8

МИНИСТЕРСТВО ВНУТРЕННИХ ДЕЛ РОССИИ

Восточно-Сибирский институт МВД

Строительные конструкции

Справочное пособие по дисциплине

"Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре"

Иркутск

2001

Печатается по решению редакционно-издательского совета Восточно-Сибирского института МВД России. Справочное пособие разработано в соответствии с программой курса "Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре". В нем представлены справочные данные для решения задач по разделу дисциплины «Строительные конструкции и поведение их в условиях пожара». В конце приведен перечень основной и дополнительной литературы.

Предназначено для слушателей факультета «Пожарной безопасности» и факультета заочного обучения.

Составители: В.Г.Шелегов

Н.А.Кузнецов

 Восточно-Сибирский институт МВД России, 2001

Содержание

Введение 6

1. Металлические конструкции 8

1.1. Сортамент металлических конструкций 8

1.1.1. Балки двутавровые 8

1.1.2. Швеллеры 9

1.1.3. Трубы стальные электросварные 10

1.1.4. Сталь прокатная угловая равнополочная 12

1.2. График зависимости температуры незащищенных металлических пластин от времени прогрева и приведенной толщины металла 14

1.3. Кривые критических температур, вызывающих потерю устойчивости сжатых стальных стержней 15

1.4. Зависимости коэффициентов изменения предела текучести (γ_Т) и модуля упругости стали (γ_Е) от температуры 16

1.5. Расчетные длины элементов фермы 16

1.6. Спецификация элементов ферм 17

1.7. Нормативные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе листового, широкополосного универсального и фасонного проката по ГОСТ 27772-88 для стальных конструкций зданий и сооружений 37

1.8. Нормативные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе труб для стальных конструкций зданий и сооружений 38

1.9. Марки стали, заменяемые сталями по ГОСТ 27772–88 38

1.10. Геометрические схемы ферм 40

1.11. Графики изменения температур защищенных стальных пластин 52

1.11.1. Огнезащита перлитовой штукатуркой: 52

1.11.2. Огнезащита цементно-песчаной штукатуркой 53

1.11.3. Огнезащита фосфатным покрытием 53

53

2. Деревянные конструкции 54

2.1. Расчетные сопротивления R_f для определения пределов огнестойкости деревянных конструкций 54

2.2. Скорость обугливания древесины 54

2.3. Зависимость коэффициентов геометрических характеристик сечения при обугливании 55

2.3.1. При трехстороннем обогреве 55

2.3.2. При четырехстороннем обогреве 56

2.4. Зависимость коэффициента η_J4 для момента инерции сечения при обугливании с 4-х сторон 57

2.5. Соединения деревянных конструкций 57

2.5.1. Опорные узлы балок (без огнезащиты) 57

2.5.2. Вариант огнезащиты опорного узла балки 58

2.5.3. Узлы соединения элементов связей с балкой без огнезащиты 59

2.5.4. Вариант огнезащиты нагельных соединений элементов связей 60

2.6. Пределы огнестойкости перегородок из гипсокартонных листов 60

3. Железобетонные конструкции 61

3.1. Арматура 61

3.1.1. Сортамент арматуры 61

3.1.2. Нормативные сопротивления для основных видов стержневой арматуры 62

3.1.3. Изменение температуры от времени по стандартному температурному режиму 62

3.1.4. Графики для определения температуры прогрева арматурных стержней в зависимости от координат их расположения 63

3.1.5. Расчетные значения коэффициента γ_s,tem, учитывающего снижение нормативного сопротивления арматурных сталей в зависимости от температуры их нагрева в напряженном состоянии 65

3.1.6. Значения модуля упругости арматуры 66

3.2. Бетон 66

3.2.1. Нормативные сопротивления тяжелого бетона при классе бетона по прочности на сжатие 66

3.2.2. Начальные модули упругости тяжелого бетона 67

3.2.3. Теплофизические характеристики бетонов при высоких температурах 67

3.2.4. Номограмма для определения относительной температуры (θ) в зависимости от критерия Фурье (F₀) и величины (ξ) 68

3.2.5. Температура в середине неограниченной пластины 69

3.2.6. Значения критических температур бетона 69

3.2.7. Таблица значений функции ошибок Гаусса (Крампа) – егfХ 70

3.2.8. Числовые значения коэффициента (К) в зависимости от объемной массы (средней плотности) (ρ₀) бетона 71

3.2.9. Числовые значения коэффициента (К₁) в зависимости от объемной массы (средней плотности) (ρ₀) бетона 71

3.2.10. Значение коэффициента продольного изгиба (φ_t ) для нагретых колонн 71

3.2.11. Слои прогретые до критической температуры 72

Литература 73

Введение

Дисциплина «Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре» представляет комплекс фундаментальных тем инженерных строительных дисциплин, на основе которых рассматриваются вопросы стойкости строительных материалов в условиях пожара, огнестойкости строительных конструкций, устойчивости зданий и сооружений при пожаре и других вопросов необходимых для подготовки инженера пожарной безопасности.

