Введение. 
Определение фактической степени огнестойкости и класса конструктивной пожарной опасности здания

Проблема пожарной профилактики в строительстве затрагивают многие стороны жизни: деятельность организаций, производств и непосредственно жизнь и безопасность людей.

Актуальность проблемы пожарной профилактики в строительстве заключается в одновременном решении двух задач: уменьшении человеческих жертв и экономического ущерба, с помощью новых конструктивных решений, разработки методик и осуществления надзорных функций.

В наше время проводится разработка новых конструктивных решений, обеспечивающих сопротивление возгораемости и необходимую огнестойкость строительных конструкций, объёмно-планировочных решений направленных на ограничение распространения пожара внутри здания и между зданиями и т. д. Сегодня необходимо внедрять рациональные проектные решения, современные методы строительного производства, потому что они являются важнейшим средством повышения эффективности строительства безопасного с точки зрения пожарной безопасности.

Определение пределов огнестойкости конструкций

огнестойкость железобетонный ребристый плита.

Определение предела огнестойкости колонны

Определение предела огнестойкости расчетным методом. выполняется от момента времени 00 минут с интервалом в 15 минут до момента времени, когда при очередном временном шаге величина нагрузки превысит несущую способность колонны.

Исходные данные по железобетонным колоннам представлены в таблице 1.

Таблица 1 — Исходные данные железобетонным колоннам.

Примечания: Вид бетона — на гранитном заполнителе. Объемная масса (средняя плотность) бетона ?0 = 2500 кг/м3. Класс арматуры (рабочей) — А-III. Высота колонны (в пределах этажа) — 4,2 м. tн=20?С. Нормативная нагрузка принимается равной половине расчетной Решение:

Найдем средние значения коэффициентов теплопроводности? tem, m и теплоемкости Сtem, m при tm= 450oC.

Они равны.

• ?tem, m= А — Btm; Сtem, m= C — Дtm;
• ?tem, m= 1,2 — 0,35•450 = 1,0425 Вт/(м оС);

Сtem, m= 0,71 + 0,84•450 = 0,332 кДж/(кг оС).

1. Несущая способность колонны до нагревания:

.

где N — продольное сжимающее усилие, вычисленное при расчетных нагрузках;

А — площадь сечения колонны, определяется по формуле.

;

— коэффициент продольного изгиба, учитывающий длительность нагружения, гибкость и характер армирования колонны, определяемый по формуле:

но принимаемый не более .

Значения коэффициентов и принимаются по приложению А3[6] в зависимости от отношения и ;

— продольная сила от действия постоянных и длительных нагрузок;

и.

Следовательно и .

Найдем.

.

нормативное сопротивления арматурной стали Rsn=Rsc=390 МПа, приложение [6];

нормативное сопротивление бетона Rbn=Rb=18,5 МПа, таблица 6.13 [4];

площадь сечения всей рабочей арматуры As, tot=1708 мм2, приложение А2[6].

коэффициент армирования.

Таким образом.

Тогда Согласно условию нормативное сопротивление равно:

2. Приведенный коэффициент температуропроводности равен:

;

где.

.

.

3. Критерий Фурье для n= 15 мин = 900 сек определяется по формуле:

.

Определяем по приложению А4[6] методом линейной интерполяции:

4. Коэффициент :

;

где — глубина прогретого слоя, определяется по формуле :

(рисунок 1[6]).

Рассчитаем.

• 5. Из графика (рисунок 2[6]) находим? х= 0,89.
• 6. Температура арматурных стержней при прогреве с одной стороны будет равна:

так как >

.

7. Температура арматурных стержней при обогреве колонны с четырех сторон равна:

.

где ,.

?n — время, с.

;

• 7. По приложению А6[6] находим значение коэффициента снижения прочности арматуры? s, tem= 1.
• 8. Размеры ядра бетонного сечения bя, hя определяются по формуле:

.

Определим.

Величина ?ц определяется из таблицы приложения А7[6].

при ц= 1,0.

Тогда .

Значение коэффициента находим по графику (рис. 2[6]).

при Fо, х= 0,0147.

Для этого определяется значение? я, х при критической температуре Tcr=6500C — для гранитного щебня:

.

Следовательно,.

.

так как bя=hя > bк=hк берем bк=hк=0,4 м.

9. Несущая способность колонны определяется по формуле.

где ?tem = 0,975 (приложение А.5[6]);

Ая — площадь сечения ядра Ая=0,4•0,4=0,16 м².

Так как Np, tem=3535 кН > Nn= 1623 кН аналогичным образом рассчитываем для.

— Критерий Фурье для? n= 30 мин = 1800 сек :

Из графика (рисунок 2[6]) находим? х= 0,74.

Температура арматурных стержней при прогреве с одной стороны будет равна:

.

Температура арматурных стержней при обогреве колонны с четырех сторон равна:

где ;

По приложению А6[6] методом линейной интерполяции находим значение коэффициента снижения прочности арматуры:

Определим размеры ядра бетонного сечения bя, hя.

Величина ?ц определяется из таблицы приложения А7[6].

при > ?ц= 1.

Тогда .

Значение коэффициента находим по графику (рис. 2[6]) при Fо, х= 0,0293.

Для этого определяется значение? я, х при критической температуре:

Следовательно, ?я, х= 0,2 и.

.

Несущая способность колонны определяется по формуле.

где ?tem = 0,97 (приложение А.5[6]);

Ая=0,380•0,380=0,1444 м².

Так как Np, tem=3033 кН > Nn=1623 кН аналогичным образом рассчитываем для.

— Критерий Фурье для? n= 45 мин = 2700 сек :

Из графика (рисунок 2[1]) находим:

Температура арматурных стержней при прогреве с одной стороны будет равна:

.

