Файл: Курсовой проект по дисциплине здания, сооружения и их устойчивость при пожаре.docx

1. В пределах граничных значений (Z₁ = 6 мм. и Z_i = 0,25*В_б = 35мм.) произвольно выбрать не менее трех значений глубины обугливания:

Z₂ = 10 мм; Z₃ = 20 мм; Z₄ = 30 мм.

2. Определить параметры (h/В_б = 6,79) и (Z_cri/h):

Z_cr1 /h = 6/950 = 0,0063;

Z_cr2 /h = 10/950 = 0,0105;

Z_cr3 /h = 20/950 = 0,0211;

Z_cr4 /h = 30/950 = 0,0316;

Z_cr5 /h = 35/950 = 0,0368.

3. Определить по графикам значения коэффициентов η_w(i):

η_w(1) = 0,85

η_w(2) = 0,82

η_w(3) = 0,66

η_w(4) = 0,53

η_w(5) = 0,5

4. Определить значение коэффициентов (φ_fmi) с учетом изменения размеров поперечного сечения в середине пролета балки в результате обугливания древесины с трех сторон по формуле:

φ_fmi = 140 *((В_б – 2* Z_cri)²/l_pc*(h – K* Z_cri))* K_fф*K_fжмi

где K_fф – коэффициент, зависящий от формы эпюры изгибающих моментов на участке (l_pc). Таким образом коэффициент определяется по формулам:

K_fф = 1,75 – 0,75 α_f при l_pc < 0,5L;

K_fф = 1,35 + 1,45 ⋅ (с/l_pc)² при l_pc = 0,5L;

где α_f = M_lpc / M_n; c = l_pc/2;

K_fжм – коэффициент, значение которого для односкатной балки приравнивается 1;

К – количество сторон балки по высоте ее сечения, подвергающихся обугливанию (при трехстороннем обогреве К=1, при четырех – К=2).

α_f = M_lpc / M_n = 115,3/207,6 = 0,56;

M_n = q *L² / 8 = 20,5 *9² / 8 = 207,6 кНм;

K_fф = 1,75 – 0,75*0,56 =1,33

φ_fw1 = 140 *((0,14 – 2* 0,0063)²/3*(0,95 – 1* 0,0063))* 1,33*1 = 0,6;

φ_fw2 = 140 *((0,14 – 2* 0,0105)²/3*(0,95 – 1* 0,0105))* 1,33*1 = 0,53;

φ_fw3 = 140 *((0,14 – 2* 0,0211)²/3*(0,95 – 1* 0,0211))* 1,33*1 = 0,36;

φ_fw4 = 140 *((0,14 – 2* 0,0316)²/3*(0,95 – 1* 0,0316))* 1,33*1 = 0,23;

φ_fw5 = 140 *((0,14 – 2* 0,0368)²/3*(0,95 – 1* 0,0368))* 1,33*1 = 0,17.

5. Вычислить величины напряжений в балке от внешней нагрузки, изменяющихся с уменьшением размеров поперечного сечения балки в результате ее обугливания на различную глубину:

σ_fwi = M_n / (φ_fmi *W * η_{w (i)})

σ_fw1 = 207,6 *10³ / (0,6*21,06*10^-3 * 0,85) = 19,3 МПа;

σ_fw2 = 207,6 *10³ / (0,53*21,06*10^-3 * 0,82) = 22,7 МПа;

σ_fw3 = 207,6 *10³ / (0,36*21,06*10^-3 * 0,66) = 41,5 МПа;

σ_fw4 = 207,6 *10³ / (0,23 *21,06*10^-3 * 0,53) = 80,7 МПа;

σ_fw5 = 207,6 *10³ / (0,17 *21,06*10^-3 * 0,5) = 115,9 МПа.

6. Построить график зависимости напряжения от глубины обугливания (рис. 4.1) и при значении напряжения, равном (σ

---

_fw = R_fw), определить критическую глубину обугливания.


Рис. 4.1 График зависимости напряжения от глубины обугливания

t_cr = Z_cr / V = 14 / 0,6 = 23,3мин;

П_ф = t_зо + t_cr = 5 +23,3 = 28,3 мин.
Вывод: Фактический предел огнестойкости балки принимают значение Пф, которое наступает по третьему условию потери устойчивости плоской форм Пф = 28,3 мин

---

5. ПРОВЕРКА СООТВЕТСТВИЯ ОГНЕСТОЙКОСТИ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРОТИВОПОЖАРНЫМ ТРЕБОВАНИЯМ И ПРЕДЛАГАЕМЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ ИХ ОГНЕСТОЙКОСТИ

Для каждого пожарного отсека проверяемого здания в первом разделе были определены нормативные показатели огнестойкости.

Проверка соблюдения условий пожарной безопасности состоит в сравнивании величин фактического предела огнестойкости с требуемым пределом огнестойкости.

Необходимо сравнить данные о требуемых и фактических значениях параметров огнестойкости всех строительных конструкций здания.

Строительные конструкции соответствуют требованиям норм по пределу огнестойкости при соблюдении условия:

Пф≥Птр,

Где : Пф – фактический предел огнестойкости, мин;

Птр – требуемый предел огнестойкости, мин.

Если имеется не соответствие пожарной безопасности, то необходимо провести мероприятия по повышению фактического предела огнестойкости конструкции путем огнезащитной обработки.

Предусмотренные проектом строительные конструкции отвечают требованиям норм по классу пожарной опасности, если их класс пожарной опасности Кф соответствует классу пожарной опасности, установленному нормами Ктр, и в случае, если проектом предусматривается использование менее пожароопасных строительных конструкций.

Таблица 5.1

Таблица проверки соответствия показателей огнестойкости и пожарной опасности строительных конструкций здания противопожарным требованиям

Вид основных конструкций

Требуется (допускается)

Ссылка на нормы

Принято в проекте

Основание

Вывод о соответствии

Отр

Стр

Птр, мин

Ктр

Пф, мин

Кф

Сф

Оф

Металлические фермы покрытия

I

C0

R30

K0

СП 2.13130

0

К0

С0

V

По расчету

Не соответствует

Деревянные балки покрытия

IV

C0

R15

K0

СП 2.13130

28,3

К0

С0

I

По расчету

Соответсвует

---

На основании проведенных расчетов, можно сделать вывод о необходимости разработки технических решений для повышения огнестойкости металлической фермы покрытия первого пожарного отсека и деревянной балка покрытия второго пожарного отсека .
Выбор и обоснование способа огнезащиты металлической фермы покрытия.

Без технико-экономического расчета в качестве способов огнезащиты можно принять следующие: нанесение вспучивающейся краски, фосфатного покрытия, штукатурки и другие.

Требуемый предел огнестойкости фермы составляет 30 мин.(В проекте принято 0 минут). Из множества огнезащитных покрытий можно использовать ОВПФ-1 является наиболее эффективным с экономической точки зрения, и сможет обеспечить выполнение условия пожарной безопасности.
Вывод:

В соответствии с целью курсовой работы после выполнения 2-х основных частей были определены соответствия основных конструкций здания требованиям пожарной безопасности, определены фактические степени огнестойкости и класс конструктивной пожарной опасности здания.

На основании данных, сделан вывод о необходимости разработки технических решений для повышения огнестойкости металлической фермы покрытия первого пожарного отсека.

Разработаны технические решения и предложения по повышению огнестойкости и снижению пожарной опасности.

---

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Таблица 1

Скорость обугливания клееной древесины

Наименьший размер сечения Вб, мм	Скорость обугливания клееной древесины V, мм/мин
>120	0,6
≤120	0,7

Таблица 2

Расчетное сопротивление древесины для определения фактического предела огнестойкости конструкции

Напряженное состояние	Условное обозначение	Расчетное сопротивление для сортов древесины Rf, МПа
		1-й	2-й
Изгиб Скалывание вдоль волокон	Rfw Rfqs	29,0 1,2	26,0 1,1

Таблица 3

Нормативные сопротивления стали

Марка стали	ГОСТ или ТУ	Вид проката	Толщина проката, мм	Предел текучести Ryn,МПа
14Г2	ГОСТ 19281-73	Фасон	4-9	335
14Г2	ГОСТ 19281-73	Фасон	10-32	325
ВСт3пс6, ВСт3сп5, ВСт3Гпс5	ГОСТ 380-71	Фасон	4-20	245
ВСт3пс, ВСт3сп, ВСт3Гпс	ГОСТ 380-71	Фасон	21-40	225

Примечания:

1. За толщину проката следует принимать толщину полки.

2. Модуль упругости: Е = 2,06х10⁵ МПа.

Продолжение ПРИЛОЖЕНИЯ 1

Таблица 4

Сортамент прокатных стальных уголков

Размеры, мм		Площадь А, см2	Радиусы инерции сечения, см
в	б		ix	iy при δf', мм
				8	10	12	14
1	2	3	4	5	6	7	8
50	4 5	3,89 4,8	1,54 1,53	2,35 2,38	2,43 2,45	2,51 2,53	2,59 2,61
56	4 5	4,38 5,41	1,73 1,72	2,58 2,61	2,66 2,72	2,73 2,77	2,81 2,85
63	4 5 6	4,96 6,13 7,28	1,95 1,97 1,93	2,86 2,89 2,9	2,93 2,96 2,99	3,01 3,04 3,06	3,09 3,12 3,14
70	4,5 5 6 7 8	6,2 6,86 8,15 9,42 10,7	2,16 2,16 2,15 2,14 2,13	3,14 3,16 3,18 3,2 3,22	3,21 3,23 3,25 3,28 3,29	3,29 3,3 3,33 3,36 3,37	3,37 3,38 3,4 3,44 3,45
75	5 6 7 8 9	7,39 8,78 10,1 11,5 12,8	2,31 2,3 2,29 2,28 2,27	3,35 3,3 3,4 3,43 3,44	3,42 3,44 3,47 3,5 4,51	3,49 3,52 3,54 3,57 3,59	3,57 3,6 3,62 3,65 3,67
80	5,5 6 7 8	8,63 9,39 10,8 12,3	2,47 2,47 2,45 2,44	3,57 3,58 3,6 3,62	3,64 3,65 3,67 3,69	3,71 3,72 3,75 3,77	3,79 3,8 3,82 3,84
90	6 7 8 9	10,6 12,3 13,9 15,6	2,78 2,77 2,76 2,75	3,96 3,99 4,01 4,04	4,04 4,06 4,08 4,11	4,11 4,13 4,16 4,18	4,19 4,21 4,23 4,26
100	6,5 7 8 10 12 14 16	12,8 13,8 15,6 19,2 22,8 26,3 29,7	3,09 3,08 3,07 3,05 3,03 3 2,98	4,36 4,38 4,4 4,44 4,48 4,53 4,57	4,43 4,45 4,47 4,52 4,56 4,6 4,64	4,5 4,52 4,54 4,59 4,63 4,68 4,72	4,57 4,59 4,62 4,66 4,71 4,76 4,8
110	7 8	15,2 17,2	3,4 3,39	4,78 4,8	4,82 4,87	4,92 4,95	5 5,02

---