Исходные данные к заданию 1

Вариант	4
Грунт	Супесь
γ, т/м3	1,90
φ	23°
С, т/м2	1,2
Р0, т/м2	0,3

Решение:

Для котлована глубиной 5 м:

а) В соответствии с рисунком 2 методических указаний, угол а определиться как:

В соответствии с таблицей 1 методических указаний отношение h/l для глубины траншеи 5 метров и грунта – глина будет равно 1:0.5, соответственно, угол а определиться как:

а ширина уступа l будет равна:

м

б) В С

5

θ 27⁰

А 49.6⁰

4,25

Рис. 1 – геометрические элементы уступа:

h – высота уступа; l – ширина уступа; θ – угол предельного

равновесия откоса; α – угол между плоскостью обрушения и

горизонтом; АВС – призма обрушения; φ – угол естественного откоса

Для котлована глубиной 10 м

а) При расчете крутизну профиля откоса устанавливаем для его отдельных слоев толщиной ΔZ = 1 м, которые должны быть привязаны к естественному напластованию слоев в данном грунте.

а) для общего случая нагруженной бермы (Р₀ > 0)

, (1)

В формуле приняты обозначения:

А = γ · Z_i · tgφ;

B = P₀ · tgφ + C;

γ – объемный вес грунта, т/м³;

С – удельное сцепление грунта, т/м²;

Р₀ – равномерно распределенная по поверхности откоса нагрузка, т/м².

Результаты расчетов сведем в таблицу.

Вычисление профиля равноустойчивого откоса по методике Н.Н.Маслова

№ слоя	Zi, м	γ·Zi, т/м2	tgφ	А, т/м2	м3/т	В, т/м2				Xi, м	αi
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	1	2	0,23	0,46	9,38	4,03	0,90	-0,11	0,14	1,28	38,01
2	2	4	0,23	0,92	9,38	4,03	0,81	-0,21	0,30	2,86	34,99
3	3	6	0,23	1,39	9,38	4,03	0,74	-0,30	0,50	4,68	32,65
4	4	8	0,23	1,85	9,38	4,03	0,69	-0,38	0,72	6,71	30,80
5	5	10	0,23	2,31	9,38	4,03	0,64	-0,45	0,95	8,91	29,29
6	6	12	0,23	2,77	9,38	4,03	0,59	-0,52	1,20	11,27	28,04
7	7	14	0,23	3,23	9,38	4,03	0,55	-0,59	1,47	13,75	26,98
8	8	16	0,23	3,69	9,38	4,03	0,52	-0,65	1,74	16,35	26,08
9	9	18	0,23	4,16	9,38	4,03	0,49	-0,71	2,03	19,04	25,29
10	10	20	0,23	4,62	9,38	4,03	0,47	-0,76	2,33	21,83	24,61

б) По данным вычислений построим профиль равноустойчивого откоса.

Рис 2 – Профиль равноустойчивого откоса

Задание 1.

Определить время нагрева до критической температуры Т_у=Т_кр арматуры растянутой зоны перекрытия в условиях воздействия пожара. Толщина защитного слоя бетона до низа рабочей арматуры м. начальная температура плиты Т_н=20 ⁰С. Арматура в растянутой зоне – стальные стержни диаметром 0,014 м.

Решение:

Температуру арматурного стержня, расположенного у обогреваемой поверхности плоской конструкции (стены, плиты), определяем по формуле:

Или:

Где Т_н – начальная температура конструкции;

- функция ошибок Гаусса, принимаемая по справочной таблице 2 методических указаний в зависимости от величины параметра :

Или:

и - коэффициенты, принимаемые по справочной таблице 3 методических указаний;

- приведенный средний коэффициент температуропроводности, определяемый по формуле:

средние значения коэффициентов теплопроводности и удельной теплоемкости, определяемые для бетона на гранитном щебне по формулам:

0,965

1,13

- переводной коэффициент ( );

- влажность материала;

- плотность сухого материала, определяемая по формуле:

2289 кг/м³

- плотность материала при влажности .

