Расчет огнестойкости строительных и железобетонных конструкций

К0 (15) – конструкция класса К0 при времени теплового воздействия 15 мин;

К1 (30) – конструкция класса К1 при времени теплового воздействия 30 мин;

К2 (45) – конструкция класса К2 при времени теплового воздействия 45 мин;

К1 (30) /К3 (45) – конструкция класса К1 при времени теплового воздействия 30 мин и класса К3 при времени теплового воздействия 45 мин.

Без испытаний конструкц

ий допускается устанавливать классы их пожарной опасности: К0 – для конструкций, выполненных только из материалов группы горючести НГ; К3 – для конструкций, выполненных только из материалов группы горючести Г4.

1.2 Вентиляция. Системы вентиляции. Классификация систем вентиляции. Устройство систем вентиляции с естественным и искусственным побуждением. Пожарная опасность систем вентиляции

Вентиляция – обмен воздуха в помещении с целью удаления избытков теплоты, влаги, вредных и других веществ для обеспечения необходимых метеорологических условий и чистоты воздуха.

Системы вентиляции – совокупность конструктивных, объёмно-планировочных и инженерно-технических решений, направленных на обеспечение вентиляции.

Рис. 1.2.1. Классификация систем вентиляции

Гравитационная вентиляция применяется, как правило, в жилых многоэтажных зданиях. Принцип работы гравитационной вентиляции основан на использовании разности плотностей теплого и холодного воздуха:

Р= (r1 – r2)·g·Н,

где Р – напор гравитационной вентиляции;

r1– плотность холодного воздуха;

r2 – плотность теплого воздуха;

Н – разность высотных отметок;

g – ускорение свободного падения.

В производственных зданиях, как правило, используется аэрационная вентиляция, сочетающая в себе принцип работы гравитационной вентиляции и использование полезной ветровой нагрузки:

РАВ = Р + Рu,

где Рu – полезная ветровая нагрузка:

Рu = к·ru2/2,

где к – аэродинамический коэффициент;

r – плотность воздуха;

u – скорость ветра.

Системы вентиляции, воздушного отопления и кондиционирования воздуха (вентиляционные системы) играют важную роль в обеспечении взрывопожарной безопасности в зданиях различного назначения. В помещениях с технологическими процессами, связанными с выделением горючих паров, газов или пыли, системы вентиляции являются необходимым условием обеспечения взрывобезопасности процесса. Они обеспечивают улавливание и удаление аэрозолей, пыли, волокон и других горючих материалов за пределы здания и, как следствие, исключают возможность образования горючей среды в производственных помещениях. Если при проектировании и монтаже не предусматриваются технические решения по обеспечению взрывопожарной безопасности систем, то они могут стать причиной возникновения пожара и его быстрого распространения по зданию.

2. Расчетная часть

2.1 Огнестойкость зданий и сооружений

Определить расчетным путем предел огнестойкости железобетонной плиты перекрытия по потере целостности и потере теплоизолирующей способности, а также предел огнестойкости железобетонной колонны по потере несущей способности, результат расчета подтвердить данными из «Пособия по определению пределов огнестойкости…». Для обеих конструкций необходимо оценить возможность хрупкого (взрывообразного разрушения). Параметры бетонной смеси обеих конструкций заданы. Плита перекрытия опирается по двум наименьшим сторонам и работает на изгиб, колонна – на осевое сжатие (эксцентриситет равен нулю).

Исходные данные

Параметры бетонной смеси: плотность бетона – 2250 кг/м3; расход: цемента – 550 кг/м3, песка – 1050 кг/м3, щебня – 600 кг/м3, воды – 250 кг/м3; вид щебня – И (известняк); влажность воздуха в помещении – 65%.

Параметры железобетонной плиты перекрытия: прочность бетона – 40 МПа; модуль упругости бетона – 24 ГПа = 24000 МПа; класс арматуры – АIIIв; диаметр арматуры – 24 мм; толщина защитного слоя – 30 мм; толщина плиты – 45 мм; ширина ребра – 80 мм; количество арматурных стержней в ребрах – 2; расстояние между ребрами – 60 мм; высота ребра – 450 мм; наличие пустот – нет; уровень нагрузки – 65%. Параметры железобетонной колонны: размеры поперечного сечения – 450×450 мм; класс арматуры – АI; диаметр арматуры – 30 мм; толщина защитного слоя – 28 мм; количество обогреваемых сторон – 3; уровень нагрузки – 95%.

Анализ огнестойкости плит перекрытия серии 1.442.1–1 (2)

Величина предела огнестойкости железобетонной конструкции определена путем расчета пределов огнестойкости по потере несущей и теплоизолирующей способности, а также оценки.

Общая оценка возможности хрупкого разрушения бетона при пожаре произведена по «Рекомендациям по защите бетонных и железобетонных конструкций от хрупкого разрушения» с учетом положений МДС 21–2.2000 «Методические рекомендации по расчету огнестойкости и огнесохранности железобетонных конструкций». Оценка проведена по критерию хрупкого разрушения (F):

где а=1.16∙10-2 Вт∙м3/2∙кг -1 – коэффициент пропорциональности;

αbt=9.25 10-6 1/град – коэффициент линейной температурной деформации бетона на гранитном заполнителе;

βt=0.6 – температурный коэффициент снижения модуля упругости при пожаре;

Еbt= Еbβt =24000∙0.6=14400 МПа – модуль упругости нагретого бетона;

ρ=2250 кг/м3 – плотность бетона в сухом состоянии (без влаги);

λ =1.11 Вт/м град. – коэффициент теплопроводности;

К1/=0.53 МПа-3/2 – коэффициент псевдоинтенсивности напряжений неоднородного материала.

Значения коэффициентов αbt, βt, ρ, λ определены для температуры бетона при пожаре 200°С.

Общая пористость бетона (П) с плотным заполнителем при В/Ц=0.4:

П= Ц (В/Ц – 0.2) 10-3 = 550 (0.4–0.2) 0.001=0.11 м3/м3,

где Ц = 550 кг/м3 – расход цемента;

В/Ц==0.4 – водоцементное отношение.

Влажность бетона по массе (Wв) принята в зависимости от относительной расчетной влажности воздуха в помещении (φ=65%), при которой будет эксплуатироваться конструкция, и расхода цемента (550 кг):

Wв=0.03 кг/кг.

Эксплуатационная объемная влажность бетона W0э с плотными заполнителями определена как его средняя равновесная влажность:

W0э=Wв ρ 10-3=0.03∙2250∙0.001=0.0675 м3/м3.

Критерий хрупкого разрушения (F) находится в интервале от 4 до 6 следовательно, при пожаре бетон хрупко разрушается. Вероятность хрупкого разрушения бетона может быть снижена при увеличении толщины полки плиты, с таким расчетом, чтобы ее значение находилось в безопасной зоне. При толщине полки 100 мм происходит снижение вероятности хрупкого разрушения бетона. Для полного предотвращения хрупкого разрушения бетона при пожаре необходимо снизить его объемную влажность ниже критического значения (W0кр).

 Скачать реферат