Определение пожарно-технических характеристик здания

Температура арматуры, ,	Коэффициент условий работы стержневой арматуры,
700	0,1
724,438	х
750	0,05

 

10) Определяем площадь F, м2, поперечного сечения колонны, сохраняющего свою прочность в первый расчетный момент времени воздействия пожара по формуле:

 

где - поправка на дополнительное увеличение толщины прогретого слоя бетона в углах сечения, которая вычисляется по формуле:

 

 

11) Определяем сторону hb эквивалентного по площади квадратного рабочего сечения:

 

12) Определяем коэффициент  продольного изгиба колонны по табл., П3.7 приложения 3МУ для КР, в зависимости от соотношения расчетной длины колонны к размеру стороны квадратного рабочего сечения по формуле:

 

По табл. П3.7 приложения 3 МУ для КР определяем коэффициент продольного изгиба . Для промежуточных значений применяется метод линейной интерполяции. Данные приведены в таблице 1.1.2.1.2

Таблица 1.1.2.1.2

	Коэффициент продольного изгиба,
10	0,98
10,8477051	х
12	0,96

 

13) Согласно методическому  указанию для курсовой работы  определим Rsu и Rbu путем деления соответствующих нормативных сопротивлений Rsn (П3.9 приложение 3) и Rbn (П3.8 приложение 3) на коэффициенты надежности (для арматуры) и (для бетона). Для арматуры класса A-IV нормативное сопротивление составляет 590 МПа, для бетона, имеющего класс прочности B30, нормативное сопротивление составляет 22 МПа.

 

 

14) Определим  площадь поперечного сечения  арматуры AS, м2:

 

15) Проведем  расчет несущей способности  колонны в момент времени τ1 = 1,5 ч воздействия пожара:

 

 

 

Проверяем условие наступления предельного состояния колонны по

 потере несущей способности  на момент времени воздействия  пожара =1,5 ч:

 

 

2201 кН ˃ 1595 кН

Так как , условие не выполняется, и принимается второй расчетный период времени воздействия пожара. По пункту 3.1.2 ч. 4 МУ для КР если условие не выполняется, то  = 2 ч. Проводим расчет в момент времени .

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1.2.2. Определение предела огнестойкости колонны. Второй     расчетный период времени

1) Определяем толщину слоя бетона, начавшего прогреваться:

0,16685322

2) Определяем относительные расстояния  r1, r2, r3, r4:

 

 

 

 так как .

3) Определим температуру арматуры  при

 

4) Рассчитаем относительное расстояние, определяемое для середины обогреваемой  поверхности:

 

Если то

При расчете мы получили следовательно

5) Значение параметра :

 

6) Определяем толщину слоя бетона прогретого до критической температуры у середины боковой поверхности колонны по формуле:

 

 

7) Относительное расстояние внутри  угла колонны, образованного обогреваемыми  поверхностями:

 

8) Определяем толщину слоя  прогретого до критической температуры в углу сечения колонны

 

 

9) Так как температура арматуры выше 800 то, согласно табл. П3.3 приложения 3 МУ для КЗ, коэффициент работы арматуры

10) Определяем площадь F, м2, поперечного сечения колонны, сохраняющего свою прочность во второй расчетный момент времени воздействия пожара:

 

 

 

11) Определяем сторону hb эквивалентного по площади квадратного рабочего сечение:

 

12) Определяем коэффициент  продольного изгиба колонны по табл., П3.7 приложения 3 МУ для КР, в зависимости от соотношения расчетной длины колонны к размеру стороны квадратного рабочего сечения:

 

По табл. П3.7 приложения 3 МУ для КР определяем коэффициент продольного изгиба . Для промежуточных значений применяется метод линейной интерполяции. Данные приведены в таблице 1.1.2.2.1

Таблица 1.1.2.2.1

	Коэффициент продольного изгиба,
10	0,98
11,505	х
12	0,96

 

13) Проведем  расчет несущей способности  колонны в момент времени τ2 = 2 ч воздействия пожара:

 

 

 

Проверяем условие наступления предельного состояния колонны по потере несущей способности «R» на момент времени воздействия пожара = 2 ч:

 

 

1917 кН ˃ 1595 кН

Так как , условие не выполняется, и принимается третий расчетный период времени воздействия пожара. По пункту 3.1.2 ч. 4 МУ для КР если условие не выполняется, то  = 2,5 ч. Проводим расчет в момент времени .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1.2.3. Определение предела огнестойкости колонны. Третий расчетный период времени

1) Определяем толщину слоя бетона, начавшего прогреваться:

 

2) Определяем относительные расстояния  r1, r2, r3, r4:

 

 

 

 так как .

3) В предыдущем пункте 1.1.2.2 ч. 3 мы  выяснили, что температура арматуры превысила 800, поэтому в последующих расчетах ее можно не определять, так как температура будет продолжать расти.

