Расчёт огнестойкости металлических конструкций



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Расчёт огнестойкости металлических конструкций



Расчётный метод [20; 28; 29] позволяет оценить предел огнестойкости огнезащищённых и незащищённых металлических конструкций (из стали или алюминиевых сплавов) по критерию несущей способности (R) элементов.

Температура нагрева металла в каждый момент времени t принимается равномерно распределённой по сечению и объёму элемента. Предел огнестойкости наступает, когда предел текучести металла снизится до величины напряжений от действующей нагрузки; соответствующая этому моменту температура нагрева называется критической.

Изменение предела текучести металла с ростом температуры нагрева выражается безразмерным параметром gt, представляющим собой отношение предела текучести металла при нагреве к его значению при нормальной температуре:

. (6.1)

Соответствующая температурная зависимость (для каждой марки стали или сплава) может быть представлена в графическом (рис. 6.3), табличном или аналитическом виде. Достижение критической температуры нагрева металла соответствует моменту, когда параметр gt снизится до уровня нагружения конструкции, который определяется как отношение фактически действующих нормальных напряжений s к их предельной величине sy,0.

Рис. 6.3. Снижение предела текучести стали (C245, Ст3сп, Ст3пс, А240) при нагреве

 

Расчёт металлических конструкций на огнестойкость проводится при нормативных сопротивлениях материала (для стальных конструкций в качестве sy,0 принимается нормативное сопротивление стали по пределу текучести Ryn по СП 16.13330.2011[58]) на действие длительных нормативных нагрузок.

Расчёт начинается со статической задачи, в результате решения которой определяется уровень нагружения элементов gt:

при растяжении

; (6.2)

при сжатии

; (6.3)

при изгибе

, (6.4)

где с – коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций; jt – коэффициент продольного изгиба элемента при нагреве.

Далее по зависимости gtt определяется критическая температура нагрева металла tcr (см. рис. 6.3), затем решением теплотехнической задачи находят время tu прогрева металла до критической температуры; это время и будет пределом огнестойкости рассчитываемой конструкции по признаку R.

В силу предпосылки о равномерности распределения температуры по объёму элемента допустимо заменить задачу прогрева сечения произвольной конфигурации задачей нагрева неограниченной пластины, одна поверхность которой имеет идеальную теплоизоляцию. Эквивалентность прогрева «реального» сечения и идеализированной пластины достигается использованием понятия приведённой толщины металла dred, которая определяется как отношение площади сечения А к обогреваемому периметру U:

. (6.5)

В Пособии [20] представлены формулы для определения приведённой толщины наиболее распространённых типов сечений (табл. 6.3), а также кривые прогрева стальных пластин с различной приведённой толщиной и различными типами огнезащиты (рис. 6.4). Если для принятого типа или толщины огнезащитного покрытия график не построен, его можно получить экспериментальным или численным методом (аналогично расчёту температур в железобетонных конструкциях).

 

 

       
 
а)
 
б)


t, мин
t, мин
t, мин

       
 
в)
 
г)

 


t, мин

 

Рис. 6.4. Кривые прогрева стальной пластины приведённой толщиной 2-60 мм с облицовкой: а – слоем цементно-песчаной штукатурки толщиной 20 мм, б – то же, 40 мм, в – слоем сухой гипсовой штукатурки толщиной 32 мм, г – из красного кирпича толщиной 65 мм; 1 – стандартная температурная кривая

Таблица 6.3

Формулы для определения приведённой толщины металла [20]

Вид сечения dred Вид сечения dred

ГЛАВА 7. ОГНЕСТОЙКОСТЬ, ПОЖАРНАЯ ОПАСНОСТЬ И ОГНЕЗАЩИТА ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Общая характеристика

Древесина при отсутствии специальной защиты относится к пожароопасным материалам (табл. 7.1), однако по огнестойкости деревянные конструкции могут конкурировать с некоторыми железобетонными или защищёнными стальными. Пределы огнестойкости незащищённых конструкций из клеёной древесины находятся в диапазоне R30…R45.

Причиной относительно высокой огнестойкости деревянных конструкций является защитное действие обуглившегося слоя древесины, препятствующего проникновению тепла и кислорода в зону горения, а значит, возгоранию более глубоких слоёв элемента.

Таблица 7.1

Характеристики пожарной опасности незащищённой древесины [13]

Характеристики пожарной опасности Группы
Горючесть Г4
Воспламеняемость В3
Распространение пламени по горизонтальной поверхности РП4
Дымообразующая способность Д3
Токсичность продуктов горения Т3

 



Последнее изменение этой страницы: 2016-04-26; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.231.230.177 (0.006 с.)