В процессе изучения дисциплины обучаемые осваивают расчеты огнестойкости строительных конструкций, на практических занятиях и в ходе выполнения домашних упражнений. Наиболее сложной задачей стоящей перед обучаемыми в процессе изучения курса является выполнение курсового проекта, целью которого является проверка соответствия фактической степени огнестойкости здания противопожарным требованиям СНиП и разработка технических решений по повышению огнестойкости строительных конструкций.

Учитывая, что в современном строительстве зданий и сооружений в основном используются железобетонные, стальные, клееные деревянные конструкции, в справочнике приводятся данные для расчетов их огнестойкости и разработки решений по огнезащите.

Справочник включает три раздела: металлические конструкции, деревянные конструкции и железобетонные конструкции.

Первый раздел по металлическим конструкциям включает сортаменты различных сечений металлических элементов, зависимости температуры незащищенных и защищенных металлических пластин от времени прогрева и приведенной толщины металла, зависимость изменения коэффициентов предела прочности и модуля упругости металла, а также критической разности краевых деформаций ползучести от температуры прогрева, спецификацию элементов ферм и их геометрические схемы и др.

Второй раздел по деревянным конструкциям включает: расчетные сопротивления для определения пределов огнестойкости деревянных конструкций, скорость обугливания древесины, зависимости коэффициентов геометрических характеристик сечения от отношения глубины обугливания и высоты сечения при обугливании, опорные узлы балок и варианты огнезащиты, пределы огнестойкости перегородок из гипсокартонных листов.

Третий раздел разбит на два подраздела: справочные данные по арматуре и бетону. Справочные данные по арматуре включают: сортамент арматуры, нормативные сопротивления арматуры, изменения температуры в стержнях арматуры, расчетные значения коэффициента γ_s,tem, учитывающего снижение нормативного сопротивления арматурных сталей в зависимости от температуры их нагрева. Данные по бетону включают: нормативные сопротивления бетона и модуль упругости бетона, теплофизические характеристики бетона, номограммы для определения относительной температуры и в середине неограниченной пластины, значения критических температур бетона и значение Гауссовского интеграла ошибок.

1. Металлические конструкции

1.1. Сортамент металлических конструкций

1.1.1. Балки двутавровые

(выборка из ГОСТ 8239-72*)

Обозначения:

h – высота балки; b_f – ширина балки;

t_w – толщина стенки; t_f – толщина полки;

J – момент инерции;

W –момент сопротивления.

Номер профиля	Размеры (мм)				Площадь сечения см2	Справочные величины для осей
	h	b f	t f	t w		x - x			y – y
						Jx, см4	Wx, см3	I x	Jy, см4	Wy, см3	Iy
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
16 18 18a 20 20a 22 22a 24	160 180 180 200 200 220 220 240	81 90 100 100 110 110 120 115	7,8 8,1 8,3 8,4 8,6 8,7 8,9 9,5	5 5,1 5,1 5,2 5,2 5,4 5,4 5,6	20,2 23,4 25,4 26,8 28,9 30,6 32,8 34,8	873 1290 1430 1840 2030 2550 2790 3460	109 143 159 184 203 232 254 289	6,57 7,42 7,51 8,28 8,37 9,13 9,22 9,97	58,6 82,6 114 115 155 157 206 198	14,5 18,4 22,8 23,1 28,2 28,6 34,3 34,5	1,7 1,88 2,12 2,07 2,32 2,27 2,5 2,37
24a 27 27a 30 30a 33 36 40 45 50 55 60	240 270 270 300 300 330 360 400 450 500 550 600	125 125 135 135 145 140 145 155 160 170 180 190	9,8 9,8 10,2 10,2 10,7 11,2 12,3 13,0 14,2 15,2 16,5 17,8	5,6 6,0 6,0 6,5 6,5 7,0 7,5 8,3 9,0 10,0 11,0 12,0	37,5 40,2 43,2 46,5 49,9 53,3 61,9 72,7 84,7 100 113 138	3800 5010 5500 7080 7780 9840 1338	317 871 407 472 518 597 743 853 1291 1589 2035 2560	10,1 11,2 11,3 12,3 12,5 13,5 14,7 16,2 18,1 19,9 21,8 23,6	260 260 337 337 436 419 516 667 808 1043 1356 1725	41,5 41,5 50,0 49,9 60,1 59,9 71,1 86,1 101 123 151 182	2,63 2,54 2,8 2,69 2,95 2,79 2,89 3,03 3,09 3,23 3,39 3,54