4) Рассчитаем относительное расстояние, определяемое для середины обогреваемой  поверхности:

 

Если то

При расчете мы получили следовательно

5) Значение параметра :

 

6) Определяем толщину слоя бетона прогретого до критической температуры у середины боковой поверхности колонны по формуле:

 

7) Относительное расстояние внутри  угла колонны, образованного обогреваемыми  поверхностями:

 

8) Определяем толщину слоя  прогретого до критической температуры в углу сечения колонны

 

 

9) Так как температура арматуры выше 800 то, согласно табл. П3.3 приложения 3 МУ для КЗ, коэффициент работы арматуры

10) Определяем площадь F, м2, поперечного сечения колонны, сохраняющего свою прочность во второй расчетный момент времени воздействия пожара:

 

 

 

11) Определяем сторону hb эквивалентного по площади квадратного рабочего сечения:

 

12) Определяем коэффициент  продольного изгиба колонны по табл., П3.7 приложения 3 МУ для КР, в зависимости от соотношения расчетной длины колонны к размеру стороны квадратного рабочего:

 

По табл. П3.7 приложения 3 МУ для КР определяем коэффициент продольного изгиба . Для промежуточных значений применяется метод линейной интерполяции. Данные приведены в таблице 1.1.2.3.1

Таблица 1.1.2.3.1

	Коэффициент продольного изгиба,
12	0,96
12,159	х
14	0,93

 

13) Проведем  расчет несущей способности  колонны в момент времени τ2 = 2,5 ч воздействия пожара:

 

 

 

Проверяем условие наступления предельного состояния колонны по потере несущей способности «R» на момент времени воздействия пожара = 2,5 ч:

 

 

1703 кН ˃ 1595 кН

Так как , условие не выполняется, следовательно, принимается четвертый расчетный период времени воздействия пожара. По пункту 3.1.2 ч. 4 МУ для КР если условие не выполняется, то  = 3 ч. Проводим расчет в момент времени .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1.2.4. Определение предела огнестойкости колонны. Четвертый расчетный период времени

1) Определяем толщину слоя бетона, начавшего прогреваться:

 

2) Определяем относительные расстояния  r1, r2, r3, r4:

 

 

 

 так как .

3) Рассчитаем относительное расстояние, определяемое для середины обогреваемой  поверхности:

 

4) Определяем значение  параметра :

 

5) Определяем толщину слоя бетона прогретого до критической температуры у середины боковой поверхности колонны по формуле:

 

6) Относительное расстояние внутри  угла колонны, образованного обогреваемыми  поверхностями:

 

7) Определяем толщину слоя  прогретого до критической температуры в углу сечения колонны

 

 

8) Так как температура арматуры выше 800 то, согласно табл. П3.3 приложения 3 МУ для КЗ, коэффициент работы арматуры.

9) Определяем площадь F, м2, поперечного сечения колонны, сохраняющего свою прочность во второй расчетный момент времени воздействия пожара:

 

 

 

10) Определяем сторону hb эквивалентного по площади квадратного рабочего сечение:

 

11) Определяем коэффициент  продольного изгиба колонны по табл., П3.7 приложения 3 МУ для КР, в зависимости от соотношения расчетной длины колонны к размеру стороны квадратного рабочего сечения:

 

По табл. П3.7 приложения 3 МУ для КР определяем коэффициент продольного изгиба . Для промежуточных значений применяется метод линейной интерполяции. Данные приведены в таблице 1.1.2.4.1

Таблица 1.1.2.4.1

	Коэффициент продольного изгиба,
12	0,96
12,81	х
14	0,93

 

12) Проведем  расчет несущей способности  колонны в момент времени τ4 = 3 ч воздействия пожара:

 

 

 

Проверяем условие наступления предельного состояния колонны по потере несущей способности на момент времени воздействия пожара = 3 ч:

 

 

1519 кН ˂ 1595 кН

Условие выполняется. Так как , то согласно пункту 3.1.2 ч. 4 МУ для КР, предел огнестойкости железобетонной колонны находится между моментами времени = 2,5 ч и = 3 ч. Для промежуточных значений применяем метод линейной интерполяции.

 

Кроме того, предел огнестойкости можно определить графически (рис. 1.1.2.4.1):

Рис. 1.1.2.4.1. График снижения несущей способности колонны

в период воздействия пожара τ от 2,5 ч до 3 ч

Вывод: предел огнестойкости железобетонной колонны R 167.

 

1.2. Определение пределов огнестойкости строительных конструкций

1.2.1 Определение предела огнестойкости  железобетонных конструкций

Исходные данные для железобетонной плиты перекрытия приведены в таблице 1.2.1.1

Таблица 1.2.1.1

Исходные данные для железобетонной плиты перекрытия

№ вари- анта	Геометрические характеристики				Характеристики бетона		Характеристики рабочей арматуры		Нормативные нагрузки на плиту
	ширина b, м	толщина h,м	длина рабочего пролета l, м	диаметр пустот dп, м	класс по прочности	толщина защитного слоя бетонаδ, мм	класс арматуры	количество стержней, шт., диаметр, мм	постоянные q, кН/м2	временные p, кН/м2
21	1,49	0,22	5,38	0,159	В15	30	A-VI	2 Æ18; 4 Æ20	6,9	3.0

Вид бетона - легкий  бетон плотностью ρ = 1600 кг/м3 с крупным заполнителем из керамзита; плиты многопустотные, с круглыми пустотами, количество пустот – 6 шт, опирание плит – по двум сторонам.

1) Эффективная толщина многопустотной плиты tэф для оценки предела огнестойкости по теплоизолирующей способности согласно п. 2.27 Пособия к СНиП II-2-80 (Огнестойкость):

 

• где – толщина плиты, мм;
• – ширина плиты, мм;
• – количество пустот, шт.;
• – диаметр пустот, мм.

           2) Определяем по табл. 8 Пособия предел огнестойкости плиты по потере теплоизолирующей способности для плиты из легкого бетона с эффективной толщиной 140 мм:

 

Предел огнестойкости плиты 180 мин.

3) Определим расстояние от обогреваемой поверхности плиты до оси стержневой арматуры:

 

• где – толщина защитного слоя бетона, мм;
• – диаметр рабочей арматуры, мм.

4) По таблице 1.2.1.2 (табл. 8 Пособия) определяем предел огнестойкости плиты по потере несущей способности при а = 40 мм, для легкого бетона при опирании по двум сторонам.