Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «Южно-Российский государственный технический

университет (Новочеркасский политехнический институт)»

==================================================

Шахтинский институт (филиал) ЮРГТУ (НПИ)

Расчет пределов огнестойкости несущих металлических конструкций

Методические указания

к лабораторной работе по дисциплине

«Безопасность зданий и сооружений»

для студентов специальности

270102.65 «Промышленное и гражданское строительство»

Новочеркасск 2013

УДК 614.841,34:699,81

Рецензент – к.т.н., доц. М.С. Данилкин

Составители: Павлинова Ю.А.

Расчет пределов огнестойкости несущих металлических конструкций: Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Безопасность зданий и сооружений» / Шахтинский ин-тут (филиал) ЮРГТУ (НПИ). - Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2013. - 10 с.

Методические указания составлены для программы лабораторной работы «Расчет пределов огнестойкости несущих металлических конструкций» по теме " Расчет огнестойкости строительных конструкций". Программа применяется для проведения лабораторных работ по курсу «Безопасность зданий и сооружений».

Методические указания включают цель и основные задачи работы, краткую теорию, порядок выполнения работы, описание работы, варианты заданий, контрольные вопросы, библиографический список, приложения.

Методические указания предназначены для студентов специальности 270102.65 «Промышленное и гражданское строительство» всех форм обучения.

УДК 614.841,34:699,81

©Шахтинский институт

(филиал) ЮРГТУ (НПИ), 2013

© Павлинова Ю.А., 2013

Лабораторная работа «Расчет пределов огнестойкости несущих металлических конструкций»

Лабораторная работа по теме «Расчет пределов огнестойкости несущих металлических конструкций» основана на инженерных решений по оценке огнестойкости проектируемых и реконструируемых зданий. Целью работы является освоение расчета предела несущих металлических конструкций. В процессе выполнения работы студент должен ознакомиться с примером расчета [1] и согласно выбранному варианту самостоятельно рассчитать доставшуюся ему конструкцию. И проанализировав проделанную работу получить представление об определении предела огнестойкости путем расчета по потере устойчивости, по потере теплоизолирующей способности, по потере несущей способности.

Методические указания включают описание цели и содержания работы, краткую теорию, варианты заданий, контрольные вопросы.

Краткая теория

Пожар – неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства.

Пожарная опасность объекта – состояние объекта, заключающееся в возможности возникновения пожара и его последствий.

Специфика пожарной опасности зданий определяется:

- пожароопасными свойствами, количеством и особенностями использования веществ и материалов находящихся и используемых в помещениях зданий;

- пожарной опасностью строительных материалов;

- пожарной опасностью строительных конструкций;

- пожарной опасностью здания в целом (функциональная пожарная опасность объекта).

Важным показателем пожарной опасности объекта является понятие о пожарной нагрузке помещения. Это – количество теплоты, отнесенное к единице поверхности пола, которое может выделиться в помещение или здание при пожаре.

Температурный режим пожара – это изменение среднеобъемной температуры среды при пожаре, в зависимости от времени его развития.

Последствия воздействия пожара на и металлические конструкции можно охарактеризовать следующим образом:

Металл отличается высокой теплопроводностью. Это приводит к тому, что в условиях пожара незащищенные металлические конструкции быстро прогреваются до температур, превышающих 400-500 . Под воздействием этих температур и нормативной нагрузки интенсивно развиваются температурные деформации и деформации ползучести. Это приводит к быстрому обрушению металлических колонн, балок (в пределах всего 0,12- 0,25 часа), потере ограждающей и теплоизолирующей способностей ограждений.

Огнестойкость является международной пожарно-технической характеристикой, регламентируемой строительными нормами и правилами, и характеризует способность конструкций и зданий сопротивляется воздействию пожара.

Предел огнестойкости – это промежуток времени (в часах или минутах) от начала огневого испытания конструкции при стандартном температурном режиме до наступления одного или последовательно нескольких, нормируемых для данной конструкции, признаков предельных состояний:

1. Потеря несущей способности – обрушение или недопустимый прогиб (обозначение – «R»).

2. Потеря целостности – образование в конструкциях или стыках сквозных трещин или сквозных отверстий (обозначение в нормах – «Е»).

3. Потеря теплоизолирующей способности – повышение температуры на необогреваемой поверхности конструкции в среднем более чем до 190 по сравнению с температурой конструкции до нагрева или более чем 220℃ независимо от температуры конструкции до нагрева («I»)

Предел огнестойкости строительных конструкций устанавливается по времени (в минутах) наступления одного или последовательно нескольких нормируемых для данной конструкции признаков предельных состояний. С учетом этих обозначений значение предела огнестойкости конкретной конструкции включает в себя условное обозначение предельного состояния и цифру, соответствующую периоду времени (в мин.) достижения того или иного предельного состояния.

В общем случае для расчета предела огнестойкости металлических конструкций необходимо двух задач:

- Теплотехнической: расчет температур прогрева сечений конструкций при воздействии «стандартного» пожара (I - потеря теплоизолирующей способности).

- Прочностной: расчет несущей способности конструкций при воздействии «стандартного» пожара (R – потеря несущей способности).

Расчет несущей способности металлических конструкций с учетом воздействия пожара сводится к определению значения критической температуры нагрева элемента при пожаре , при которой несущая способность элемента снизится до величины действующих на него усилий. Соответственно, искомое значение фактического предела огнестойкости конструкции будет определяться временем воздействия пожара , при котором температура нагрева элемента при пожаре достигает величины .