безопасность здания. Тема Введение

• Название: Тема Введение
• Анкор: безопасность здания
• Дата: 25.10.2020
• Размер: 482.62 Kb.
• Имя файла: Bezopasnost_zdaniy_i_sooruzheniy.docx
• Тип: Документы; #145538
• страница: 9 из 10

h=0,3

рис.1

i
Определим параметры x^* для заданного арматурного стержня, для чего

воспользуемся формулой:

x^*  Y     d

i i 1 2 s

здесь Y_i

• 
  расстояние от i-ойобогреваемой поверхности до ближайшего к ней края
  

арматуры, м;

Как видно из рис., в силу симметрии
x^*  x^* и x^*  x^* .

1 3 2 4

x^*  Y  

   d

 0,032  0,62 

 0,5  0,012  0,0605 м

1 1 1 2 s

x^*  Y

  

   d

 (h 

 d )  

   d 

2 2 1 2 s s s 1 2 s

 (0,300  0,032  0,012)  0,62 

Определим значения параметра

 0,5  0,012  0,285м


x
*

r_i ⁱ, где

l

l 

x^* 0,0605

 0,154 м

r₁  r₃ ¹ 

l

0,154

 0,393

x
*

r₂  r₄ ² 

l

0,285


0,154

 1,85

Т.к.

r₂  1 и

r₄  1, то

r₂  r₄  1 (обогрев колонны со сторон 2 и 4 не оказывает

влияния на прогрев заданного арматурного стержня)
Определяем значение температуры прогрева арматуры T_sпри τ₁=1,5 ч по формуле:

T ( 1,5ч)  1220  1200 [1  (1  r )²  (1  r )² ] [1  (1  r )²  (1  r )² ] 

s 1 2 3 4

 1220  1200  1  (1  0,393)²  (1  1)²  1  (1  0,393)²  (1  1)² 

 1220  1200  1  (1  0,393)² 2  1220  479  741⁰ C

b
Определяем площадь бетона колонны, сохраняющего свою прочность в первый расчетный момент времени воздействия пожара τ₁=1,5 ч (площадь сечения, ограниченная изотермой T ^cr


b
Для тяжелого бетона на силикатном заполнителе T ^cr =500 ^оС.

Площадь сечения F, ограниченную на момент времени  ₁ изотермой

b
T  T ^cr

при четырехстороннем тепловом воздействии на конструкции квадратного

сечения ( h₁  h₂  h ) по режиму стандартного пожара, можно определить по формуле:
F   (2  c) ² ,

c  ^h  ^cr ,

₂ c


crc
r ^'  1 

 r ^'  l   ,

1
,

w  1  2(1  r)²

r  (h 2  ₁ 

_red ) / l

( r  1),

  ^b0  0,2 , но более 1.

c

b  ^h  

0 ₂ уг
Определим значение параметра r :

r  (h

2  ₁ 

) / l (0,3 / 2  0,62 

0,00132) / 0,154  1,12

Т.к. r>1, то принимаем r=1.

Соответственно,

w  1  2  (1  r)²  1  2  (1  1)²  1

Определим значение параметра

r ^' :

r^'  1 

 1 

 1  0,627  0,373

Определяем значение толщины критически прогретого слоя бетона у середины прогреваемой поверхности:



1

c
^cr  r ^'  l  

 0,373  0,154  0,62 

 0,057  0,023  0,0345 м

Определяем значение c по формуле:

c  ^h  ^cr  ^0,3  0,0345  0,15  0,0345  0,115 м

₂ c ₂

Глубина прогрева внутри угла определяется по формуле:

^ уг

 r_уг l ₁

, где

r_уг  1 

Определим значение параметра

^rуг ^:

^rуг

 1 

 0,518

Определим _уг :

^ уг

 r_уг l ₁

 0,518  0,154  0,62 

 0,057 м

Определим параметр b₀ :

b  ^h  

0 ₂ уг

 ^0,3  0,057  0,093 м

2

Определяем значение поправки :

  ^b0

c

 0,2  ^0,093  0,2  0,8  0,2  0,6 (должно быть 

0,115

 1!)

Рабочая площадь сечения бетона на момент времени 

 ₁  1,5

ч будет равна:

F  (2  c)²  0,6  (2  0,115)²  0,0317 м²

А сторона рабочего сечения, приведенного к квадратному ( h_b ) на момент времени

  ₁  1,5

ч будет равна:

h_b (

 1,5ч)  

 0,178 м

2) Решаем прочностную задачу применительно к рассматриваемой конструкции –

определяем несущую способность колонны в момент времени  ₁  1,5 ч воздействия стандартного пожара.

