16

ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет строительства и архитектуры

Кафедра промышленной экологии и безопасности

Б.И.Дегтерев расчет конструкций зданий и сооружений на огнестойкость

Методические указания

к практическим занятиям

(издание второе)

Дисциплина «Безопасность жизнедеятельности»

Киров-2010

Печатается по решению редакционно-издательского совета Вятского государственного университета

УДК 699.81

Научный

редактор: доктор технических наук, профессор, заведующий

кафедрой промышленной экологии и безопасности

И.В. Флегентов.

Дегтерев Б.И. Расчет конструкций зданий и сооружений на огнестойкость: Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности». – Киров: Изд-во ВятГУ, 2010. – 15 с.

В методических указаниях изложены методики расчетов огнестойкости металлических, железобетонных и деревянных строительных конструкций. Даны материалы справочного характера и расчетные формулы. Составлены задания для расчетов. Рекомендуется для специальностей инженерно-строительного факультета.

Авторская редакция

Подписано в печать Усл. печ. л. 0,9

Бумага офсетная Печать матричная

Заказ № Тираж 30

Текст напечатан с оригинала-макета, представленного автором

610000, г.Киров, ул. Московская, 36.

 Б.И.Дегтерев, 2010

 Вятский государственный университет, 2010

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ [1,2]

Наносимый пожарами ущерб в значительной степени определяется разрушением конструкций зданий и сооружений. Способность строительных конструкций сопротивляться воздействию огня оценивается с помощью специальной характеристики, называемой огнестойкостью.

Показателем огнестойкости является предел огнестойкости, который устанавливается по времени (в минутах) наступления одного или последовательно нескольких, нормируемых для данной конструкции, признаков предельных состояний [3]:

1. потери несущей способности R(прогиб, обрушение);

2. потери целостности Е(образование в конструкции сквозных трещин или сквозных отверстий, через которые проникают продукты горения или пламя);

3. потери теплоизолирующей способности I(повышение температуры на необогреваемой поверхности в среднем более чем на 160⁰С в сравнении с температурой конструкции до испытания).

Пределы огнестойкости строительных конструкций определяют по [4], где указывается, что эти пределы огнестойкости могут быть установлены огневым испытанием или расчетным путем.

Расчет огнестойкости конструкций производится с учетом потери несущей способности и прогрева необогреваемых поверхностей конструкций до недопустимой температуры. Время воздействия пожара, по истечении которого температура на необогреваемой поверхности конструкции достигает недопустимого уровня, или несущая способность снизится до величины действующих на конструкцию рабочих нагрузок, или прогиб конструкции достигнет недопустимого уровня, характеризует расчетную огнестойкость конструкции.

При расчете конструкции на огнестойкость последовательно решают две задачи: теплофизическую и прочностную.

Решение теплофизической задачи состоит в определении изменения температуры сечений, объемов, элементов конструкции, характеризующих ее несущую способность в условиях воздействия высоких температур.

Результаты решения теплофизической задачи служат исходными данными для последующего решения прочностной задачи: определения изменения несущей способности конструкции в различные моменты времени воздействия пожара.

ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИХ ИЗМЕНЕНИЕ В УСЛОВИЯХ ПОЖАРА

В инженерных расчетах огнестойкости обычно используются данные о коэффициентах теплопроводности , теплоемкости С и температуропроводностиа. Кроме того, часто используют значения приведенного среднего коэффициента температуропроводностиа_пр, м²/ч, который определяют по формуле [1]:

(1)

где _т.сри С_т.ср– средние значения коэффициентов соответственно теплопроводности, Вт / м⁰С, и удельной теплоемкости, Дж / кг⁰С (табл. 1);

m= 3,6 – переводной коэффициент;

U_н– влажность материала, %;

₀– плотность сухого материала, кг/м³, определяемая по формуле:

; (2)

_н– плотность материала при влажностиU_н, кг/м³.

Таблица 1[1]

Средние значения коэффициентов теплопроводности и удельной теплоемкости строительных материалов в зависимости от температуры нагреваТ

Материалы	Формулы для расчета коэффициентов
	т.ср	Ст.ср
Тяжелый бетон на гранитном щебне	1,2 – 0,00035Т	0,71 + 0,00084Т
То же, на известняковом щебне	1,14 – 0,00055Т	0,71 + 0,00084Т
Песчаный бетон	1,05 – 0,00058Т	0,77 + 0,00063Т
Керамзитобетон	0,42 + 0,00016Т	0,84 + 0,00048Т
Перлитобетон	0,29 + 0,00059Т	0,84 + 0,00059Т

Примечание: при расчете огнестойкости плоских конструкций по признаку прогрева их необогреваемых поверхностей до недопустимой температуры в формулах данной таблицы принимать Т = 350⁰С, в остальных случаях Т = 450⁰С.