Войти на сайт

или
Регистрация

Навигация

Экспертиза строительных конструкций и расчеты их пределов огнестойкости

13872
знака
1
таблица
6
изображений

Академия Государственной противопожарной службы МЧС России

Кафедра: Пожарной безопасности в строительстве

Дисциплина: Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре

Курсовой проект

Тема: «Экспертиза строительных конструкций и расчеты их пределов огнестойкости»

Вариант №1132812161

Выполнил: курсант уч. группы 2510

ряд. вн. сл. Каракулов Д.Н.

Проверил: преподаватель кафедры

майор вн. сл. Приступюк Д.Н.

Москва 2013

Содержание

1. Характеристика здания и конструкций.................................................... 3

1.1 Краткая характеристика здания.................................................... 3

1.2 Краткая характеристика строительных конструкций.......................... 3

2.Экспертиза строительных конструкций.................................................... 5

3.Определение фактических пределов огнестойкости строительных конструкций расчетом.............................................................................................................. 6

3.1 Расчет предела огнестойкости многопустотной плиты................ 6

3.2 Расчет предела огнестойкости ригеля......................................... 11

3.3 Расчет предела огнестойкости колонны...................................... 24

4. Выводы и технические решения............................................................. 35

Литература.................................................................................................. 36

1. Характеристика здания и конструкций

1.1 Краткая характеристика здания

Административное здание. Количество пролетов в здании 10х13. Размеры здания в плане 60х58,5 м. Площадь этажа является площадью пожарного отсека 3510 м2. Высота здания ………Конструктивная схема здания – полный железобетонный каркас вертикальные несущие конструкции – колонный, горизонтальный несущие конструкции – плиты и ригели.

Степень огнестойкости здания II, класс конструктивной пожарной опасности С0

1.2 Краткая характеристика строительных конструкций

Колонны КСР-442-52. Конструктивные особенности – колонна среднего ряда. Ширина сечения 400 мм, высота колонны 4,2 м, расчетная нагрузка 520 т. Класс бетона В25. Вид бетона на гранитном щебне ρ0=2330 кг/м3 влажность 2%. Класс арматуры АIII, диаметр арматуры 40мм.

1.jpg

Ригели Р2-52-41. Конструктивная особенность ригеля – ригель с двумя полками под плиты. Расчетная нагрузка 5,2 т/м, длина ригеля 4,1 м. Класс бетона В25. Вид бетона на гранитном щебне ρ0=2330 кг/м3 влажность 2%.Класс арматуры АIII,диаметр арматуры 32 мм, нормативное сопротивление стали арматуры Rsn=400 МПа.

2.jpg

Плиты ПК8-58.15. Конструктивные особенности плиты – плита с круглыми пустотами. Расчетная нагрузка 0,8 т/м2 qр=8 кН/м2, длина плиты 5,8 м, ширина сечения 1,5 м. Класс бетона В25. Вид бетона на гранитном щебне ρ0=2330 кг/м3 влажность 2%.%.Класс арматуры АIV,диаметр арматуры 14,12 мм, нормативное сопротивление стали арматуры Rsn=600 МПа.

3.jpg

2.Экспертиза строительных конструкций.

Наименование конструкций

Требуется

Обоснование

Фактически

Обоснование

Заключение

Птр

Ктр

Пф

Кф

1

Колонна

R90

K0

ФЗ №123

R190

K0

расчет.

Соответствует

2

Ригель

R90

K0

R120

K0

расчет.

Соответствует

3

Плита

REI45

K0

R76

К0

расчет.

Соответствует

3.Определение фактических пределов огнестойкости строительных конструкций расчетом.

3.1 Расчет предела огнестойкости многопустотной плиты.

4.jpg

Найдем нормативную распределенную нагрузку:

5.jpg

где qp - расчетная распределенная нагрузка, кН/м2; bf – ширина полки, м.

