Оценка соответствия огнестойкости строительных конструкций
Работа из раздела: «
Строительство и архитектура»
/
Содержание
- Введение
- 1. Характеристика здания
- 2. Теоретические основы разработки методов расчета огнестойкости строительных конструкций
- 3. Особенности расчета огнестойкости металлических конструкций
- 3.1 Статическая часть расчета
- 3.2 Теплотехническая часть расчета
- 4. Расчет огнестойкости металлических конструкций
- 4.1 Расчёт фактического предела огнестойкости балок Б1 - Б5, Б7-Б18
- 4.2 Расчёт фактического предела огнестойкости колонн К1-К8
- 4.3 Расчёт фактического предела огнестойкости фермы Ф-8
- 5. Экспертиза строительных конструкций
- 6. Технические решения и их экономическое обоснование
- 7. Вывод
- Список используемых источников
Введение
Одной из основных характерных особенностей современного строительства является увеличение строительства многофункциональных зданий. Поэтому проблема обеспечения пожарной безопасности таких зданий, людей и имущества является основной при разработке, проектировании, строительстве и эксплуатации объекта.
Здания административно-торговых комплексов, являются зданиями с массовым пребыванием людей, обладают повышенной пожарной опасностью. Поэтому их противопожарная защита имеет огромное значение.
Достижения современной науки предоставляют достаточные возможности для проектирования и возведения экономичных зданий и сооружений при одновременном обеспечении их противопожарной защиты. Однако в подавляющем большинстве создаваемых в настоящее время проектов зданий и сооружений имеются отклонения от требований строительных норм и правил, направленных на предупреждение возникновения пожаров, обеспечения условий для успешной эвакуации людей, локализацию и ликвидацию пожара.
Противопожарную защиту зданий и сооружений можно обеспечить реализацией комплекса технических решений и организационных мероприятий. При этом определяющим фактором, позволяющим успешно предупредить пожары и взрывы, является безусловное соблюдение требований строительных норм и правил при разработке проектной документации и производственных регламентов.
Целью выполнения дипломного проекта является оценка соответствия огнестойкости строительных конструкций здания административно-торгового комплекса 'Автоцентр Lexus'.
Актуальность проекта - показать возможность применения расчетной методики по определению фактических пределов огнестойкости металлических строительных конструкций.
1. Характеристика здания
Здание административно-торгового комплекса 'Автоцентр Lexus' расположено по адресу: Тюменская область, Объездная дорога Тюмень-Омск, м/р-н 'Тюменский', уч.5/4.
В плане имеет сложную форму. Размеры в цифровых осях - 72,0 м, в буквенных осях - 79,0 м. Здание разной этажности до 3-х этажей. Высота здания - переменная (верхняя отметка парапета по одноэтажной части: 10м; по двухэтажной части: 11,35 м; по трехэтажной части: 11,35).
Фасады выполнены в соответствии с корпоративными требованиями на автоцентры LEXUS. Здание конструктивно разделено по вертикали на 2 части в связи с разным функциональным назначением помещений и в связи с пожарными требованиями по допустимым пожарным отсекам.
Отсеки разделены кирпичной стеной 380 мм.
Кирпичная стена отвечает требованиям противопожарной преграды 1-го типа и обладает пределом огнестойкости REI 150.
Размещение помещений по этажам:
на отм. 0,000 в осях 5-9/А-Г размещен демонстративный зал;
на отм. 0,000 в осях 2-5/А-Г административно-бытовые помещения;
на отм. 0,000 в осях 1-10/Г-И производственная часть здания (склады, очистные, участки ТО и ТР, агрегатный участок, комнаты технологов и мастера, инструментальные, мойки, посты уборки, посты приема, бюро пропусков);
на отм. 3,600 в осях 5-9/А-Г размещен антресольный этаж с офисными помещениями;
на отм. 4,800 в осях 3-5/Б-И размещены бытовые помещения;
на отм. 3,300 и 6,600 в осях 4-6/И-К размещены учебные классы для технического персонала и ИТР.
Технико-экономические показатели
Класс здания - II
Степень долговечности - II
Класс ответственности - II
Степень огнестойкости - II
Класс конструктивной пожарной опасности - С0
Класс функциональной пожарной опасности - Ф 3.1
Количество этажей - 1ч3
Площадь застройки автоцентра LEXUS - 4825,8 м2
Строительный объем автоцентра LEXUS - 34081,5 м3
в т. ч. ниже 0,00 - 88,2мІ
Общая площадь автоцентра LEXUS - 6357,9 м2
в т. ч. ниже 0,00 - 29,40мІ
Конструктивные решения
Строительно-конструктивный тип здания - каркасное.
Фундаменты - свайные с монолитным железобетонным ростверком:
ленточные под стены подвала;
столбчатые под колонны.
Стены цоколя - из сборных железобетонных блоков.
Каркас - из металлических колонн переменного сечения, стропильных ферм.
Наружное стеновое ограждение - трехслойные стеновые панели с базальтовой миниплитой.
Перегородки - из трехслойных стеновых панелей с базальтовой минплитой, из ГВЛ по металлическому каркасу с минераловатным заполнителем, стеклянные по каркасу.
Перекрытия - из сборных железобетонных плит, монолитные.
Лестницы - из наборных бетонных ступеней по металлическим косоурам.
Перемычки - металлические, сборные железобетонные.
Окна - двухкамерный стеклопакет, алюминий.
Витраж - алюминий.
Двери внутренние - деревянные по ГОСТ 6629-88, остекленные пластиковые.
Двери наружные - остекленные, алюминиевый профиль.
Кровля - плоская, совмещенная с внутренним водостоком.
Покрытие кровли - кровельная ПВХ мембрана 'Alkoplan' 1,2 мм.
Утеплитель кровли - жесткие минераловатные плиты 'Руф Баттс 'Оптима'.
Отделка внутренняя - согласно корпоративным требованиям и СанПин.
Подвесные потолки - по металлическому каркасу в административных помещениях, из гипсокартона по металлическому каркасу в остальных помещениях, ячеистый из алюминиевых панелей в шоу руме.
Полы - керамогранит, керамическая плитка, промышленный керамогранит.
Отделка наружная - наружный слой стенового ограждения из панелей типа 'Сэндвич', из композитных панелей 'Алюкобонд'.
Стены внутренние, стены лестничных клеток - из керамического полнотелого кирпича на цем. - песчаном растворе.
Назначение предприятия
Автоцентр LEXUS предназначен:
для проведения сервисного обслуживания и ремонта автомобилей фирмы LEXUS;
оказание услуг населению региона по мойке автомобилей и чистке салона;
предпродажной подготовке автомобилей, поступающих с заводов фирмы LEXUS;
реализацией населению региона легковых автомобилей выше указанной фирмы.
Технологические решения
В состав цеха ТО и ТР входят непосредственно следующие участки и посты:
участок приемки на ТО и ТР в составе четырех автомоек, трех зон интенсивной сушки и четырех постов приемки, оснащенных плунжерными подъемниками;
участок ТО и ТР на 17 постов, оборудованных диагностическим стендом, двумя шиномонтажными и двумя балансировочными стендами, а также 14-ю подъемниками;
агрегатный участок;
участок мойки и уборки на четыре поста;
трехуровневый склад запасных частей;
склад шин;
склад масел;
Оснащение цеха оборудованием позволяет производить любые виды ремонта и диагностики агрегатов автомобиля.
Автоматическая пожарная сигнализация и система оповещения о пожаре
В качестве технических средств обнаружения возгорания приняты пожарные адресно-аналоговые оптико-электронные извещатели ДИП-34А, дымовые пожарные извещатели ИП-212-45М, линейные дымовые оптико-электронные однокомпонентные извещатели 6500R. Для ручного запуска системы пожарной сигнализации приняты пожарные ручные адресные электроконтактные извещатели ИПР-513-3А и ручные пожарные извещатели ИПР-513-3. Выбор типа пожарных извещателей осуществлен в соответствии с приложением 12 НПБ 88-01.
Автоматизация системы дымоудаления
Для автоматизирования системы дымоудаления приняты исполнительный релейный блок 'С2000-СП1', устройство коммутационное 'УК-ВК/2', магнитный пускатель первой величины ПМ12-025-100.
При срабатывании автоматической пожарной сигнализации от 'С2000М' (см. проект шифр 26.07-1-АПС) по линии интерфейса RS-485 поступает сигнал на запуск исполнительного релейного блока сигнально-пускового 'С-2000-СП1'. Реле блока 'С-2000-СП1' замыкается, сигнал подается на устройство коммутационное УК-ВК/02, а затем на магнитный пускатель, откуда сигнал поступает на вентиляторы дымоудаления (см. проект шифр 26-07-2-ЭОМ).
