Практические задания (10). Проверяемое задание Определение противопожарных разрывов между объектами различного назначения

• Название: Проверяемое задание Определение противопожарных разрывов между объектами различного назначения
• Дата: 01.02.2023
• Размер: 1.01 Mb.
• Имя файла: Практические задания (10).docx
• Тип: Документы; #916278
• страница: 5 из 18

Образец выполнения задания 5

Пример и методика расчета
Дано¹. Тип колонны – двутаврового сечения 33 (h = 33 см), I_min = 419 см⁴, А = 53,8 см², W_х = 597 см³, t_f = 1,12 см, t_w = 0,7 см, b = 14 см. Материал колонны – сталь марки 18Гсп, расчетное сопротивление R_н = 2350 кг/см², коэффициент теплоемкости стали С_CT = 0,105 ккал/кг·град при ρ_CT = 7800 кг/м³, модуль упругости E_H = 2,1∙10⁶ кг/см². Нагрузка на колонну – внецентренное сжатие, N = 30 т, М = 7 т∙м. Расчетная длина – l_ef = 4 м.
Порядок расчета

Определяем значение коэффициента потери прочности нагретой колонны:

,

где N – продольная сила, кг; W – момент сопротивления, см³; R_у – расчетное сопротивление, кг/см²; е – эксцентриситет, см; А – площадь сечения, см²;



Определяем коэффициент потери устойчивости нагретой колонны:



где l_lf– расчетная длина, см; Е – модуль упругости материала, кг/см²; I_min – минимальный момент инерции, см⁴.

Находим значение критической температуры данной колонны по рис. 5.1:

• 
  при γ_Т = 0,74 получаем Т_кр = 350 ⁰С;
  
• 
  при γ_Е = 0,55 получаем Т_кр = 730 ⁰С.
  

За критическую температуру принимаем меньшее из выявленных значений критических температур, т. е. Т_кр = 350 ⁰С.


Рис. 5.1. Изменение значений критической температуры стальных конструкций в зависимости от величины коэффициентов γ_Т и γ_Е
Определяем приведенную толщину сечения колонны согласно рис. 5.2:



где А – площадь поперечного сечения стержня, см²; П – обогреваемая часть периметра сечения, см.


Рис. 5.2. Схема к определению приведенной толщины сечения колонны
По рис. 5.3 определяем предел огнестойкости колонны. При Т_кр = 350 °С и Е_пр = 0,45 см = 0,045 м имеем П_ф = 25 мин.


Рис. 5.3. Пределы огнестойкости незащищенных стальных конструкций в зависимости от значений критической температуры и приведенной толщины стенки конструкции
Таблица 5.2.

Степень огнестойкости здания	Предел огнестойкости строительных конструкций, не менее
	Несущие элементы здания	Наружные не несущие стены	Перекрытия междуэтажные (в т. ч. чердачные и над подвалами)	Элементы бесчердачных покрытий		Лестничные клетки
				Настилы (в т. ч. с утеплителем	Фермы, балки, прогоны	Внутренние стены	Марши и площадки лестниц
I	R 120	Е 30	REI 60	RЕ 30	R 30	RЕI 120	R 60
II	R 90	Е 15	RЕI 45	RЕ 15	R 15	RЕI 90	R 60
III	R 45	Е 15	RЕI 45	RЕ 15	R15	RЕI 60	R 45
IV	R 15	Е 15	REI 15	RE 15	R15	REI 45	R 15
V	не нормируется

В соответствии с табл. 5.2 нормируемый предел огнестойкости колонны для зданий I степени огнестойкости составляет П_н = 120 мин, поэтому данная колонна не удовлетворяет требованиям огнестойкости. В связи с этим необходимо произвести защиту колонны от воздействия огня.

Для защиты колонны используем цементно-песчаную штукатурку (рис. 5.4) толщиной δ_о = 40 мм (коэффициент теплоемкости 0,184 ккал/кг·град при I_p = 1930 кг/м³).