6.jpg

7.jpg

Найдем максимальный изгибающий момент:

8.jpg

9.jpg

10.jpg

Определяем высоту полки:

11.jpg

где h – высота плиты, мм; Dh – диаметр пустоты, мм.

12.jpg

13.jpg

Определяем теплофизические характеристики бетона.

1) Определяем коэффициент теплопроводности бетона.

14.jpg

где λ0 – начальный коэффициент теплопроводности, Вт/м°С (λ0=1,2 Вт/м°С берем из таблицы 2.2 [1]); aλ - коэффициент температуропроводности, Вт/м°С2 (aλ =-0,00035 Вт/м°С2 берем из таблицы 2.2 [1]); tb - критическая температура прогрева бетона принимаем 450°С.

15.jpg

16.jpg

2) Определяем теплоемкость бетона.

17.jpg

где с0 – начальный теплоемкость бетона, Дж/кг°С (с0=710 Дж/кг°С берем из таблицы 2.2 [1]); aс - коэффициент температуропроводности, Дж/кг°С2 (aс =0,84 Дж/кг°С2 берем из таблицы 2.2 [1]); tb - критическая температура прогрева бетона принимаем 450°С.

18.jpg

19.jpg

Определим приведенный коэффициент температуропроводности на рассматриваемом прогретом участке ЖБК определяется с учетом влажности бетона.

20.jpg

где W – весовая влажность бетона, %

21.jpg

22.jpg

23.jpg

Определим расстояние он обогреваемой поверхности плиты до центра рабочей предварительно напряженной арматуры, так как в плите есть арматуры двух разных классов то а находим по формуле.

24.jpg

где а12 - расстояние он обогреваемой поверхности плиты до центра рабочей арматуры каждого класса, мм; А12 – площадь сечения арматуры, мм2(см. табл.2.5[1] для диаметра арматуры 12 мм их 2 шт. A1=226 мм2, для диаметра арматуры 14 мм их 2 шт. A2=308 мм2).

аn=al+0,5ds

где al – толщина защитного слоя бетона принимаем за 20 мм, ds – диаметр арматуры

а1=20+0,5·12

а1=26 мм

а2=20+0,5·14

а2=27 мм

25.jpg

26.jpg

Решение статической (прочностной) задачи

Определяем высоту сжатой зоны бетона (xtem) предполагая что xtem<hf.

27.jpg

где Rbn – нормативное сопротивление бетона, МПа (см. табл.2.1. Rbn=18,5 МПа); bf – ширина сжатой полки, мм; 0,9 – коэффициент для много пустотных плит.

28.jpg

29.jpg

xtem(8,9мм)<hf(30 мм)

Найдем степень нагруженности плиты.

30.jpg

где Rsn – нормативное сопротивление арматуры, Мпа (см.табл.2.3.[1] Rsn=600 МПа);As,tot –суммарная площадь сечения арматуры, м2.

31.jpg

32.jpg

По степени нагруженности найдем температуру прогрева арматуры используя таблицу 2.4. ts=475°C.

33.jpg

где tн – начальная температура принимаем за 20°С.

34.jpg

35.jpg

Ф=0,624

Решим теплотехническую задачу.

36.jpg

37.jpg

37.jpg

39.jpg

Пф=R(0,9τ)

Пф=R76

Принимаем Пф=R76

3.2 Расчет предела огнестойкости ригеля.

40.jpg

Найдем максимальный изгибающий момент:

41.jpg

42.jpg

43.jpg

Для дальнейших расчетов задаемся интервалами времени τn, равными τ1=60 мин., τ2=120 мин., τ3=180 мин.

Найдем значения для τ1=60 мин.=3600 с.

Расчет пролетного сечения.

Решение теплотехнической задачи

Найдем коэффициенты теплотехнических характеристик бетона.

44.jpg

45.jpg

46.jpg

47.jpg

48.jpg

49.jpg

50.jpg

51.jpg

52.jpg

Рассчитываем температуру прогрева арматуры.