Температура арматурных стержней при обогреве колонны с четырех сторон равна:

где ;

По приложению А6[1] находим значение коэффициента снижения прочности арматуры методом линейной интерполяции:

.

Определим размеры ядра бетонного сечения bя, hя.

Величина ?ц определяется из таблицы приложения А7[6].

при > ?ц= 0,9985.

Тогда .

Значение коэффициента находим по графику (рис. 2[6]).

при Fо, х= 0,044.

Для этого определяется значение? я, х при критической температуре:

Следовательно, методом линейной интерполяции найдем:

и.

.

Несущая способность колонны определяется по формуле.

так как, методом линейной интерполяции по приложение А.5[6]: ;

Ая=0,3622=0,131 м².

Так как Np, tem=2403 кН > Nn=1623 кН аналогичным образом рассчитываем для.

— Критерий Фурье для? n= 60 мин = 3600 сек :

Из графика (рисунок 2[6]) находим методом линейной интерполяции:

.

Температура арматурных стержней при прогреве с одной стороны будет равна:

.

Температура арматурных стержней при обогреве колонны с четырех сторон равна:

где ;

По приложению А6[6] находим значение коэффициента снижения прочности арматуры методом линейной интерполяции:

.

Определим размеры ядра бетонного сечения bя, hя.

Величина ?ц определяется из таблицы.

при > ?ц= 0,9933.

Тогда .

Значение коэффициента находим по графику (рис. 2[6]).

при Fо, х= 0,0587.

Для этого определяется значение? я, х при критической температуре:

Следовательно, методом линейной интерполяции найдем:

и.

.

Несущая способность колонны определяется по формуле.

так как, по приложение А.5[6]: ;

Ая=0,3472=0,12 м².

Так как Np, tem=2150 кН > Nn=1623 кН аналогичным образом рассчитываем для.

— Критерий Фурье для? n= 75 мин = 4500 сек :

Из графика (рисунок 2[1]) методом линейной интерполяции находим:

Температура арматурных стержней при прогреве с одной стороны будет равна: .

Температура арматурных стержней при обогреве колонны с четырех сторон равна:

где ;

По приложению А6[6] методом линейной интерполяции находим значение коэффициента снижения прочности арматуры:

.

Определим размеры ядра бетонного сечения bя, hя.

Величина ?ц определяется из таблицы приложения А7[6].

при > ?ц= 0,982.

Тогда .

Значение коэффициента находим по графику (рис. 2[6]).

при Fо, х= 0,0733.

Для этого определяется значение? я, х при критической температуре:

Следовательно, методом линейной интерполяции:

.

Несущая способность колонны определяется по формуле.

так как, по приложение А.5[6]: ;

Ая=0,3332=0,11 м².

Так как Np, tem=1939 кН > Nn=1623 кН аналогичным образом рассчитываем для.

— Критерий Фурье для? n= 90 мин = 5400 сек :

Из графика (рисунок 2[6]) методом линейной интерполяции находим:

Температура арматурных стержней при прогреве с одной стороны будет равна:

.

Температура арматурных стержней при обогреве колонны с четырех сторон равна:

где ;

По приложению А6[6] методом линейной интерполяции находим значение коэффициента снижения прочности арматуры:

Определим размеры ядра бетонного сечения bя, hя.

Величина ?ц определяется из таблицы приложения А7[6].

при > ?ц= 0,9657.

Тогда.

Значение коэффициента находим по графику (рис. 2[6]).

при Fо, х= 0,088.

Для этого определяется значение? я, х при критической температуре:

Следовательно, методом линейной интерполяции:

.

Несущая способность колонны определяется по формуле.

так как по приложение А.5[6]: ;

Ая=0,3142=0,9 859 м².

Так как Np, tem=1712 кН > Nn=1623 кН аналогичным образом рассчитываем для.

— Критерий Фурье для? n= 105 мин = 6300 сек :

Из графика (рисунок 2[6]) методом линейной интерполяции находим:

Температура арматурных стержней при прогреве с одной стороны будет равна: .

Температура арматурных стержней при обогреве колонны с четырех сторон равна:

где.

По приложению А6[6] методом линейной интерполяции находим значение коэффициента снижения прочности арматуры:

Определим размеры ядра бетонного сечения bя, hя.

Величина ?ц определяется из таблицы приложения А7[6].

при > ?ц= 0,9493.

Тогда.

Значение коэффициента находим по графику (рис. 2[6]).

при Fо, х= 0,1.

Для этого определяется значение? я, х при критической температуре:

Следовательно, методом линейной интерполяции:

.

Несущая способность колонны определяется по формуле.

так как по приложение А.5[6]: ;

Ая=0,3052=0,093 м².

По результатам расчета несущей способности колонны в условиях пожара строится график снижения несущей способности колонны и определяется ее фактический предел огнестойкости.

Рисунок 1 — Определение предела огнестойкости колонны Таким образом, по графику на рисунке 1 фактический предел огнестойкости составляет Пф = 104 мин Приведем предел огнестойкости к нормативному. Ближайшее наименьшее значение равно 90 мин. Таким образом, предел огнестойкости колонны по несущей способности равен R90.

Определение предела огнестойкости колонны по пособию [1] выполняют по таблице 2 по ширине колонны (b) и расстоянию до оси арматуры (aз), выбирая предел огнестойкости по наименьшему из значений.

По условию b=400 мм и aз=25 мм, значит предел огнестойкости определяем по aз.

Методом линейной интерполяции.

Значит предел огнестойкости — R60.

Таким образом, предел огнестойкости расчетным методом равен R90, а по пособию — R60.