Материал: Определение пожарно-технических характеристик здания

Определение пожарно-технических характеристик здания

МЧС РОССИИ

ФГБОУ ВПО ВОРОНЕЖСКИЙ ИНСТИТУТ

ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ МЧС РОССИИ

КАФЕДРА ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

«Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре»

тема: «Определение пожарно-технических характеристик здания»

Вариант

Воронеж 2014

Введение

Ещё с древнейших времен человечество сталкивалось с различными природными опасностями, в том числе и с пожарами. В современном мире их появление обусловлено умыслом людей или неумелым обращением с огнем. Постепенно появилась необходимость изучения методов борьбы с огнем, предотвращения возникновения причин пожаров в зданиях, а для этого нам необходимо знать их пожарно-технические характеристики. Кроме того, согласно статье 78 федерального закона № 123 ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» характеристики должны быть указаны в проектной документации на здания, сооружения, строительные конструкции.

Цель нашего проекта заключается в изучении пожарно-технических характеристик здания и последующей классификации этих зданий по пожарной опасности, которая, согласно статье 26 ФЗ № 123, применяется для установления требований пожарной безопасности, направленных на предотвращение возникновения пожара и обеспечение противопожарной защиты людей и имущества.

Для достижения поставленной цели в работе решались задачи:

определение степени огнестойкости здания, расчет пределов огнестойкости строительных конструкций;

нахождение класса конструктивной пожарной опасности здания;

установление класса функциональной пожарной опасности здания;

определение допустимости применения покрытий полов в зальных помещениях, установление группы распространения пламени, класса пожарной опасности материала.

В современных условиях существования нам необходимо изучать показатели пожарной опасности строительных материалов, конструкций, а также их параметры огнестойкости. Благодаря их определению, в дальнейшем их могут использовать при построении новых зданий, различных сооружений, а также при реконструкции старых.

1.1 Расчет предела огнестойкости железобетонных конструкций

1.1.1 Расчет предела огнестойкости железобетонной многопустотной плиты перекрытия

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.

Рис. 1.1.1.1. а) поперечное сечение плиты; б) расчетная схема определения предела огнестойкости плиты

) Определяем максимальный изгибающий момент M в плите:

где  - постоянные нагрузки на плиту, H/м2;

 - временные нагрузки на плиту, H/м2;

 - ширина сечения и длина рабочего пролета плиты, м.

) Определяем рабочую высоту сечения плиты h0:

где - высота сечения плиты, м;

 - толщина защитного слоя бетона, м;

d - диаметр рабочей растянутой арматуры, м.

) Площадь поперечного сечения всей растянутой арматуры As определяется в зависимости от диаметра арматуры:

где - порядковый номер арматурного стержня;

 - площадь поперечного сечения j-го арматурного стержня.

) Согласно методическому указанию для курсовой работы расчетные сопротивления растяжению арматуры Rsu и сжатию бетона Rbu определяются делением 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-VI нормативное сопротивление составляет 980 МПа, для бетона, имеющего класс прочности B15, нормативное сопротивление составляет 11 МПа.

) Определяем коэффициент условий работы при пожаре  растянутой арматуры железобетонной плиты:

) По таблице 1.1.1.2 (табл. П3.3 приложение 3 МУ для КР) в зависимости от коэффициента работы при пожаре  определяем критическую температуру прогрева, при которой теряется прочность растянутой арматуры плиты.

Заданная арматура A-VI, но так как в таблице нет значений для этого класса, принимаем значения для арматуры класса Aт-VI.

Таблица 1.1.1.2

Значения коэффициента условий работы при пожаре  стержневой арматуры различных классов в зависимости от температуры арматуры

Так как , то для определения критической температуры  применяется метод линейной интерполяции:

) Определяем средний диаметр растянутой арматуры ds:

где j - порядковый номер арматурного стержня, м;

 соответственно диаметр, м и площадь поперечного сечения, м2 j-го арматурного стержня.