53.jpg

где tн – начальная температура арматуры принимаем равным 20°С

54.jpg

55.jpg

По таблице 2.4[1] в зависимости от температуры прогрева арматуры и класса арматуры найдем коэффициент условной работы арматуры γs,tem=0,85

Решение прочностной задачи.

Определяем несущую способность арматуры в нижнем поясе.

56.jpg

57.jpg

58.jpg

59.jpg

60.jpg

61.jpg

Определяем несущую способность арматуры в верхнем поясе.

62.jpg

63.jpg

64.jpg

Определяем высоту сжатой зоны xtem.

65.jpg

66.jpg

67.jpg

если a<xtem≤hр то

68.jpg

69.jpg

70.jpg

Расчет опорного сечения. Учитываем прогрев только верхней арматуры

Решение теплотехнической задачи.

Определяем слой не несущего слоя бетона.

71.jpg

72.jpg

73.jpg

74.jpg

75.jpg

76.jpg

77.jpg

78.jpg

Найдем значение аргумента функции ошибок по приложению[1] erf(Ф1)=0,4878, Ф1=0,462 .

79.jpg

80.jpg

81.jpg

Решение прочностной задачи.

82.jpg

83.jpg

84.jpg

85.jpg

86.jpg

87.jpg

88.jpg

89.jpg

90.jpg

91.jpg

Найдем значение аргумента функции ошибок по приложению[1] erf(Ф1)=0,7875, Ф1=0,891 .

Найдем толщину не несущего слоя бетона

92.jpg

93.jpg

94.jpg

Проверка

95.jpg

96.jpg

97.jpg

98.jpg

99.jpg

100.jpg

101.jpg

102.jpg

103.jpg

104.jpg

105.jpg

106.jpg

Найдем значения для τ1=120 мин.=7200 с.

Расчет пролетного сечения.

Решение теплотехнической задачи

Найдем коэффициенты теплотехнических характеристик бетона.

44.jpg

108.jpg

109.jpg

110.jpg

48.jpg

112.jpg

113.jpg

114.jpg

115.jpg

Рассчитываем температуру прогрева арматуры.

53.jpg

где tн – начальная температура арматуры принимаем равным 20°С

117.jpg

118.jpg

По таблице 2.4[1] в зависимости от температуры прогрева арматуры и класса арматуры найдем коэффициент условной работы арматуры γs,tem=0,763

Решение прочностной задачи.

Определяем несущую способность арматуры в нижнем поясе.

56.jpg

120.jpg

121.jpg

59.jpg

123.jpg

61.jpg

Определяем несущую способность арматуры в верхнем поясе.

62.jpg

63.jpg

64.jpg

Определяем высоту сжатой зоны xtem.

65.jpg

129.jpg

130.jpg

если a<xtem≤hр то

68.jpg

132.jpg

133.jpg

Расчет опорного сечения. Учитываем прогрев только верхней арматуры

Решение теплотехнической задачи.

Определяем слой не несущего слоя бетона.

71.jpg

135.jpg

136.jpg

137.jpg

138.jpg

76.jpg

140.jpg

141.jpg

Найдем значение аргумента функции ошибок по приложению[1] erf(Ф1)=0,4878, Ф1=0,467 .

79.jpg

143.jpg

144.jpg

Решение прочностной задачи.

82.jpg

146.jpg

147.jpg

85.jpg

149.jpg

150.jpg

151.jpg

89.jpg

153.jpg

154.jpg

Найдем значение аргумента функции ошибок по приложению[1] erf(Ф1)=0,9218, Ф1=1,246.

Найдем толщину не несущего слоя бетона

92.jpg

156.jpg

157.jpg

Проверка

95.jpg

159.jpg

160.jpg

98.jpg

162.jpg

163.jpg

101.jpg

165.jpg

166.jpg

104.jpg

168.jpg

169.jpg

Найдем значения для τ1=180 мин.=10800 с.

Расчет пролетного сечения.