После ликвидации очага возгорания вентиляторы дымоудаления отключаются вручную от электрощитов управления вентиляторами.
Основные принципы работы оборудования системы аварийной противодымной вентиляции
Защита здания от задымления при пожаре с помощью вентиляционных устройств осуществляется путем удаления дыма из коридора в отсеке, где возник пожар, при помощи системы дымоудаления.
В дежурном режиме эксплуатации вентилятор дымоудаления выключен, клапан дымоудаления находится в закрытом состоянии.
При возникновении пожара в помещении автоцентра срабатывают пожарные извещатели системы автоматической пожарной сигнализации (см. проект шифр 26.07-1-АПС), сигнал от приемно-контрольного прибора поступает на электрощиты управления вентиляторами, которые запускают вентиляторы, одновременно сигнал о пожаре подается на электрический привод клапана дымоудаления, при включении которого клапан открывается и начинается процесс удаления дыма из помещения автоцентра.
огнестойкость строительная конструкция здание
2. Теоретические основы разработки методов расчета огнестойкости строительных конструкций
Под огнестойкостью строительных конструкций понимается их способность сопротивляться воздействию пожара в течение определенного времени, сохраняя при этом обычные эксплуатационные функции, т.е. сохранять несущую или ограждающую способность.
Показателем огнестойкости строительных конструкций является предел огнестойкости. Предел огнестойкости строительных конструкций устанавливается по времени (в минутах) от начала огневого испытания (начала пожара) до наступления одного или последовательно нескольких, нормируемых для данной конструкции, признаков предельных состояний [1]:
потери несущей способности (R);
потери целостности (Е);
потери теплоизолирующей способности (I).
Потеря несущей способности означает обрушение конструкции, разрушение узлов крепления конструкции или возникновение предельных деформаций.
Потеря целостности - образование в конструкции трещин или сквозных отверстий, через которые могут проникать продукты горения или пламя.
Потеря теплоизолирующей способности означает повышение температуры на необогреваемой поверхности в среднем более чем на 140°С или в любой точке этой поверхности более чем на 180°С по сравнению с первоначальной температурой или более 220°С независимо от первоначальной температуры конструкции.
Пределы огнестойкости строительных конструкций определяются экспериментальным (опытным) путем на специальных установках или расчетом для предельных состояний (R) и (I).
Требования безопасности считаются выполненными, если
Пф ? Птр
где Пф - предел огнестойкости конструкции, называемый фактическим;
Птр - предел огнестойкости, устанавливаемый условиями безопасности или нормами, называемый требуемым.
Под огнестойкостью здания понимается его способность сопротивляться разрушениям в условиях пожара. Классификация зданий по степени огнестойкости приведена в табл.21 [1]. Каждой степени огнестойкости соответствует набор конструкций, имеющих предел огнестойкости не менее указанного в табл.21 [1].
Различают фактическую степень огнестойкости (СОф) и требуемую (СОтр). Фактическая степень огнестойкости здания определяется по наименьшим показателям огнестойкости строительной конструкции. Требуемая степень огнестойкости зданий нормируется. Условия безопасности удовлетворяются при соответствии фактической степени огнестойкости требуемой.
3. Особенности расчета огнестойкости металлических конструкций
Огнестойкость несущих металлических конструкций утрачивается вследствие снижения при нагреве прочности и упругости металла, а также за счет развития его пластических и температурных деформаций.
Под воздействием этих факторов предел огнестойкости конструкции наступает или в результате потери прочности, или за счет потери устойчивости. Тому и другому случаю соответствует критическая температура, которая зависит в общем случае от вида конструкции, ее размеров, марки металла, схемы опирания и рабочей (нормативной) нагрузки.
Задача определения предела огнестойкости металлических конструкций, как и других несущих элементов, состоит из двух частей: статической и теплотехнической. Расчет критической температуры составляет содержание статической задачи определения предела огнестойкости металлических конструкций. Теплотехническая часть расчета огнестойкости этих конструкций сводится к определению времени нагрева их металла до заданной критической температуры.
Расчет огнестойкости металлических конструкций целесообразно начинать со статической части, т.е. с определения критических температур. Далее производят теплотехнический расчет, в результате чего находят время нагрева конструкции до критической температуры, т.е. ее предел огнестойкости.
3.1 Статическая часть расчета
Учитывая особенность металлических конструкций (распределение температуры по их сечению принимается равномерным), для них можно, не определяя кривую снижения несущей способности, сразу вычислить критическую температуру в сечении, вызывающую потерю несущей способности.
Критическая температура определяется в зависимости от коэффициента учитывающего снижение несущей способности конструкции под воздействием высокой температуры, которой вычисляют:
для изгибаемых элементов с учетом развития пластических деформаций
где - изгибающий момент от нормативной нагрузки, Н,;
- нормативное сопротивление по пределу текучести, Па;
- момент сопротивления сечения, ; - коэффициент, учитывающий развитие пластических деформаций.
Величину коэффициента в зависимости от вида конструкции принимают:
Для двутавров и швеллеров =1.17
Для труб =1.25
Для прямоугольного сечения =1.5
Для центрального растяжения
где - нормативная (рабочая) нагрузка, Н, - усредненный коэффициент надежности по нагрузке; А - площадь поперечного сечения, ;
Ryn - нормативное сопротивление материала, Па.
Для внецентренного растяжения
где е - экцентриситет, м.
Сжатые элементы утрачивают несущую способность в результате потери прочности или за счет потери устойчивости.
Коэффициент снижения несущей способности по потери прочности определяют по формулам соответственно для центрального и внецентренного растяжения.
Вычислив коэффициент загружения конструкции по графикам или по эмпирическим формулам определяют критическую температуру:
при ‹0,6
при ?0,6
Кроме этого, для сжатых элементов по потере устойчивости, можно определить критическую температуру, используя график зависимости критической разности краевых деформаций ползучести от критической температуры и степени загружения . Этот график позволяет определить критическую температуру как для центрально-сжатых, так и внецентренно сжатых стержней. При этом для центрально-сжатых и находится по формулам
где ;
В случае внецентренного сжатия
где ; ; - гибкость стержня; l0=µl - расчетная длина, м; l - длина стержня, м; - коэффициент, зависящий от способов закрепления стержня; Е - модуль упругости стали, Па.
3.2 Теплотехническая часть расчета
Как известно, металл обладает огромным коэффициентом температуропроводности, за счет чего выравнивание температуры по его толщине происходит весьма быстро. Это дает возможность принять равномерное распределение температуры. В этом случае можно утверждать, что количество тепла, поглощенное нагреваемой конструкцией за время через обогреваемую поверхность равно увеличению его теплосодержания, т.е.
где - коэффициент теплоотдачи, ; - температура по стандартной кривой, температура стержня, - обогреваемая поверхность стержня, - время, с; - начальный коэффициент теплоемкости стали, Дж/ (кг; D - коэффициент изменения теплоемкости стали при нагреве; - плотность стали, кг/м; V - объем металла стержня, м; - температура стержня через расчетный интервал времени.
Заменив , , где u - обогреваемой периметр стержня, м; А - площадь поперечного сечения, м; l - длина стержня, м; и решая уравнение (8) получим
Эта формула является алгоритмом для расчета температуры незащищенных металлических конструкций. Как следует из уравнения, температура конструкций в процессе нагрева зависит только от одного параметра - приведенной толщины металла . Приведенная толщина металла дает возможность привести стержни, имеющие любую конфигурацию поперечного сечения, к простой пластине. Значение приведенной толщины в общем случае определяется как отношение площади поперечного сечения к обогреваемому его периметру, т.е.
где u - обогреваемый периметр рекомендуется определять: для двутавра и швеллера при обогреве с четырех сторон
где h - высота сечения элемента; - ширина сечения (полки); - толщина стенки;
для уголка
для трубы приведенную толщину рекомендуется вычислять по формуле
где d и t - соответственно наружный диаметр и толщина стенки трубы по сортаменту.
Используя алгоритм расчета, можно составить номограмму, с помощью которой можно определить температуру незащищенных конструкций любых сечений.
Определив критическую температуру, при которой наступает потеря несущей способности конструкции и, используя график зависимости температуры от времени и приведенной толщины металла, вычислив время нагрева до наступления критической температуры, т.е. фактический предел огнестойкости конструкций.