) Решаем теплотехническую задачу для определения предела огнестойкости сплошной железобетонной плиты:

где - приведенный коэффициент температуропроводности бетона, м2/ч, определяется по табл. П3.4 приложения 3 МУ для КР в зависимости от плотности бетона и вида заполнителя:

;

 и  - поправочные коэффициенты, определяются в зависимости от плотности бетона по справочным данным, приведенным в табл. П3.5 приложения 3 МУ для КР.

Для бетона плотностью 1600 кг/м3:

= 0,58;

 = 0,65;

-средняя толщина защитного слоя бетона:

) Определяем предел огнестойкости по признаку «R» (потеря несущей способности) многопустотных плит путем умножения предела огнестойкости сплошных плит на понижающий коэффициент 0,9:

Предел огнестойкости многопустотной железобетонной плиты по потере несущей способности составляет R 240.

) Определим предел огнестойкости по признаку «I» (потеря теплоизолирующей способности) через приведенную толщину многопустотной плиты.

Приведенная толщина плиты  определяется по формуле:

где  - площадь сечения плиты, м2;

 - площадь пустот в плите, м2, определяется по формуле:

где - диаметр пустот, м;количество пустот, шт.

По таблице 1.1.1.3 (табл. П3.6 приложения 3 МУ для КР определяется предел огнестойкости по потере теплоизолирующей способности при условии отсутствия теплоотвода с необогреваемой поверхности плиты.

Таблица 1.1.1.3

Толщины сплошного бетонного сечения, необходимые для обеспечения соответствующего предела огнестойкости по потере

теплоизолирующей способности «I»

Приведенная толщина  м, плотность бетона 1600 кг/м3, следовательно предел огнестойкости по потере теплоизолирующей способности составляет I 180.

Предел огнестойкости по потере несущей способности 240 мин, а по теплоизолирующей 180 мин. Необходимо брать наименьший предел огнестойкости.

Вывод: предел огнестойкости железобетонной плиты REI 180.

.1.2 Расчет предела огнестойкости железобетонной колонны

Исходные данные для расчета предела огнестойкости железобетонной колонны приведены в таблице 1.1.2.1

Вид бетона - тяжелый бетон плотностью ρ = 2350 кг/м3 с крупным заполнителем из карбонатных пород (известняк);

Рис. 1.1.2.1. Расчетная схема определения предела огнестойкости железобетонной колонны, подвергаемой четырехстороннему воздействию пожара:

, 2, 3, 4 - номера обогреваемых пожаром поверхностей сечения колонны

.1.2.1 Определение предела огнестойкости колонны. Первый расчетный период времени

) Определяем толщину слоя бетона, начавшего прогреваться:

где  - первый расчетный период времени, ч;

- приведенный коэффициент температуропроводности бетона, м2/ч, определяется по табл. П3.4 приложения 3 МУ для КР в зависимости от плотности бетона и вида заполнителя:

0,1444991349

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

где  - параметр, зависящий от расстояния от обогреваемой поверхности до ближайшего к ней края арматуры, а так же характеристик бетона и арматуры, м;

Для расчетов принимается r1 = r3 и r2 = r4, тогда параметры  и  определяются по формулам:

где y - толщина защитного слоя бетона, м;

 и  - поправочные коэффициенты, определяются в зависимости от плотности бетона по справочным данным, приведенным в табл. П3.5 приложения 3 МУ для КР:

= 0,62;

 = 0,5;

 так как .

) Определим температуру арматуры  при

) Рассчитаем относительное расстояние, определяемое для середины обогреваемой поверхности:

где b - расстояние между параллельными обогреваемыми поверхностями, м;

Если  то  

При расчете мы получили  следовательно

) Найдем значение параметра :

где критическая температура бетона, при превышении которой он теряет прочность.

Для тяжелого бетона с крупным заполнителем из карбонатных пород критическая температура ;

 - параметр, определяемый по формуле:

Так как , то

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

) Определяем относительное расстояние внутри угла колонны, образованного обогреваемыми поверхностями: