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

Расчетная схема колонны приведена в графической части (лист 3).

Решается теплотехническая задача огнестойкости — проводится расчет температур прогрева арматуры и бетона колонны в заданный момент времени воздействия «стандартного» пожара.

Определяем температуру t_s арматуры колонны в первый расчетный момент времени τ₁=1,5 ч. В силу симметричности сечения колонны и воздействия на нее пожара, рассмотрим один из четырех арматурных стержней, расположенных между обогреваемыми поверхностями «1» и «3» (графическая часть лист 3).

Температуру арматуры при ₁=1,5 определяем по формуле 11:

(11)

где , , , — относительные расстояния, которые определяются по формуле 12:

, (12)

где — параметр, зависящий от расстояния от обогреваемой поверхности до ближайшего к ней края арматуры, а также от характеристик бетона и арматуры

l — толщина начавшего прогреваться слоя бетона, м.

Для расчетов принимаем и , тогда параметры и определяются по формулам 13 и 14:

, (13)

, (14)

где y — расстояние от обогреваемых поверхностей 1 и 3 до ближайшего к ним края арматуры (толщина защитного слоя бетона), м;

и — коэффициенты, зависящие от плотности бетона, определяемые по справочным данным, приведённым таблице 5.1.4;

---

— приведенный коэффициент температуропроводности бетона колонны, м²/ч, определяется в зависимости от вида бетона и вида крупного заполнителя по справочным данным;

— диаметр арматуры, м;

h — толщина сечения колонны, м;

— расстояние от обогреваемых поверхностей 2 и 4 до ближайшего к ним края арматурного стержня, расположенного между поверхностями 1 и 3, м.





Толщина начавшего прогреваться слоя бетона l определяется по формуле 15:

, (15)

где — первый расчетный момент времени, ч.

.

Так как , то относительные расстояния , и принимаются равными 1, то есть обогреваемые поверхности 2 и 4 не оказывают влияния на температуру арматуры.







Определяем значение коэффициента условий работы при пожаре арматуры колонны в зависимости от класса арматуры и температуры ее прогрева в первый расчетный момент времени =1,5.

Поскольку промежуточное значение, то применяем метод интерполяции:



Определяем толщину слоя бетона , м, прогретого до критической температуры у середины боковой поверхности колонны по формуле 16:

---

(16)

где — параметр, который вычисляется по формуле 17:

(17)

где — критическая температура бетона, при превышении которой он теряет прочность, принимают: 500℃ — для тяжелого бетона с крупным заполнителем из керамзита;


w — параметр, определяемый по формуле 18:

, (18)

где — относительное расстояние, определяемое для середины обогреваемой поверхности по формуле 19:

(19)

где — расстояние между параллельными обогреваемыми поверхностями, м;

— толщина начавшего прогреваться слоя бетона, м, определяется по формуле (5.2.5)



Так как то принимаем соответственно w=1





Определяем толщину слоя бетона , м, прогретого до критической температуры в углу сечения колонны по формуле 20:

(20)

где — относительное расстояние внутри угла колонны, образованного обогреваемыми поверхностями, вычисляется по формуле 21:

(21)





Определяем площадь F , м², поперечного сечения колонны, сохраняющего свою прочность в первый расчетный момент времени воздействия пожара

---

=1,5 ч (рабочая площадь поперечного сечения) по формуле 22:

; (22)

где — поправка на дополнительное увеличение толщины прогретого слоя бетона в углах сечения, вычисляется по формуле 23:

, (23)

где h — размер квадратного сечения колонны, м.



.

Определяем сторону h_b эквивалентного по площади квадратного рабочего сечения (формула 24):

; (24)

.

Решаем прочностную задачу определения предела огнестойкости колонны:

а) вычисляем несущую способность Фколонны в момент времени


ч воздействия пожара по формуле 25:

); (25)

где — коэффициент продольного изгиба центрально сжатых колонн квадратного сечения, принимаем по таблице 5.2.2 в зависимости от соотношения расчётной длины колонны к размеру стороны квадратного рабочего сечения ;

— площадь поперечного сечения арматуры,

и — расчетные сопротивления растяжению арматуры и сжатию бетона, кПа, расчетные сопротивления растяжению арматуры R_suи сжатию бетона R_bn определяются делением соответствующих нормативных сопротивлений R_sn на соответствующие коэффициенты надежности (формулы 26 и 27) (для арматуры

---

, для бетона = 1,05):

(26)



(27)



Так как значение промежуточное, то определяем методом линейной интерполяции:



.

Проверяем условие наступления предельного состояния колонны по признаку «R» на момент времени воздействия пожара τ₁ = 1,5 ч:



где — нормативная нагрузка на колонну, кН (как сумма постоянной и временной нагрузок).

.



Условие выполняется, значит предел огнестойкости менее 1,5 ч.

Принимается второй расчетный момент времени воздействия пожара и определяется несущая способность колонны в этот момент времени.

.

Так как > l, то относительные расстояния , принимаются равными 1, то есть обогреваемые поверхности 2 и 4 не оказывают влияния на температуру арматуры.



.

Определяем значение коэффициента условий работы при пожаре арматуры колонны в зависимости от класса арматуры и температуры ее прогрева во второй расчетный момент времени

---