4. Расчет огнестойкости металлических конструкций
4.1 Расчёт фактического предела огнестойкости балок Б1 - Б5, Б7-Б18
1. Балка Б1:
Сечение - двутавр №40Ш1
Материал - С255
Пролет - 6м
Усилие - =112 кН
Условия обогрева - с 3 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=12240 мм2
Высота сечения h=383 мм
Ширина полки b=299 мм
Толщина стенки s=9,5 мм
Момент сопротивления Wnx=17,71Ч10-4 м3
Определение изгибающего момента от нормативной нагрузки:
Mn=
Определяем степень нагружения конструкции:
tem=
Определение критической температуры:
tcr=750-440tem=750-440Ч0,331=604,390 C
Определение приведённой толщины металла:
tred=
Определение предела огнестойкости по графику: Зависимость температуры незащищенных металлических пластин от времени прогрева и приведенной толщины металла (рис.4.1).
Рисунок 4.1
Предел огнестойкости Пф=17 минут.
2. Балка Б2:
Сечение - двутавр №40Ш1
Материал - С255
Пролет - 6м
Усилие - =15 кН
Условия обогрева - с 3 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=12240 мм2
Высота сечения h=383 мм
Ширина полки b=299 мм
Толщина стенки s=9,5 мм
Момент сопротивления Wnx=17,71Ч10-4 м3
Определение изгибающего момента от нормативной нагрузки:
Mn=
Определяем степень нагружения конструкции:
tem=
Определение критической температуры:
tcr=750-440tem=750-440Ч0,041=732,120 C
Определение приведённой толщины металла:
tred=
Определение предела огнестойкости по графику (рис.4.1).
Предел огнестойкости Пф=27 минут.
3. Балка Б3:
Сечение - двутавр №40Ш1
Материал - С255
Пролет - 6м
Усилие - =137 кН
Условия обогрева - с 3 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=12240 мм2
Высота сечения h=383 мм
Ширина полки b=299 мм
Толщина стенки s=9,5 мм
Момент сопротивления Wnx=17,71Ч10-4 м3
Определение изгибающего момента от нормативной нагрузки:
Mn=
Определяем степень нагружения конструкции:
tem=
Определение критической температуры:
tcr=750-440tem=750-440Ч0,405=571,890 C
Определение приведённой толщины металла:
tred=
Определение предела огнестойкости по графику (рис.4.1).
Предел огнестойкости Пф=13 минут.
4. Балка Б4:
Сечение - двутавр №35Ш1
Материал - С255
Пролет - 6м
Усилие - =60 кН
Условия обогрева - с 3 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=9567 мм2
Высота сечения h=338 мм
Ширина полки b=250 мм
Толщина стенки s=9,5 мм
Момент сопротивления Wnx=1,92Ч10-4 м3
Определение изгибающего момента от нормативной нагрузки:
Mn=
Определяем степень нагружения конструкции:
tem=
Определение критической температуры:
tcr=750-440tem=750-440Ч0,268 =632,010 C
Определение приведённой толщины металла:
tred=
Определение предела огнестойкости по графику (рис.4.1).
Предел огнестойкости Пф=17 минут.
5. Балка Б5:
Сечение - швеллер №22
Материал - С255
Пролет - 6м
Усилие - =15 кН
Условия обогрева - с 3 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=2670 мм2
Высота сечения h=220 мм
Ширина полки b=82 мм
Толщина стенки s=5,4 мм
Момент сопротивления Wnx=1,92Ч10-4 м3
Определение изгибающего момента от нормативной нагрузки:
Mn=
Определяем степень нагружения конструкции:
tem=
Определение критической температуры:
tcr=750-440tem=750-440Ч0.409=570,120 C
Определение приведённой толщины металла:
tred=
Определение предела огнестойкости по графику (рис.4.1).
Предел огнестойкости Пф=10 минут.
6. Балка Б7:
Сечение - швеллер №24
Материал - С255
Пролет - 6м
Усилие - =15 кН
Условия обогрева - с 3 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=3060 мм2
Высота сечения h=240 мм
Ширина полки b=90 мм
Толщина стенки s=5,6 мм
Момент сопротивления Wnx=2,42Ч10-4 м3
Определение изгибающего момента от нормативной нагрузки:
Mn=
Определяем степень нагружения конструкции:
tem=
Определение критической температуры:
tcr=750-440tem=750-440Ч0.324=607,290 C
Определение приведённой толщины металла:
tred=
Определение предела огнестойкости по графику (рис.4.1).
Предел огнестойкости Пф=12 минут.
7. Балка Б8:
Сечение - двутавр №20Ш1
Материал - С255
Пролет - 6м
Усилие - =40 кН
Условия обогрева - с 3 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=3895 мм2
Высота сечения h=193 мм
Ширина полки b=150 мм
Толщина стенки s=6 мм
Момент сопротивления Wnx=2,75Ч10-4 м3
Определение изгибающего момента от нормативной нагрузки:
Mn=
Определяем степень нагружения конструкции:
tem=
Определение критической температуры:
tcr=1330 (1-tem) = 1330 (1-0,761) = 317,680 C
Определение приведённой толщины металла:
tred=
Определение предела огнестойкости по графику (рис.4.1).
Предел огнестойкости Пф=5 минут.
8. Балка Б9:
Сечение - швеллер №20
Материал - С255
Пролет - 6м
Усилие - =8 кН
Условия обогрева - с 3 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=2340 мм2
Высота сечения h=200 мм
Ширина полки b=76 мм
Толщина стенки s=5,2 мм
Момент сопротивления Wnx1,52Ч10-4 м3
Определение изгибающего момента от нормативной нагрузки:
Mn=
Определяем степень нагружения конструкции:
tem=
Определение критической температуры:
tcr=750-440tem=750-440Ч0.275=628,820 C
Определение приведённой толщины металла:
tred=
Определение предела огнестойкости по графику (рис.4.1).
Предел огнестойкости Пф=12 минут.
9. Балка Б10: Так как балка Б10 идентична балке Б5 и к ним приложена одинаковая нагрузка, принимаем предел огнестойкости Пф=10 минут.
10. Балка Б11:
Сечение - двутавр №20Ш1
Материал - С255
Пролет - 4м
Усилие - =40 кН
Условия обогрева - с 3 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=3895 мм2
Высота сечения h=193 мм
Ширина полки b=150 мм
Толщина стенки s=6 мм
Момент сопротивления Wnx=2,75Ч10-4 м3
Определение изгибающего момента от нормативной нагрузки:
Mn=
Определяем степень нагружения конструкции:
tem=
Определение критической температуры:
tcr=750-440tem = 750-440Ч0,507 = 526,730 C
Определение приведённой толщины металла:
tred=
Определение предела огнестойкости по графику (рис.4.1).
Предел огнестойкости Пф=9 минут.
11. Балка Б12: Так как балка Б12 идентична балке Б8 и к ним приложена одинаковая нагрузка, принимаем предел огнестойкости Пф=5 минут.
12. Балка Б13:
Сечение - двутавр №20Ш1
Материал - С255
Пролет - 4,5м
Усилие - =40 кН
Условия обогрева - с 3 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=3895 мм2
Высота сечения h=193 мм
Ширина полки b=150 мм
Толщина стенки s=6 мм
Момент сопротивления Wnx=2,75Ч10-4 м3
Определение изгибающего момента от нормативной нагрузки:
Mn=
Определяем степень нагружения конструкции:
tem=
Определение критической температуры:
tcr=750-440tem=750-440Ч0,571=498,820 C
Определение приведённой толщины металла:
tred=
Определение предела огнестойкости по графику (рис.4.1).
Предел огнестойкости Пф=9 минут.
11. Балки Б14 и Б15: Так как балки Б14 и Б15 идентичны балке Б13 и к ним приложена одинаковая нагрузка, принимаем предел огнестойкости Пф=9 минут.
12. Балки Б16 и Б17: Так как балки Б16 и Б17 идентичны балке Б11 и к ним приложена одинаковая нагрузка, принимаем предел огнестойкости Пф=9 минут.
13. Балка Б18:
Сечение - двутавр №20Ш1
Материал - С255
Пролет - 3м
Усилие - =40 кН
Условия обогрева - с 3 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=3895 мм2
Высота сечения h=193 мм
Ширина полки b=150 мм
Толщина стенки s=6 мм
Момент сопротивления Wnx=2,75Ч10-4 м3
Определение изгибающего момента от нормативной нагрузки:
Mn=
Определяем степень нагружения конструкции:
tem=
Определение критической температуры:
tcr=750-440tem=750-440Ч0,381=582,550 C
Определение приведённой толщины металла:
tred=
Определение предела огнестойкости по графику (рис.4.1).
Предел огнестойкости Пф=11 минут.
4.2 Расчёт фактического предела огнестойкости колонн К1-К8
1. Колонна К1:
1.1 По потери прочности:
Сечение - двутавр №45Ш1
Материал - С255
Усилие - =430 кН
Условия обогрева - с 3 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=15738 мм2
Высота сечения h=440 мм
Ширина полки b=300 мм
Толщина стенки s=11 мм
Определение степени нагруженности стержня:
tem=
Определение критической температуры:
tcr=750-440tem=750-440х0,112=
Определение приведённой толщины металла:
tred=
Определение фактического предела огнестойкости по графику: Зависимость температуры незащищенных металлических пластин от времени прогрева и приведенной толщины металла (рис.4.1).
Рисунок 4.1
Предел огнестойкости .
1.2 По потери устойчивости:
Сечение - двутавр №45Ш1
Материал - С255
Длина L - 7,55м
Усилие - =430 кН
Условия обогрева - с 3 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=15738 мм2
Высота сечения h=440 мм
Ширина полки b=300 мм
Толщина стенки s=11 мм
Минимальный момент инерции Iу = 7,18мм
Определение степени нагруженности стержня:
tem=
Определение максимальной гибкости стержня:
l0=µl=1,0х7,55=7,55 м.
Определение напряжения от нормативной нагрузки:
Определение критической разности краевых деформаций:
Определение критической температуры по графику: График кривых критических температур, вызывающих потерю устойчивости сжатых стальных стержней (рис.4.2).
Рисунок 4.2
Определение приведённой толщины металла:
tred=
Определение фактического предела огнестойкости конструкции по графику (рис.4.1).
Предел огнестойкости .
Предел огнестойкости для колонны К1 принимаем равный 8 минутам.
2. Колонна К2:
2.1 По потери прочности:
Сечение - двутавр №45Ш1
Материал - С255
Усилие - =430 кН
Условия обогрева - с 4 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=15738 мм2
Высота сечения h=440 мм
Ширина полки b=300 мм
Толщина стенки s=11 мм
Определение степени нагруженности стержня:
tem=
Определение критической температуры:
tcr=750-440tem=750-440х0,112=
Определение приведённой толщины металла:
tred=
Определение фактического предела огнестойкости по графику (рис.4.1).
Предел огнестойкости .
2.2 По потери устойчивости:
Сечение - двутавр №45Ш1
Материал - С255
Длина L - 7,55м
Усилие - =430 кН
Условия обогрева - с 4 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=15738 мм2
Высота сечения h=440 мм
Ширина полки b=300 мм
Толщина стенки s=11 мм
Минимальный момент инерции Iу = 7,18мм
Определение степени нагруженности стержня:
tem=
Определение максимальной гибкости стержня:
l0=µl=1,0х7,55=7,55 м.
Определение напряжения от нормативной нагрузки:
Определение критической разности краевых деформаций:
Определение критической температуры по графику (рис.4.2):
Определение приведённой толщины металла:
tred=
Определение фактического предела огнестойкости конструкции по графику (рис.4.1).
Предел огнестойкости .
Предел огнестойкости для колонны К2 принимаем равный 7 минутам.
3. Колонна К3:
3.1 По потери прочности:
Сечение - двутавр №45Ш1
Материал - С255
Усилие - =543 кН
Условия обогрева - с 3 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=15738 мм2
Высота сечения h=440 мм
Ширина полки b=300 мм
Толщина стенки s=11 мм
Определение степени нагруженности стержня:
tem=
Определение критической температуры:
tcr=750-440tem=750-440х0,141=
Определение приведённой толщины металла:
tred=
Определение фактического предела огнестойкости по графику (рис.4.1).
Предел огнестойкости .
3.2 По потери устойчивости:
Сечение - двутавр №45Ш1
Материал - С255
Длина L - 9,85м
Усилие - =534 кН
Условия обогрева - с 3 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=15738 мм2
Высота сечения h=440 мм
Ширина полки b=300 мм
Толщина стенки s=11 мм
Минимальный момент инерции Iу = 7,18мм
Определение степени нагруженности стержня:
tem=
Определение максимальной гибкости стержня:
l0=µl=1,0х9,85=9,85 м.
Определение напряжения от нормативной нагрузки:
Определение критической разности краевых деформаций:
Определение критической температуры по графику (рис.4.2):
Определение приведённой толщины металла:
tred=
Определение фактического предела огнестойкости конструкции по графику (рис.4.1).
Предел огнестойкости .
Предел огнестойкости для колонны К3 принимаем равный 8 минутам.
4. Колонна К4:
4.1 По потери прочности:
Сечение - двутавр №45Ш1
Материал - С255
Усилие - =1034 кН
Условия обогрева - с 4 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=15738 мм2
Высота сечения h=440 мм
Ширина полки b=300 мм
Толщина стенки s=11 мм
Определение степени нагруженности стержня:
tem=
Определение критической температуры:
tcr=750-440tem=750-440х0,268=
Определение приведённой толщины металла:
tred=
Определение фактического предела огнестойкости по графику (рис.4.1).
Предел огнестойкости .
4.2 По потери устойчивости:
Сечение - двутавр №45Ш1
Материал - С255
Длина L - 9,85м
Усилие - =1034 кН
Условия обогрева - с 4 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=15738 мм2
Высота сечения h=440 мм
Ширина полки b=300 мм
Толщина стенки s=11 мм
Минимальный момент инерции Iу = 7,18мм
Определение степени нагруженности стержня:
tem=
Определение максимальной гибкости стержня:
l0=µl=1,0х9,85=9,85 м.
Определение напряжения от нормативной нагрузки:
Определение критической разности краевых деформаций:
Определение критической температуры по графику (рис.4.2):
Определение приведённой толщины металла:
tred=
Определение фактического предела огнестойкости конструкции по графику (рис.4.1).
Предел огнестойкости .
Предел огнестойкости для колонны К4 принимаем равный 12 минутам.
5. Колонна К5:
5.1 По потери прочности:
Сечение - двутавр №45Ш1
Материал - С255
Усилие - =920 кН
Условия обогрева - с 4 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=15738 мм2
Высота сечения h=440 мм
Ширина полки b=300 мм
Толщина стенки s=11 мм
Определение степени нагруженности стержня:
tem=
Определение критической температуры:
tcr=750-440tem=750-440х0,239=
Определение приведённой толщины металла:
tred=
Определение фактического предела огнестойкости по графику (рис.4.1). Предел огнестойкости .
5.2 По потери устойчивости:
Сечение - двутавр №45 Ш1
Материал - С255
Длина L - 9,72м
Усилие - =920 кН
Условия обогрева - с 4 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=15738 мм2
Высота сечения h=440 мм
Ширина полки b=300 мм
Толщина стенки s=11 мм
Минимальный момент инерции Iу = 7,18мм
Определение степени нагруженности стержня:
tem=
Определение максимальной гибкости стержня:
l0=µl=1,0х9,72=9,72 м.
Определение напряжения от нормативной нагрузки:
Определение критической разности краевых деформаций:
Определение критической температуры по графику (рис.4.2):
Определение приведённой толщины металла:
tred=
Определение фактического предела огнестойкости конструкции по графику (рис.4.1).
Предел огнестойкости .
Предел огнестойкости для колонны К5 принимаем равный 11 минутам.
6. Колонна К6:
6.1 По потери прочности:
Сечение - двутавр №40Ш1
Материал - С255
Усилие - =590 кН
Условия обогрева - с 4 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=12240 мм2
Высота сечения h=383 мм
Ширина полки b=299 мм
Толщина стенки s=9,5 мм
Определение степени нагруженности стержня:
tem=
Определение критической температуры:
tcr=750-440tem=750-440х0, 197=
Определение приведённой толщины металла:
tred=
Определение фактического предела огнестойкости по графику (рис.4.1).
Предел огнестойкости .
6.2 По потери устойчивости:
Сечение - двутавр №40Ш1
Материал - С255
Длина L - 3,3м
Усилие - =590 кН
Условия обогрева - с 4 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=12240 мм2
Высота сечения h=383 мм
Ширина полки b=299 мм
Толщина стенки s=9,5 мм
Минимальный момент инерции Iу = 7,03мм
Определение степени нагруженности стержня:
tem=
Определение максимальной гибкости стержня:
l0=µl=1,0х3,32=3,3 м.
Определение напряжения от нормативной нагрузки:
Определение критической разности краевых деформаций:
Определение критической температуры по графику (рис.4.2):
Определение приведённой толщины металла:
tred=
Определение фактического предела огнестойкости конструкции по графику (рис.4.1).
Предел огнестойкости .
Предел огнестойкости для колонны К6 принимаем равный 8 минутам.
7. Колонна К7:
7.1 По потери прочности:
Сечение - двутавр №40Ш1
Материал - С255
Усилие - =450 кН
Условия обогрева - с 3 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=12240 мм2
Высота сечения h=383 мм
Ширина полки b=299 мм
Толщина стенки s=9,5 мм
Определение степени нагруженности стержня:
tem=
Определение критической температуры:
tcr=750-440tem=750-440х0,151=
Определение приведённой толщины металла:
tred=
Определение фактического предела огнестойкости по графику (рис.4.1). Предел огнестойкости .
7.2 По потери устойчивости:
Сечение - двутавр №40Ш1
Материал - С255
Длина L - 3,3м
Усилие - =590 кН
Условия обогрева - с 3 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=12240 мм2
Высота сечения h=383 мм
Ширина полки b=299 мм
Толщина стенки s=9,5 мм
Минимальный момент инерции Iу = 7,03мм
Определение степени нагруженности стержня:
tem=
Определение максимальной гибкости стержня:
l0=µl=1,0х3,32=3,3 м.
Определение напряжения от нормативной нагрузки:
Определение критической разности краевых деформаций:
Определение критической температуры по графику (рис.4.2):
Определение приведённой толщины металла:
tred=
Определение фактического предела огнестойкости конструкции по графику (рис.4.1).
Предел огнестойкости .
Предел огнестойкости для колонны К7 принимаем равный 8 минутам.
8. Колонна К8:
8.1 По потери прочности:
Сечение - двутавр №45Ш1
Материал - С255
Усилие - =543 кН
Условия обогрева - с 4 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=15738 мм2
Высота сечения h=440 мм
Ширина полки b=300 мм
Толщина стенки s=11 мм
Определение степени нагруженности стержня:
tem=
Определение критической температуры:
tcr=750-440tem=750-440х0,141=
Определение приведённой толщины металла:
tred=
Определение фактического предела огнестойкости по график (рис.4.1).
Предел огнестойкости .
8.2 По потери устойчивости:
Сечение - двутавр №45Ш1
Материал - С255
Длина L - 9,72м
Усилие - =534 кН
Условия обогрева - с 4 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=15738 мм2
Высота сечения h=440 мм
Ширина полки b=300 мм
Толщина стенки s=11 мм
Минимальный момент инерции Iу = 7,18мм
Определение степени нагруженности стержня:
tem=
Определение максимальной гибкости стержня:
l0=µl=1,0х9,72=9,72 м.
Определение напряжения от нормативной нагрузки:
Определение критической разности краевых деформаций:
Определение критической температуры по графику (рис.4.2):
Определение приведённой толщины металла:
tred=
Определение фактического предела огнестойкости конструкции по графику (рис.4.1).
Предел огнестойкости .
Предел огнестойкости для колонны К8 принимаем равный 9 минутам.
4.3 Расчёт фактического предела огнестойкости фермы Ф-8
Ведомость элементов фермы приведена в таблице 4.1.
Таблица 4.1.
Ведомость элементов фермы Ф-8
|
Марка элемента
|
Сечение ГОСТ 30245-2003
|
Опорные усилия
|
Длина, мм
|
Материал
|
|
|
|
N, тс
|
N, кН
|
|
|
|
|
В1
|
I40Ш1
|
-4
|
-40
|
2441
|
С 255 ГОСТ 27772-88
|
|
|
В2
|
I40Ш1
|
-26
|
-260
|
2750
|
|
|
|
В3
|
I40Ш1
|
-1
|
-10
|
1289
|
|
|
|
Н1
|
I40Ш1
|
+17
|
+170
|
1151
|
|
|
|
Н2
|
I40Ш1
|
+34
|
+340
|
2700
|
|
|
|
Н3
|
I40Ш1
|
+46
|
+460
|
2750
|
|
|
|
Н4
|
I40Ш1
|
+19
|
+190
|
2645
|
|
|
|
С1
|
2L 70Ч5
|
+3
|
+30
|
1800
|
|
|
|
Р1
|
2L 90Ч7
|
+22
|
+220
|
2174,8
|
|
|
|
Р2
|
2L 100Ч10
|
-22
|
-220
|
2174,8
|
|
|
|
Р3
|
2L 90Ч7
|
+14
|
+140
|
2265,1
|
|
|
|
Р4
|
2L 90Ч7
|
-14
|
-140
|
2265,1
|
|
|
|
Р5
|
2L 70Ч5
|
+6
|
+60
|
2265,1
|
|
|
|
Р6
|
2L 90Ч7
|
-6
|
-60
|
2265,1
|
|
|
|
Р7
|
2L 70Ч5
|
+1
|
+10
|
2265,1
|
|
|
|
Р8
|
2L 70Ч5
|
-1
|
-10
|
2265,1
|
|
|
|
Р9
|
2L 70Ч5
|
+4
|
+40
|
2265,1
|
|
|
|
Р10
|
2L 70Ч5
|
-6
|
-60
|
2265,1
|
|
|
|
Р11
|
2L 70Ч5
|
-18
|
-180
|
2265,1
|
|
|
|
Р12
|
2L 70Ч5
|
+18
|
+180
|
2265,1
|
|
|
|
Р13
|
2L 90Ч7
|
-22
|
-220
|
2213,9
|
|
|
|
Элемент фермы верхнего пояса В1
Характеристика элемента:
Вид нагруженного состояния - элемент сжат;
Сечение - двутавр №40Ш1
Материал - С255
Длина L - 2441 мм
Усилие - =40 кН
Условия обогрева - с 4 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=12240 мм2
Высота сечения h=383 мм
Ширина полки b=299 мм
Толщина стенки s=9,5 мм
Минимальный момент инерции Iу = 7,03мм
Модуль упругости стали Е=2,1МПа.
Предел огнестойкости по потере прочности:
1. Определение степени нагружения элемента:
tem=
2. Определение критической температуры:
3. Определение приведённой толщины металла:
tred=
4. Определение фактического предела огнестойкости по графику (рис.4.1.).
Рисунок 4.1 График зависимости температуры незащищенных металлических конструкций от времени прогрева и приведенной толщины металла.
Предел огнестойкости .
Предел огнестойкости по потере устойчивости:
1. Определение максимальной гибкости стержня:
l0=µl=1,0х2,441=2,441 м.
2. Определение напряжения от нормативной нагрузки:
3. Определение критической разности краевых деформаций:
4. Определение критической температуры по графику (рис.4.2.):
Рисунок 4.2 График кривых критических температур, вызывающих потерю устойчивости сжатых стальных стержней.
5. Определение фактического предела огнестойкости конструкции по графику (рис.4.1.).
Предел огнестойкости элемента В1
Согласно проведенного расчета фактического предела огнестойкости элемента верхнего пояса В1 устанавливаем значение по потере устойчивости.
Элемент фермы верхнего пояса В2
Характеристика элемента:
Вид нагруженного состояния - элемент сжат;
Сечение - двутавр №40Ш1
Материал - С255
Длина L - 2750мм
Усилие - =260 кН
Условия обогрева - с 4 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=12240 мм2
Высота сечения h=383 мм
Ширина полки b=299 мм
Толщина стенки s=9,5 мм
Минимальный момент инерции Iу = 7,03мм
Модуль упругости стали Е=2,1МПа.
Предел огнестойкости по потере прочности:
1. Определение степени нагружения элемента:
tem=
2. Определение критической температуры:
3. Определение приведённой толщины металла:
tred=
4. Определение фактического предела огнестойкости по графику (рис.4.1.).
Предел огнестойкости .
Предел огнестойкости по потере устойчивости:
1. Определение максимальной гибкости стержня:
l0=µl=1,0х2,750=2,750 м.
2. Определение напряжения от нормативной нагрузки:
3. Определение критической разности краевых деформаций:
4. Определение критической температуры по графику (рис.4.2.):
5. Определение фактического предела огнестойкости конструкции по графику (рис.4.1.).
Предел огнестойкости элемента В2
Согласно проведенного расчета фактического предела огнестойкости элемента верхнего пояса В2 устанавливаем значение по потере устойчивости.
Элемент фермы верхнего пояса В3
Характеристика элемента:
Вид нагруженного состояния - элемент сжат;
Сечение - двутавр №40Ш1
Материал - С255
Длина L - 1289мм
Усилие - =10 кН
Условия обогрева - с 4 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=12240 мм2
Высота сечения h=383 мм
Ширина полки b=299 мм
Толщина стенки s=9,5 мм
Минимальный момент инерции Iу = 7,03мм
Модуль упругости стали Е=2,1МПа.