Тогда:

- рассматриваемый промежуток времени;

- расстояние от обогреваемой поверхности конструкции до края арматурного стержня;

- диаметр арматурного стержня.

По таблице 3 методических указаний при плотности сухого бетона 2330 интерполяцией найдем:

Таким образом, из преобразованной формулы для определения температуры определим функцию ошибок Гаусса:

По таблице 2 методических указаний при значении = 0,61 найдем 1,107

Тогда из преобразованной формулы для определения параметра найдем время:

ч

Задание 3.

Определить предел огнестойкости П_ф сплошной железобетонной плиты по прогреву обратной огню поверхности на температуру . Начальная температура плиты Т_н = 20⁰С.

	материал	Плотность, , кг/м3	Влажность , %	Толщина , м	S1	, 0С
6	Бетон на известковом щебне	2250	1,4	0.10	0.76	155

Решение:

По данному признаку предел огнестойкости определяется по формуле:

Где - предельная температура прогрева необогреваемой поверхности;

- толщина конструкции;

- коэффициенты, принимаемые по таблице 5 методических указаний, в зависимости от значения критерия Био :

- коэффициент, принимаемый по справочной таблице 3 методических указаний;

Для определения необходимо знать - плотность сухого материала, определяемую по формуле:

Тогда =0,427

- плотность материала при влажности .

- приведенный средний коэффициент температуропроводности, определяемый по формуле:

средние значения коэффициентов теплопроводности и удельной теплоемкости, определяемые для бетона на известковом щебне по формулам:

0,947

1,004

- переводной коэффициент ( );

- влажность материала;

- коэффициент теплоотдачи в момент начала прогрева необогреваемой поверхности;

=5,895

- степень черноты необогреваемой поверхности;

- коэффициент теплоотдачи в момент наступления предела огнестойкости;

- коэффициент передачи тепла лучеиспусканием;

=8,702

1,33

Тогда коэффициенты будут равны, соответственно 2,125 и -0,665.

часа

Задание 6.

Определить время потери несущей способности по прочности брусчатой стойки в условиях пожара. Размеры сечения стойки до пожара b*h =150*180 мм. Нормативное сопротивление древесины сжатию R_н = 25 МПа. Значе­ние нормативной продольной силы N_н взять из таблицы 9.

Решение:

Результаты вычислений занесем в таблицу. Вычисления будем проводить последующим формулам:

Где

Для бруса сечением 150*180 мм скорость обугливания древесины равна 0,7 мм/мин.

, мин
0	0,15	0,18	0,03	5555555,56
5	0,14	0,17	0,02	6063300,86
10	0,14	0,17	0,02	6644223,95
15	0,13	0,16	0,02	7313149,04
20	0,12	0,15	0,02	8088869,72
25	0,12	0,15	0,02	8995502,25
30	0,11	0,14	0,01	10064412,24
35	0,1	0,13	0,01	11337011,56
40	0,09	0,12	0,01	12868908,72
45	0,09	0,12	0,01	14736221,63
50	0,08	0,11	0,01	17045454,55
55	0,07	0,1	0,01	19949461,36
60	0,07	0,1	0,01	23674242,42
65	0,06	0,09	0,01	28565987,43
70	0,05	0,08	0	35178236,40
75	0,05	0,08	0	44444444,44
80	0,04	0,07	0	58049535,60

Построим график и проведем на нем линию . По пересечению этой линии с графиком определим время ПНС:

Из графика видно, что время ПНС для данного случая равно 62 минуты.

Список литературы

1. Дегтерев Б.И., Погорельский И.П. Производственный шум и борьба с ним. Акустический расчет. Задания и методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности». – Киров, изд. ВятГТУ, 1995. – 17 с.

2. Дегтерев Б.И., Погорельский И.П. Расчет огнестойкости строительных конструкций. Задания и методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности». – Киров, изд. ВятГТУ, 1995. – 16 с.

3. Под ред. Русака О.Н. Безопасность жизнедеятельности. СПб.: Лань. – 2001.

4. Под общ. ред. Белова С.В. Безопасность жизнедеятельности. М.: Высш. Шк., 2001.

24