Рис. 5.4. Расчетная схема сечения защищенной колонны
Определяем приведенную толщину пластин для двутаврового сечения по осям х и y:

• 
  приведенная толщина полки двутавра:
  

• 
  приведенная толщина стенки двутавра:
  

где С_СТ – коэффициент теплоемкости стали, ккал/(кг град); t_f – толщина полки двутавра, см; t_w – толщина стенки двутавра, см; h – высота двутавра, см.

Определяем предел огнестойкости сечения по рис. 5.5, а (кривая 2), если бы приведенная толщина была δ_x(y) = 10 мм, то тогда при δ_o=40 мм имеем П_ф^{δ = 10 мм} = 97 мин.



Рис. 5.5. Графики для определения пределов огнестойкости облицованных стальных конструкций в зависимости от материала облицовки и ее толщины (в учебных целях без уточнения Tкр): а – при значениях приведенной таблицы стальной пластины δ_х(у)= 10 мм; б – поправка к значению предела огнестойкости при δ_х(у) = 5; 10; 15; 20 мм; 1 – облицовка из бетона на известняковом цементе; 2 – облицовка из цементно-песчаной штукатурки; 3 – облицовка из силикатного кирпича; 4 – облицовка из минераловатных плит; 5 – облицовка из асбестового картона; 6 – облицовка из красного кирпича
По графику рис. 5.5, б (кривая 2) определяем поправку к полученному значению, так как у заданной конструкции δ_x(y) равна не 10 мм, а 5,6 мм для полки и 3,3 мм для стенки. Из двух полученных значений для полки и стенки следует принимать приведенную величину того элемента сечения, который обеспечивает огнестойкость в первую очередь.

Поправка определяется в два этапа:

а) при δ₀ = 40 мм имеем ∆τ = 19 мин;

б) путем интерполяции определяем:

• 
  для полки (интервал делим на участки по δ_x(y) = 5 мм) для δ_x(y) = 5,6 мм:
  

• 
  для стенки (интервал делим на участки по δ_х(у) = 10 мм) для δ_x(y) = 3,3 мм:
  

Значения предела огнестойкости облицованной колонны равны:

• 
  по полке: П_ф = П_ф^δх=10 – ∆τ = 97 – 17 = 80 мин;
  
• 
  по стенке: П_ф = П_ф^{δх = 10} – ∆τ = 97 – 13 = 84 мин.
  

За искомый предел огнестойкости принимаем меньшее значение П_ф = 80 мин.

Нормируемый предел огнестойкости составляет П_Н = 120 мин, что превышает фактическое значение П_ф = 80 мин, поэтому необходимо увеличить толщину цементно-песчаной штукатурки до δ₀ = 60 мм.

Определяем приведенную толщину пластины двутаврового сечения:

• 
  полка:
  

• 
  стенка:
  

Определяем предел огнестойкости колонны по рис. 5.5, а (кривая 2), если бы приведенная толщина была δ_x(y) = 10 мм. При δ₀ = 60 мм имеем П_ф^{δ = 10} = 160 мин.

По рис. 5.5, б (кривая 2) определяем поправку:

а) при δ_x(y) = 60 мм имеем ∆τ = 27 мин;

б) интерполяцией определяем:

• 
  для полки при δ_x(y) =5,6 мм:
  

• 
  для стенки при δ_x(y) = 2,7 мм:
  

Значение пределов огнестойкости облицованной колонны составит:

• 
  по полке: П_ф = П_ф^{δх = 10} – ∆τ = 160 – 24 = 136 мин;
  
• 
  по стенке: П_ф = П_ф^{δх = 10} – ∆τ = 160 – 20 = 140 мин.
  

За искомый предел огнестойкости принимаем П_ф = 136 мин, что удовлетворяет нормируемому значению предела огнестойкости колонны П_Н = 120 мин.