Предел огнестойкости по потере прочности:
1. Определение степени нагружения элемента:
tem=
2. Определение критической температуры:
3. Определение приведённой толщины металла:
tred=
4. Определение фактического предела огнестойкости по графику (рис.4.1.). Предел огнестойкости .
Предел огнестойкости по потере устойчивости:
1. Определение максимальной гибкости стержня:
l0=µl=1,0х1,289=1,289 м.
2. Определение напряжения от нормативной нагрузки:
3. Определение критической разности краевых деформаций:
4. Определение критической температуры по графику (рис.4.2.):
5. Определение фактического предела огнестойкости конструкции по графику (рис.4.1.).
Предел огнестойкости элемента В3
Согласно проведенного расчета фактического предела огнестойкости элемента верхнего пояса В3 устанавливаем значение по потере устойчивости.
Элемент нижнего пояса Н1
Характеристика элемента:
Вид нагруженного состояния - элемент растянут;
Сечение - двутавр №40Ш1
Материал - С255
Длина L - 1151мм
Усилие - =170 кН
Условия обогрева - с 4 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=12240 мм2
Высота сечения h=383 мм
Ширина полки b=299 мм
Толщина стенки s=9,5 мм
1. Определение степени нагружения элемента:
tem=
2. Определение критической температуры:
3. Определение приведённой толщины металла:
tred=
4. Определение фактического предела огнестойкости по графику (рис.4.1.).
Предел огнестойкости .
Согласно проведенного расчета фактического предела огнестойкости элемента нижнего пояса Н1 устанавливаем значение
Элемент нижнего пояса Н2
Характеристика элемента:
Вид нагруженного состояния - элемент растянут;
Сечение - двутавр №40Ш1
Материал - С255
Длина L - 2700мм
Усилие - =340 кН
Условия обогрева - с 4 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=12240 мм2
Высота сечения h=383 мм
Ширина полки b=299 мм
Толщина стенки s=9,5 мм
1. Определение степени нагружения элемента:
tem=
2. Определение критической температуры:
3. Определение приведённой толщины металла:
tred=
4. Определение фактического предела огнестойкости по графику (рис.4.1.). Предел огнестойкости .
Согласно проведенного расчета фактического предела огнестойкости элемента нижнего пояса Н2 устанавливаем значение
Элемент нижнего пояса Н3
Характеристика элемента:
Вид нагруженного состояния - элемент растянут;
Сечение - двутавр №40Ш1
Материал - С255
Длина L - 2750мм
Усилие - =460 кН
Условия обогрева - с 4 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=12240 мм2
Высота сечения h=383 мм
Ширина полки b=299 мм
Толщина стенки s=9,5 мм
1. Определение степени нагружения элемента:
tem=
2. Определение критической температуры:
3. Определение приведённой толщины металла:
tred=
4. Определение фактического предела огнестойкости по графику (рис.4.1.).
Предел огнестойкости .
Согласно проведенного расчета фактического предела огнестойкости элемента нижнего пояса Н3 устанавливаем значение
Элемент нижнего пояса Н4
Характеристика элемента:
Вид нагруженного состояния - элемент растянут;
Сечение - двутавр №40Ш1
Материал - С255
Длина L - 2645мм
Усилие - =190 кН
Условия обогрева - с 4 сторон
Нормативное сопротивление245 МПа
Определение характеристики балки:
Площадь сечения А=12240 мм2
Высота сечения h=383 мм
Ширина полки b=299 мм
Толщина стенки s=9,5 мм
1. Определение степени нагружения элемента:
tem=
2. Определение критической температуры:
3. Определение приведённой толщины металла:
tred=
4. Определение фактического предела огнестойкости по графику (рис.4.1.).
Предел огнестойкости .
Согласно проведенного расчета фактического предела огнестойкости элемента нижнего пояса Н4 устанавливаем значение
Элемент фермы стойка С1
Характеристика элемента:
Вид нагруженного состояния - элемент сжат;
Сечение - двойной уголок 70Ч5;
Материал - С255;
Нагрузка N = 30 кН;
Длина стержня l = 1800 мм;
Условия обогрева - по периметру;
Площадь поперечного сечения А = 686 мм
Высота сечения h = 70 мм;
Ширина полки b = 70 мм;
Толщина стенки s = 5 мм;
Нормативное сопротивление по пределу текучести 245 МПа.
1. Определение степени нагружения элемента:
tem=
2. Определение критической температуры:
3. Определение приведённой толщины металла:
tred=
4. Определение фактического предела огнестойкости по графику (рис.4.1.).
Предел огнестойкости .
Элемент фермы раскос Р1
Характеристика элемента:
Вид нагруженного состояния - элемент растянут;
Сечение - двойной уголок 90Ч7;
Материал - С255;
Нагрузка N = 220 кН;
Длина стержня l = 2174,8 мм;
Условия обогрева - по периметру;
Площадь поперечного сечения А = 1228 мм
Высота сечения h = 90 мм;
Ширина полки b = 90 мм;
Толщина стенки s = 7 мм;
Нормативное сопротивление по пределу текучести 245 МПа.
1. Определение степени нагружения элемента:
tem=
2. Определение критической температуры:
3. Определение приведённой толщины металла:
tred=
4. Определение фактического предела огнестойкости по графику (рис.4.1.).
Предел огнестойкости Р1 .
Элемент фермы раскос Р2
Характеристика элемента:
Вид нагруженного состояния - элемент сжат;
Сечение - двойной уголок 100Ч10;
Материал - С255;
Нагрузка N = 220 кН;
Длина стержня l = 2174,8 мм;
Условия обогрева - по периметру;
Площадь поперечного сечения А = 1924 мм
Высота сечения h = 100 мм;
Ширина полки b = 100 мм;
Толщина стенки s = 10 мм;
Нормативное сопротивление по пределу текучести 245 МПа.
Модуль упругости стали Е=2,1МПа.
Минимальный момент инерции Iу = 1,96мм
Предел огнестойкости по потере прочности:
1. Определение степени нагружения элемента:
tem=
2. Определение критической температуры:
3. Определение приведённой толщины металла:
tred=
4. Определение фактического предела огнестойкости по графику (рис.4.1.).
Предел огнестойкости .
Предел огнестойкости по потере устойчивости:
1. Определение максимальной гибкости стержня:
, где
2. Определение напряжения от нормативной нагрузки:
3. Определение критической разности краевых деформаций:
4. Определение критической температуры по графику (рис.4.2.):
5. Определение фактического предела огнестойкости конструкции по графику (рис.4.1.).
Предел огнестойкости элемента Р2
Согласно проведенного расчета фактического предела огнестойкости элемента фермы Р2 устанавливаем значение по потере устойчивости.
Элемент фермы раскос Р3
Характеристика элемента:
Вид нагруженного состояния - элемент растянут;
Сечение - двойной уголок 90Ч7;
Материал - С255;
Нагрузка N = 140 кН;
Длина стержня l = 2265,1 мм;
Условия обогрева - по периметру;
Площадь поперечного сечения А = 1228 мм
Высота сечения h = 90 мм;
Ширина полки b = 90 мм;
Толщина стенки s = 7 мм;
Нормативное сопротивление по пределу текучести 245 МПа.
1. Определение степени нагружения элемента:
tem=
2. Определение критической температуры:
3. Определение приведённой толщины металла:
tred=
4. Определение фактического предела огнестойкости по графику (рис.4.1.). Предел огнестойкости Р3 .
Элемент фермы раскос Р4.
Характеристика элемента:
Вид нагруженного состояния - элемент сжат;
Сечение - двойной уголок 90Ч7;
Материал - С255;
Нагрузка N = 140 кН;
Длина стержня l = 2265,1 мм;
Условия обогрева - по периметру;
Площадь поперечного сечения А = 1228 мм
Высота сечения h = 90 мм;
Ширина полки b = 90 мм;
Толщина стенки s = 7 мм;
Нормативное сопротивление по пределу текучести 245 МПа.
Модуль упругости стали Е=2,1МПа.
Минимальный момент инерции Iу = 1,78мм
Предел огнестойкости по потере прочности:
1. Определение степени нагружения элемента:
tem=
2. Определение критической температуры:
3. Определение приведённой толщины металла:
tred=
4. Определение фактического предела огнестойкости по графику (рис.4.1.).
Предел огнестойкости .
Предел огнестойкости по потере устойчивости:
1. Определение максимальной гибкости стержня:
, где
2. Определение напряжения от нормативной нагрузки:
3. Определение критической разности краевых деформаций.
4. Определение критической температуры по графику (рис.4.2.):
5. Определение фактического предела огнестойкости конструкции по графику (рис.4.1.).
Предел огнестойкости элемента Р4
Согласно проведенного расчета фактического предела огнестойкости элемента фермы Р4 устанавливаем значение по потере устойчивости.
Элемент фермы раскос Р5
Характеристика элемента:
Вид нагруженного состояния - элемент растянут;
Сечение - двойной уголок 70Ч5;
Материал - С255;
Нагрузка N = 60 кН;
Длина стержня l = 2265,1 мм;
Условия обогрева - по периметру;
Площадь поперечного сечения А = 686 мм
Высота сечения h = 70 мм;
Ширина полки b = 70 мм;
Толщина стенки s = 5 мм;
Нормативное сопротивление по пределу текучести 245 МПа.
1. Определение степени нагружения элемента:
tem=
2. Определение критической температуры:
3. Определение приведённой толщины металла:
tred=
4. Определение фактического предела огнестойкости по графику (рис.4.1.). Предел огнестойкости Р5 .
Элемент фермы раскос Р6
Характеристика элемента:
Вид нагруженного состояния - элемент сжат;
Сечение - двойной уголок 90Ч7;
Материал - С255;
Нагрузка N = 60 кН;
Длина стержня l = 2265,1 мм;
Условия обогрева - по периметру;
Площадь поперечного сечения А = 1228 мм
Высота сечения h = 90 мм;
Ширина полки b = 90 мм;
Толщина стенки s = 7 мм;
Нормативное сопротивление по пределу текучести 245 МПа.
Модуль упругости стали Е=2,1МПа.
Минимальный момент инерции Iу = 1,78м
Предел огнестойкости по потере прочности:
1. Определение степени нагружения элемента:
tem=
2. Определение критической температуры:
3. Определение приведённой толщины металла:
tred=
4. Определение фактического предела огнестойкости по графику (рис.4.1.).
Предел огнестойкости .
Предел огнестойкости по потере устойчивости:
1. Определение максимальной гибкости стержня:
, где
2. Определение напряжения от нормативной нагрузки:
3. Определение критической разности краевых деформаций:
4. Определение критической температуры по графику (рис.4.2.):
5. Определение фактического предела огнестойкости конструкции по графику (рис.4.1.).
Предел огнестойкости элемента Р6
Согласно проведенного расчета фактического предела огнестойкости элемента фермы Р6 устанавливаем значение по потере устойчивости.
Элемент фермы раскос Р7
Характеристика элемента:
Вид нагруженного состояния - элемент растянут;
Сечение - двойной уголок 70Ч5;
Материал - С255;
Нагрузка N = 10 кН;
Длина стержня l = 2265,1 мм;
Условия обогрева - по периметру;
Площадь поперечного сечения А = 686 мм
Высота сечения h = 70 мм;
Ширина полки b = 70 мм;
Толщина стенки s = 5 мм;
Нормативное сопротивление по пределу текучести 245 МПа.
1. Определение степени нагружения элемента:
tem=
2. Определение критической температуры:
3. Определение приведённой толщины металла:
tred=
4. Определение фактического предела огнестойкости по графику (рис.4.1.). Предел огнестойкости Р7 .
Элемент фермы раскос Р8
Характеристика элемента:
Вид нагруженного состояния - элемент сжат;
Сечение - двойной уголок 70Ч5;
Материал - С255;
Нагрузка N = 10 кН;
Длина стержня l = 2265,1 мм;
Условия обогрева - по периметру;
Площадь поперечного сечения А = 686 мм
Высота сечения h = 70 мм;
Ширина полки b = 70 мм;
Толщина стенки s = 5 мм;
Нормативное сопротивление по пределу текучести 245 МПа.
Модуль упругости стали Е=2,1МПа.
Минимальный момент инерции Iу = 1,39мм
Предел огнестойкости по потере прочности:
1. Определение степени нагружения элемента:
tem=
2. Определение критической температуры:
3. Определение приведённой толщины металла:
tred=
4. Определение фактического предела огнестойкости по графику (рис.4.1.).
Предел огнестойкости Р7 .
Предел огнестойкости по потере устойчивости:
1. Определение максимальной гибкости стержня:
, где
2. Определение напряжения от нормативной нагрузки:
3. Определение критической разности краевых деформаций:
4. Определение критической температуры по графику (рис.4.2.):
5. Определение фактического предела огнестойкости конструкции по графику (рис.4.1.).
Предел огнестойкости элемента Р8
Согласно проведенного расчета фактического предела огнестойкости элемента фермы Р8 устанавливаем значение по потере устойчивости.
Элемент фермы раскос Р9
Характеристика элемента:
Вид нагруженного состояния - элемент растянут;
Сечение - двойной уголок 70Ч5;
Материал - С255;
Нагрузка N = 40 кН;
Длина стержня l = 2265,1 мм;
Условия обогрева - по периметру;
Площадь поперечного сечения А = 686 мм
Высота сечения h = 70 мм;
Ширина полки b = 70 мм;
Толщина стенки s = 5 мм;
Нормативное сопротивление по пределу текучести 245 МПа.
1. Определение степени нагружения элемента:
tem=
2. Определение критической температуры:
3. Определение приведённой толщины металла:
tred=
4. Определение фактического предела огнестойкости по графику (рис.4.1.). Предел огнестойкости Р9 .
Элемент фермы раскос 10
Характеристика элемента:
Вид нагруженного состояния - элемент сжат;
Сечение - двойной уголок 70Ч5;
Материал - С255;
Нагрузка N = 60 кН;
Длина стержня l = 2265,1 мм;
Условия обогрева - по периметру;
Площадь поперечного сечения А = 686 мм
Высота сечения h = 70 мм;
Ширина полки b = 70 мм;
Толщина стенки s = 5 мм;
Нормативное сопротивление по пределу текучести 245 МПа.
Модуль упругости стали Е=2,1МПа.
Минимальный момент инерции Iу = 1,39мм
Предел огнестойкости по потере прочности:
1. Определение степени нагружения элемента:
tem=
2. Определение критической температуры:
3. Определение приведённой толщины металла:
tred=
4. Определение фактического предела огнестойкости по графику (рис.4.1.).
Предел огнестойкости Р10 .
Предел огнестойкости по потере устойчивости:
1. Определение максимальной гибкости стержня:
, где
2. Определение напряжения от нормативной нагрузки:
3. Определение критической разности краевых деформаций:
4. Определение критической температуры по графику (рис.4.2.):
5. Определение фактического предела огнестойкости конструкции по графику (рис.4.1.).
Предел огнестойкости элемента Р10
Согласно проведенного расчета фактического предела огнестойкости элемента фермы Р10 устанавливаем значение по потере устойчивости.
Элемент фермы раскос 11
Характеристика элемента:
Вид нагруженного состояния - элемент сжат;
Сечение - двойной уголок 70Ч5;
Материал - С255;
Нагрузка N = 180 кН;
Длина стержня l = 2265,1 мм;
Условия обогрева - по периметру;
Площадь поперечного сечения А = 686 мм
Высота сечения h = 70 мм;
Ширина полки b = 70 мм;
Толщина стенки s = 5 мм;
Нормативное сопротивление по пределу текучести 245 МПа.
Модуль упругости стали Е=2,1МПа.
Минимальный момент инерции Iу = 1,39мм
Предел огнестойкости по потере прочности:
1. Определение степени нагружения элемента:
tem=
2. Определение критической температуры:
3. Определение приведённой толщины металла:
tred=
4. Определение фактического предела огнестойкости по графику (рис.4.1.).
Предел огнестойкости Р11 .
Предел огнестойкости по потере устойчивости:
1. Определение максимальной гибкости стержня:
, где
2. Определение напряжения от нормативной нагрузки:
3. Определение критической разности краевых деформаций:
4. Определение критической температуры по графику (рис.4.2.):
5. Определение фактического предела огнестойкости конструкции по графику (рис.4.1.).
Предел огнестойкости элемента Р11
Согласно проведенного расчета фактического предела огнестойкости элемента фермы Р11 устанавливаем значение по потере устойчивости.
Элемент фермы раскос 12
Характеристика элемента:
Вид нагруженного состояния - элемент растянут;
Сечение - двойной уголок 70Ч5;
Материал - С255;
Нагрузка N = 180 кН;
Длина стержня l = 2265,1 мм;
Условия обогрева - по периметру;
Площадь поперечного сечения А = 686 мм
Высота сечения h = 70 мм;
Ширина полки b = 70 мм;
Толщина стенки s = 5 мм;
Нормативное сопротивление по пределу текучести 245 МПа.
1. Определение степени нагружения элемента:
tem=
2. Определение критической температуры:
3. Определение приведённой толщины металла:
tred=
4. Определение фактического предела огнестойкости по графику (рис.4.1.). Предел огнестойкости Р12 .