Решение теплотехнической задачи

Найдем коэффициенты теплотехнических характеристик бетона.

44.jpg

171.jpg

172.jpg

173.jpg

48.jpg

175.jpg

176.jpg

177.jpg

178.jpg

Рассчитываем температуру прогрева арматуры.

53.jpg

где tн – начальная температура арматуры принимаем равным 20°С

180.jpg

181.jpg

По таблице 2.4[1] в зависимости от температуры прогрева арматуры и класса арматуры найдем коэффициент условной работы арматуры γs,tem=0,6878

Решение прочностной задачи.

Определяем несущую способность арматуры в нижнем поясе.

56.jpg

183.jpg

184.jpg

59.jpg

186.jpg

61.jpg

Определяем несущую способность арматуры в верхнем поясе.

62.jpg

63.jpg

64.jpg

Определяем высоту сжатой зоны xtem.

65.jpg

192.jpg

193.jpg

если a<xtem≤hр то

68.jpg

195.jpg

196.jpg

Расчет опорного сечения. Учитываем прогрев только верхней арматуры

Решение теплотехнической задачи.

Определяем слой не несущего слоя бетона.

71.jpg

198.jpg

199.jpg

200.jpg

201.jpg

76.jpg

203.jpg

204.jpg

Найдем значение аргумента функции ошибок по приложению[1] erf(Ф1)=0,5018, Ф1=0,479 .

79.jpg

206.jpg

207.jpg

Решение прочностной задачи.

82.jpg

209.jpg

210.jpg

85.jpg

212.jpg

213.jpg

214.jpg

89.jpg

216.jpg

217.jpg

Найдем значение аргумента функции ошибок по приложению[1] erf(Ф1)=1,00, Ф1=2,87.

Найдем толщину не несущего слоя бетона

92.jpg

219.jpg

220.jpg

Проверка

95.jpg

222.jpg

223.jpg

Принимаем Пф=R120

3.3 Расчет предела огнестойкости колонный.

224.jpg

Найдем усилие от действия нормативной нагрузки :

225.jpg

где Np – расчетная усилие , кН.

226.jpg

227.jpg

Для дальнейших расчетов задаемся интервалами времени τn, равными τ1=60 мин., τ2=120 мин., τ3=180 мин.

Найдем значения для τ1=60 мин.=3600 с.

Найдем коэффициенты теплотехнических характеристик бетона.

228.jpg

229.jpg

230.jpg

231.jpg

232.jpg

233.jpg

234.jpg

235.jpg

236.jpg

237.jpg

Рассчитываем температуру прогрева арматуры.

53.jpg

где tн – начальная температура арматуры принимаем равным 20°С

239.jpg

240.jpg

241.jpg

242.jpg

По таблице 2.4[1] в зависимости от температуры прогрева арматуры и класса арматуры найдем коэффициент условной работы арматуры γs1,tem=0,8575; γs2,tem=0,9162

Определяем толщину не несущего слоя бетона δtem,x= δtem,y= δtem

Найдем избыточную температуру в центре сечения:

Для этого найдем коэффициент избыточной температуры

243.jpg

244.jpg

245.jpg

246.jpg

247.jpg

248.jpg

249.jpg

где tb,cr – критическая температура бетона, °С(см.табл.2.2.[1] tb,cr=650°C).

250.jpg

251.jpg

Найдем значение аргумента функции ошибок по приложению[1] erf(Ф1)=0,4878, Ф1=0,462 .

79.jpg

253.jpg

254.jpg

Проверка:

255.jpg

256.jpg

257.jpg

Проверка выполнена.

Найдем размеры сжатой зоны:

258.jpg

259.jpg

260.jpg

Найдем коэффициент продольного изгиба φ(см. табл.4.1[1] ) он зависит от соотношения l0/btem.

l0/btem=4,2/0,3778=11

φ=0,97

Найдем несущую способность колонны при τ1=3600 с.

261.jpg

где Rsn – нормативное сопротивление арматуры, Мпа (см.табл.2.3.[1] Rsn=400 МПа).