Определяем значение коэффициента продольного изгиба колонны () с учетом

уменьшения рабочего сечения бетона колонны при воздействия пожара.
Согласно табл. 9.3.9 (Б), разд. 9.3 [1], имеем:

h_b (

l

 1,5ч)

_ 3,6

0,178

 20,2 , отсюда  0,81

Определяем значение коэффициента условий работы при пожаре _s,T

арматуры

колонны при

  ₁  1,5 ч.

Согласно табл. 9.3.7, разд. 9.3 [1] для стали класса A-III (A400) имеем:

При T_s (

 1,5ч)  745 ^оС, 
s,T

 0,10

Определяем несущую способность Ф() колонны в момент времени воздействия

пожара  ₁  1,5 ч:

Ф(₁ )  [R_su  _sT  A_s,tot  R_bu  F ] 

 0,81[433  0,1 4,52 10^4  34,9  0,0317)  0,911980МН

Ф(₁ )  912 кН

Проверяем условие наступления предельного состояния колонны по признаку «R»

• 
  потере несущей способности на момент воздействия пожара  ₁  1,5 ч по формуле:
  

Ф(

 ₁  1,5ч)  N_n

 1390 кН

Условие выполняется, т.к. 912 кН < 1390 кН.

Соответственно, предел огнестойкости рассматриваемой колонны по признаку «R» менее 1,5 часов.

Для определение значения предела огнестойкости необходимо принять второй расчетный интервал времени  ₂  1,0 ч и повторить расчеты.

Значение «R» определить линейной экстраполяцией.

7. 
   Расчет пределов огнестойкости деревянных конструкций
   

1. 
   В общем случае для расчета предела огнестойкости деревянных конструкций необходимо решение двух задач: теплотехнической и прочностной.
   

2. 
   Решение теплотехнической задачи огнестойкости, применительно к деревянным конструкциям, заключается:
   

а) в определении времени τ_f – от начала огневого воздействия до воспламенения древесины конструкции;

б) в определении изменения рабочего сечения деревянной конструкции после воспламенения древесины при пожаре, за счет процесса ее обугливания.

3. 
   Решение прочностной задачи огнестойкости, применительно к деревянным конструкциям заключается:
   

а) в определении изменения соответствующих напряжений в расчетных сечениях конструкций от нормативных нагрузок в зависимости от изменения размеров рабочих сечений деревянной конструкции за счет обугливания древесины после ее воспламенения при пожаре;

б) в проверке условий прочности деревянной конструкции на воздействие соответствующих нормативных нагрузок, с учетом изменения напряжений от этих нормативных нагрузок в зависимости от времени горения древесины; и определения времени τ_r – от начала воспламенения древесины до утраты конструкцией несущей способности, т.е. времени, при котором из-за выгорания сечения конструкция уже будет более не способна выдерживать приложенную к ней нагрузку.

4. 
   Предел огнестойкости несущих деревянных конструкций определяется выражением:
   

 _{f .r} (R)  _f  _r

7. 
   Методы расчета пределов огнестойкости деревянных конструкций
   

Примечание: Приведенные ниже методы расчета пределов огнестойкости несущих деревянных конструкций относятся к случаю воздействия стандартного режима пожара и не распространяются на элементы каркаса панелей ограждений, выполненных из древесины; на конструкции, несущими элементами которых являются фанера, древесно- волокнистые и древесно-стружечные плиты.

Рекомендуемый метод расчета несущих деревянных конструкций на огнестойкость основан на следующих допущениях:

• 
  обугливание древесины конструкции, после ее воспламенения при пожаре, происходит с постоянной скоростью;
  
• 
  свойства древесины необуглившейся (рабочей) части сечения конструкции одинаковы по всей площади.
  

1. 
   Решение теплотехнической задачи огнестойкости для деревянных конструкций
   

1. 
   Время от начала теплового воздействия пожара на деревянную конструкцию до начала воспламенения древесины τ_f определяется по табл. 9.3.17, раздела 3 [1], в зависимости от способа огнезащиты конструкции.
   
2. 
   Изменение рабочего сечения деревянных конструкций за счет обугливания древесины, после ее воспламенения при пожаре, определяется в зависимости от скорости обугливания древесины при воздействии стандартного пожара. Значения скорости обугливания древесины V, в зависимости от размеров сечения конструкции, клееной или цельной древесины, следует принимать по таблице
   

9.3.16 раздела 9.3 [1].

3. 
   При расчете изменения рабочего сечения деревянных конструкций при пожаре следует учитывать схему воздействия пожара на рассматриваемую конструкцию:
   

• 
  односторонне воздействие пожара (междуэтажные деревянные перекрытия);
  
• 
  трехсторонне воздействие пожара (деревянные балки, деревянные стойки, примыкающие к стенам);
  
• 
  четырехстороннее воздействие пожара (деревянные колонки, стойки и т.п.)