Диплом. Дипломная работа 20. 05. 01 Пожарная безопасность

• Название: Дипломная работа 20. 05. 01 Пожарная безопасность
• Анкор: Диплом
• Дата: 18.06.2022
• Размер: 0.54 Mb.
• Имя файла: diplom_moy.docx
• Тип: Диплом; #602079
• страница: 14 из 21

Расчет фактического предела огнестойкости двутавровой балки

Металлическая шарнирноопертая балка, пролетом l=7 м. Сечение двутавр

№36 по ГОСТ 8239 (горячекатаный с уклоном граней полок). Двутавр изготовлен из стали С 245 (R_уп=245 МПа). Нагрузка на балку – центрально симметричная равномерно распределенная – q_н=10 кН/м.

Схема опирания балки изображена на рисунке 3.11.




Рисунок.3.11 – Схема опирания балки

Схема приложения нагрузки изображена на рисунке 3.12.

Р

t_f

^x h

t_p

y

b

Рисунок 3.12 – Схема приложенной нагрузки

В таблице 3.2 приведены геометрические характеристики сечения двутавра № 36.
Таблица 3.2 – Геометрические характеристики сечения двутавра № 36

h, мм	b, м	tp, мм	tf,мм	A, см2	Wx, cм3	ix, cм	Wy, cм3	iy, cм
360	145	7,5	12,3	61,9	743	14,7	71,1	2,89

Для того, чтобы найти предел огнестойкости заданной нагруженной

металлической балки нам необходимо найти коэффициент снижения сопротивления стали.

Для изгибаемых элементов:

^ tem

- температурный

^ tem

_ M_n

W C R_уп
, (3.15)

.

где M_n- максимальный изгибающий момент от нормативной нагрузки, Нм;

R_уп- нормативное сопротивление стали по пределу текучести, Па;

W - момент сопротивления сечения, м³;

C- коэффициент развития пластических деформаций;

M_nнаходится в зависимости от схемы от опирания конструкции и схемы

приложения нагрузки.

q l²

M ⁿ, (3.16)

n ₈

10  7²

. . 3 .

M_n ₈

 61, 25 кНм= 61,25 10 Нм

Предел текучести

^Rуп

определяется маркой стали, из которой сделана

конструкция, и по условию задачи составляет:

R_уп= 245 МПа.

Значение коэффициента Сследует принимать в зависимости от вида сечения, в данном случае для двутавра C=1,17.

Момент сопротивления сечения для несимметричного сечения (W_х

W_y) берется в зависимости от схемы приложения нагрузки.

В нашем случае W_y (3.15):

или

^ tem^ _W

M_n

 C R

_ 61, 2510³

71,110^6 1,17  24510⁶
 2,98⁰ С

у уп
После определения  _tem
определяем критическую температуру t_кр.

Для растянутых и изгибаемых элементов критическая температура

определяется в зависимости от найденного значения формуле:

^ tem

по следующей

При  _tem 0,6 t_кр 750  440   _{tem, (3.17)}

t_кр 750  440 2,98  561^оС

По определению:

^tred

_ A

^U, (3.18)

U b 2t_f

 2(^b ^tp)  2 ^tp 2b 2t2 2 2

_f 2t_p

U 290  24, 6 15  329, 6 мм

^tred

 ^A

U

6100

329, 6

 18, 5 мм

Зная

^tred

^{и t}кр

можно определить предел огнестойкости металлической

конструкции _фпо таблице 3.3.

t red, мм	Температура (оС) прогрева незащищенных стальных пластин (мин.)
	5	10	15	20	25	30	35	40	45
0	569	675	736	780	813	841	864	884	902
1	488	653	721	769	803	837	861	882	900
2	415	621	706	759	795	833	857	880	897
3	351	592	689	748	786	828	853	878	894
4	296	561	670	736	777	823	849	875	891
6	212	495	626	709	758	810	839	868	884
8	163	421	576	680	738	795	827	860	876
10	150	342	519	647	718	778	814	850	868
15	116	276	431	552	656	722	773	817	843
20	98	217	352	473	571	660	724	774	813

Таблица 3.3 – Критичекие температуры и пределы огнестойкости стальных балок

Порядок интерполяции:

1. 
   Выбирается в таблице значение значении:
   

^t_red1 ^{ t}_redи определяется время при этом

  

_ ^12 ^11 _t

 t

(3.19)

12
1 12

^t12

 t₁₁

кр
где t₁₂ и t₁₁ - ближайшие к t_кр

табличные значения температуры.

2. 
   
   22
   
   кр
   Выбирается в таблице значение значении:
   

t_red2  t_redи определяется время при этом

  

_ ^ 22 ^ 21 _t

 t

(3.20)

2 22

^t22

 t₂₁

3. 
   Определяется предел огнестойкости
   

_ф  ₂  _t

 ₂ ₁

• 
  
  t
  t
  

red₂

• 
  ^tred^
  

(3.21)

^red2 <sup>red1


red</sup> кр
^t =18,5 мм, а t =561 ^оС и хотим найти предел огнестойкости  :

ф

1. 
   t_red=18,5 мм лежит между значениями таблицы
   

t_red= 15 мм и

t_red= 20 мм,

1
поэтому t_red=15 мм (т.к. ^t_red1 ^{ t}_red), а ^t_red2 =20 мм (т.к. ^t_red2 ^{ t}_red).

2. 
   Ближайшие к
   

t =561 ^оС температуры, соответствующие

t_red1 =15 мм

кр
лежат в диапазоне температур 552 и 656 ^оС,

t=552 ^оС, а

t=656 ^оС, а

11

12
соответствующие им значения времени равны 20 и 25 мин., т.е.

₁₂ =25 мин.

Подставляем значения в формулу (3.19):

₁₁ =20 мин., а

₁  25 

25  20


656  552
(656  561)  20, 43 мин.

3. 
   Ближайшие к
   

t =561 ^оС температуры, соответствующие

^t_red2 =20 мм

кр
лежат в диапазоне температур 473 и 571 ^оС,

t =473 ^оС, а

t =571 ^оС, а

21

22
соответствующие им значения времени также 20 и 25 мин., т.е.

 ₂₂ =25 мин.

 ₂₁ =20 мин., а

Подставляем значения в формулу (3.20):

 ₂  25 

25  20


571 473
 (571 561)  24, 47 мин.

4. 
   Подставляем значения в формулу (3.21) и определяем предел
   

огнестойкости _ф

  24, 47  ^{24, 47  20, 43}  (20 18,5)  23, 26 мин.

^ф 20 15

Предел огнестойкости балки составляет 23,26 мин что значительно превышает время работы системы порошкового пожаротушения (30с).