262.jpg

263.jpg

Найдем значения для τ1=120 мин.=7200 с.

Найдем коэффициенты теплотехнических характеристик бетона.

264.jpg

265.jpg

266.jpg

267.jpg

268.jpg

233.jpg

270.jpg

271.jpg

272.jpg

273.jpg

Рассчитываем температуру прогрева арматуры.

53.jpg

где tн – начальная температура арматуры принимаем равным 20°С

275.jpg

276.jpg

277.jpg

278.jpg

По таблице 2.4[1] в зависимости от температуры прогрева арматуры и класса арматуры найдем коэффициент условной работы арматуры γs1,tem=0,7275; γs2,tem=0,836.

Определяем толщину не несущего слоя бетона δtem,x= δtem,y= δtem

Найдем избыточную температуру в центре сечения:

Для этого найдем коэффициент избыточной температуры

243.jpg

244.jpg

281.jpg

282.jpg

283.jpg

284.jpg

249.jpg

где tb,cr – критическая температура бетона, °С(см.табл.2.2.[1] tb,cr=650°C).

286.jpg

287.jpg

Найдем значение аргумента функции ошибок по приложению[1] erf(Ф1)=0,4904; Ф1=0,478 .

79.jpg

289.jpg

290.jpg

Проверка:

255.jpg

292.jpg

293.jpg

Проверка выполнена.

Найдем размеры сжатой зоны:

258.jpg

295.jpg

296.jpg

Найдем коэффициент продольного изгиба φ(см. табл.4.1[1] ) он зависит от соотношения l0/btem.

l0/btem=4,2/0,3462=12

φ=0,96

Найдем несущую способность колонны при τ1=7200 с.

261.jpg

где Rsn – нормативное сопротивление арматуры, Мпа (см.табл.2.3.[1] Rsn=400 МПа).

298.jpg

299.jpg

Найдем значения для τ1=180 мин.=10800 с.

Найдем коэффициенты теплотехнических характеристик бетона.

264.jpg

301.jpg

302.jpg

303.jpg

304.jpg

233.jpg

306.jpg

307.jpg

308.jpg

309.jpg

Рассчитываем температуру прогрева арматуры.

53.jpg

где tн – начальная температура арматуры принимаем равным 20°С

311.jpg

312.jpg

313.jpg

314.jpg

По таблице 2.4[1] в зависимости от температуры прогрева арматуры и класса арматуры найдем коэффициент условной работы арматуры γs1,tem=0,65; γs2,tem=0,779.

Определяем толщину не несущего слоя бетона δtem,x= δtem,y= δtem

Найдем избыточную температуру в центре сечения:

Для этого найдем коэффициент избыточной температуры

243.jpg

244.jpg

317.jpg

318.jpg

319.jpg

320.jpg

249.jpg

где tb,cr – критическая температура бетона, °С(см.табл.2.2.[1] tb,cr=650°C).

322.jpg

323.jpg

Найдем значение аргумента функции ошибок по приложению[1] erf(Ф1)=0,5018, Ф1=0,479.

79.jpg

325.jpg

326.jpg

Проверка:

255.jpg

328.jpg

160.jpg

Найдем размеры сжатой зоны:

258.jpg

331.jpg

332.jpg

Найдем коэффициент продольного изгиба φ(см. табл.4.1[1] ) он зависит от соотношения l0/btem.

l0/btem=4,2/0,3234=13

φ=0,945

Найдем несущую способность колонны при τ1=10800 с.

261.jpg

где Rsn – нормативное сопротивление арматуры, Мпа (см.табл.2.3.[1] Rsn=400 МПа).

334.jpg

335.jpg

Найдем значения для τ1=190 мин.=11400 с.

Найдем коэффициенты теплотехнических характеристик бетона.

264.jpg

337.jpg

338.jpg

339.jpg

340.jpg

233.jpg

342.jpg

343.jpg

344.jpg

345.jpg

Рассчитываем температуру прогрева арматуры.

