреве неограниченной
пластины при симметричных граничных условиях.
- критерий Фурье; τ
- время, с. (5)
.
(6)
При расчетах
огнестойкости (колонны, балки, ригели) необходимо найти температуру в середине
толщины пластины, т.е. при х = 0.
, (7)
где θ
- 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:
, (8)
где t e -температура по стандартной кривой,
°С; t -
температура двухмерного поля, °С; t t
- температура одномерных полей, °С. Из соотношения выходит
. (9)
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 γ =0,83;
по арматуре γ =0,9.
Таблица 1.6. Коэффициент
продольного изгиба φ t ет
для нагретых колонн
2. Расчет предела
огнестойкости железобетонных плит
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 γ в
- коэффициент надежности по бетону.
По приложению 10 для
арматуры класса A-VI определяем нормативное сопротивление растяжению R sn = 295 МПа.
где γs
- 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 γ S , tem
= 0,55 для арматуры класс A-II определяем t s , cr =623,5 °С.
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; ω 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 τ 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):
Примечание: для балок с
арматурой в один ряд
26,51•10 6 •504•10 -3 ∙40•10 -3 •(410•10 -3 -
Для времени τ 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*
26,51•10 6 •488•10 -3 ∙17,9*10 -3 •(370•10 -3 -
,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 - ω=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.
где γ 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 γ в
- коэффициент надежности по бетону.
Определяем
теплофизические характеристики бетона (приложение 11):
Определяем приведенный
коэффициент температуропроводности бетона:
Для дальнейших расчётов
задаёмся интервалами времени τ п ,
равными = 0;
τ 2 = 1 ч; τ 3
= 2 ч.
Для =0;
несущая способность колонны будет равна:
где φ tem = 0,83 - коэффициент продольного изгиба, учитывающий длительность
нагружения и гибкость бетона, принят методом интерполяции по таблице 3 в
зависимости от отношения .
Для τ 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 θ х =θ у =
0,85.
Определяем температуру в
расчетной точке:
=1250 - (1250-t H )θ 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 (0,133τ + 1) + t H = 345lg (0,133
• 4200 +1) + 20 = 2203° С.
По приложению 5 методом
интерполяции находим значение коэффициента снижения прочности арматуры А-III γ =1,0.
Для определения размеров
ядра бетонного сечения необходимо найти значение
Величина θ 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 τ n =τ 2 =1,0
ч будет равна:
где φ tem =0,975 - коэффициент продольного изгиба, учитывающий длительность
нагружения и гибкость бетона, принят методом интерполяции по таблице 3 в
зависимости от отношения .
Для τ 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 θ х =θ у =0,67.
Определяем температуру в
расчетной точке:
= 1250 - (1250-t H )θ 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 (0,133τ+1)+t H =345lg
(0,133•8400+1)+20=2442° С.
По приложению 5 методом
интерполяции находим значение коэффициента снижения прочности арматуры А - III γ =0,09.
Для определения размеров
ядра бетонного сечения необходимо найти значение :
Величина θ 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 τ n =τ 3
= 2,0 ч будет равна:
где φ 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.
. 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.
. 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»
. СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений»
. 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
. СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции. Основные
положения».
Похожие работы на - Расчет предела огнестойкости строительных конструкций Курсовая работа (т). Строительство.
Реферат: Нефертити, странствие через пески вечности
Реферат: Snow Falling On Cedars Hatsue And Ishmael
Реферат по теме О социальных функциях церкви (на материалах русской православной церкви)
Электронная Библиотека Диссертаций И Авторефератов
Отчет по практике: Характеристика діяльності підприємства "Союзтехнопром продакшн Ко"
Учебное пособие: Планирование численности персонала
Контрольная Работа По Алгебре Тема
Теория: Экономика и экономическая теория
Инженерная Геология
Иммунитет и воспаление.
Принятие Решений Контрольная Работа
Реферат: Биржа и биржевая деятельность в рыночной экономике
Дипломная работа по теме Проблемы перевода музыкально-поэтических текстов с английского языка на русский
История Развития Науки Генетика Реферат
Глобальные Проблемы Современности Реферат 8 Класс
Реферат На Тему Деятельность Пресс-Служб Политический Партий
Как Писать Эссе По Обществознанию 6 Класс
Контрольная работа по теме Государственная политика в области развития местного самоуправления
Сочинение По Картине Заросший Пруд
Сочинения Куприна В 6 Томах
Похожие работы на - Язык как продукт культуры
Реферат: Профессиографические методы изучения профессий. Личностные методы изучения профессий
Реферат: Чинники, що впливають на дальність і якість радіохвиль