53.jpg

где tн – начальная температура арматуры принимаем равным 20°С

347.jpg

348.jpg

349.jpg

350.jpg

По таблице 2.4[1] в зависимости от температуры прогрева арматуры и класса арматуры найдем коэффициент условной работы арматуры γs1,tem=0,65; γs2,tem=0,7745.

Определяем толщину не несущего слоя бетона δtem,x= δtem,y= δtem

Найдем избыточную температуру в центре сечения:

Для этого найдем коэффициент избыточной температуры

243.jpg

244.jpg

353.jpg

354.jpg

355.jpg

356.jpg

249.jpg

где tb,cr – критическая температура бетона, °С(см.табл.2.2.[1] tb,cr=650°C).

358.jpg

359.jpg

Найдем значение аргумента функции ошибок по приложению[1] erf(Ф1)=0,5041, Ф1=0,441.

79.jpg

361.jpg

362.jpg

Проверка:

255.jpg

364.jpg

365.jpg

Найдем размеры сжатой зоны:

258.jpg

367.jpg

368.jpg

Найдем коэффициент продольного изгиба φ(см. табл.4.1[1] ) он зависит от соотношения l0/btem.

l0/btem=4,2/0,3196=13

φ=0,945

Найдем несущую способность колонны при τ1=11400 с.

261.jpg

где Rsn – нормативное сопротивление арматуры, Мпа (см.табл.2.3.[1] Rsn=400 МПа).

370.jpg

371.jpg

Принимаем Пф=R190

4. Выводы и технические решения.

В ходе экспертизы определили, что конструкции колонны КСР-442-52,плиты ПК8-58.15, ригели Р2-52-41соответствуют требованиям ФЗ №123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности », так как конструкции соответствуют требованиям по пределам огнестойкости то здание можно ввести в эксплуатацию.

Технических решений не требуется.

Литература

1. Огнестойкость железобетонных конструкций. В.М. Бубнов, А.С. Карпов.

2. 2.13130.2009 Системы противопожарной защиты обеспечение огнестойкости объектов защиты

3. ФЗ №123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»


Информация о реферате «Экспертиза строительных конструкций и расчеты их пределов огнестойкости»
Раздел: Безопасность жизнедеятельности
Количество знаков с пробелами: 13872
Количество таблиц: 1
Количество изображений: 6

Похожие материалы

Скачать
81192
5
3

... . Предметом исследования является система противопожарной защиты здания. Целью выполнения выпускной квалификационной работы является оценка соответствия архитектурно-строительных и инженерно-технических решений здания ОГУЗ «Томский областной наркологический диспансер» требованиям пожарной безопасности. Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи: 1) Провести анализ ...

Скачать
120663
20
0

... за охраной труда, контроль в сфере энергосбережения осуществляются персоналом подразделений, на который возложенные обязанности в соответствии с законодательством. Организация и проведение аттестации рабочих мест (РМ) по условиям труда - одна из актуальнейших проблем для руководителей электроэнергетических предприятий, поскольку эта функция работодателя предусмотрена законодательством Российской ...

Скачать
17310
0
1

... охране труда; ·  еженедельная проверка общего технического состояния зданий, сооружений и прилегающих территорий; ·  проведение обучения и проверка знаний работников в области охраны труда; ·  обучение работников безопасным методам и приемам работы в соответствии с требованиями ГОСТ 12.0.004–9. 2.2 Организация безопасности в ЧС На основании оценки географического места расположения города ...

Скачать
203223
6
1

... и проектно-конструкторские организации обязаны возместить заказчику причиненный ущерб для устранения этих нарушений. 4 Проведение аудиторской проверки деятельности благотворительного фонда   4.1 Анализ компьютерных программ аудиторской деятельности Никакое программное обеспечение не заменит самого аудитора. Воспользоваться возможностями специализированного программного обеспечения не ...

0 комментариев


Наверх