Элемент фермы раскос Р13
Характеристика элемента:
Вид нагруженного состояния - элемент сжат;
Сечение - двойной уголок 90Ч7;
Материал - С255;
Нагрузка N = 220 кН;
Длина стержня l = 2213,9 мм;
Условия обогрева - по периметру;
Площадь поперечного сечения А = 1228 мм
Высота сечения h = 90 мм;
Ширина полки b = 90 мм;
Толщина стенки s = 7 мм;
Нормативное сопротивление по пределу текучести 245 МПа.
Модуль упругости стали Е=2,1МПа.
Минимальный момент инерции Iу = 1,78мм
Предел огнестойкости по потере прочности:
1. Определение степени нагружения элемента:
tem=
2. Определение критической температуры:
3. Определение приведённой толщины металла:
tred=
4. Определение фактического предела огнестойкости по графику (рис.4.1.).
Предел огнестойкости Р13 .
Предел огнестойкости по потере устойчивости:
1. Определение максимальной гибкости стержня:
, где
2. Определение напряжения от нормативной нагрузки:
3. Определение критической разности краевых деформаций:
4. Определение критической температуры по графику (рис.4.2.):
5. Определение фактического предела огнестойкости конструкции по графику (рис.4.1.).
Предел огнестойкости элемента Р13
Согласно проведенного расчета фактического предела огнестойкости элемента фермы Р13 устанавливаем значение по потере устойчивости.
По результатам проведенных расчетов пределов огнестойкости наиболее нагруженных элементов фермы Ф-8 устанавливаем фактический предел огнестойкости фермы по элементам Р2 и
Вывод: в данной главе были проведены расчеты пределов огнестойкости основных строительных конструкций здания административно-торгового комплекса 'Автоцентр Lexus', а именно балок перекрытия, колонн и ферм. Зная значения пределов огнестойкости можно будет сделать вывод о соответствии данных конструкций требованиям норм по огнестойкости.
5. Экспертиза строительных конструкций
В ходе выполнения дипломного проекта были определены фактические и требуемые пределы огнестойкости основных строительных конструкций, данные сведены в таблицу 5.1
Таблица 5.1
Экспертиза строительных конструкций
|
№ п/п
|
Наименование конструкции
|
Пф (мин) 1
|
Птр (мин) 2
|
Вывод
|
|
|
1.
|
Балка металлическая Б1
|
17
|
R 90
|
Не соответствует
|
|
|
2.
|
Балка металлическая Б2
|
27
|
R 90
|
Не соответствует
|
|
|
3.
|
Балка металлическая Б3
|
13
|
R 90
|
Не соответствует
|
|
|
4.
|
Балка металлическая Б4
|
17
|
R 90
|
Не соответствует
|
|
|
5.
|
Балка металлическая Б5,10
|
10
|
R 90
|
Не соответствует
|
|
|
6.
|
Балка металлическая Б7
|
12
|
R 90
|
Не соответствует
|
|
|
7.
|
Балки металлические Б8,12
|
5
|
R 90
|
Не соответствует
|
|
|
8.
|
Балка металлическая Б9
|
12
|
R 90
|
Не соответствует
|
|
|
9.
|
Балки металлические Б11,16,17
|
9
|
R 90
|
Не соответствует
|
|
|
10.
|
Балки металлические Б13,14,15
|
9
|
R 90
|
Не соответствует
|
|
|
11.
|
Балка металлическая Б18
|
11
|
R 90
|
Не соответствует
|
|
|
12.
|
Колонна металлическая К1
|
8
|
R 90
|
Не соответствует
|
|
|
13.
|
Колонна металлическая К2
|
7
|
R 90
|
Не соответствует
|
|
|
14.
|
Колонна металлическая К3
|
8
|
R 90
|
Не соответствует
|
|
|
15.
|
Колонна металлическая К4
|
12
|
R 90
|
Не соответствует
|
|
|
16.
|
Колонна металлическая К5
|
11
|
R 90
|
Не соответствует
|
|
|
17.
|
Колонна металлическая К6
|
8
|
R 90
|
Не соответствует
|
|
|
18.
|
Колонна металлическая К7
|
8
|
R 90
|
Не соответствует
|
|
|
19.
|
Колонна металлическая К8
|
9
|
R 90
|
Не соответствует
|
|
|
20.
|
Ферма металлическая Ф1
|
4
|
R 15
|
Не соответствует
|
|
|
Примечание: 1 - определено расчетом; 2 - ФЗ № 123 ст.87 ч.2 табл.21
Вывод: как видно из таблицы металлические конструкции каркаса здания не соответствуют требованиям противопожарных норм по огнестойкости (Пф<Птр), соответственно необходимо увеличение огнестойкости этих конструкций до требуемых значений. Увеличение огнестойкости металлических конструкций достигается с помощью различных способов огнезащиты. Способы огнезащиты приведены в следующем разделе.
6. Технические решения и их экономическое обоснование
Несмотря на то, что металлические (стальные) конструкции выполнены из несгораемого материала, фактический предел их огнестойкости в среднем составляет 15 мин. Это объясняется достаточно быстрым снижением прочностных и деформативных характеристик металла при повышенных температурах во время пожара. Обрушившиеся или получившие большой прогиб металлические конструкции вызывают порчу оборудования, сырья, готовой продукции и затрудняют решение вопросов эвакуации и организации тушения пожара.
Интенсивность нагрева МК зависит от ряда факторов, к которым относятся характер нагрева конструкций и способы их защиты. В случае кратковременного действия температуры при реальном пожаре, после воспламенения горючих материалов металл подвергается нагреву более медленно и менее интенсивно, чем нагрев окружающей среды. При действии 'стандартного' режима пожара температура окружающей среды не перестает повышаться и тепловая инерция металла, обуславливающая некоторую задержку нагрева, наблюдается только в течение первых минут пожара. Затем температура металла приближается к температуре нагревающей среды. Защита металлического элемента и эффективность этой защиты также влияют на нагрев металла.
Высокая теплопроводность металла позволяет предполагать, что теплоперенос в массе металлической конструкции является равномерным и мгновенным, поэтому для металла можно не использовать понятия температурного градиента ни по сечению, ни по длине элементов МК. Степень нагрева металлической конструкции при пожаре зависит от размеров их элементов и величины поверхности их обогрева. При увеличении объема металла и уменьшении поверхности его обогрева температура элемента снижается.
Конструкции без огнезащиты деформируются и разрушаются под воздействием напряжений от внешних нагрузок и температуры. Огнезащита, блокируя тепловой поток от огня к поверхности конструкций, замедляет прогревание металла и позволяет ей сохранить свои функции при пожаре в течение заданного периода времени.
Фактический предел огнестойкости стальных конструкций при 'стандартном' режиме пожара, в зависимости от толщины элементов сечения и величины действующих напряжений, составляет от 6 до 24 мин (таблица 2, график 1). При проектировании зданий и сооружений предел огнестойкости незащищенных стальных конструкций допускается принимать ~15 мин. Значения же требуемых пределов огнестойкости основных строительных конструкций, в том числе металлических, составляют от 15 до 120 мин в зависимости от степени огнестойкости здания и типа конструкций. Таким образом, большинство незащищенных стальных конструкций удовлетворяют лишь требованиям по пределу огнестойкости 15 мин. Это позволяет сделать вывод о том, что область применения металлических конструкций ограничена по огнестойкости, так как не выполняется условие безопасности - Пф ? Птр.
Это условие безопасности является основным критерием обоснования необходимости применения огнезащиты металлических конструкций, т.е. если Пф? Птр - огнезащита не нужна, а при Пф < Птр - огнезащита необходима.
Выбор конкретного типа огнезащитного состава и материала, установление их областей применения производятся на основе технико-экономического анализа с учетом величины требуемого предела огнестойкости конструкции; типа защищаемой конструкции; вида нагрузки; температурно-влажностных условий эксплуатации и производства монтажных работ; степени агрессивности окружающей среды по отношению к огнезащите и материалу конструкции; увеличения нагрузки на конструкцию за счет массы огнезащиты; трудоемкости монтажа огнезащиты; эстетических требований к конструкции; технико-экономических показателей.
Согласно СП 2.13130.2012 п.5.4.3 в зданиях 1 и 2 степеней огнестойкости для обеспечения требуемых пределов огнестойкости несущих элементов здания, отвечающих за его общую устойчивость и геометрическую неизменяемость при пожаре, следует применять конструктивную огнезащиту.
С учетом всех требований для защиты металлических конструкций предлагаем два огнезащитных штукатурных состава.
1. Состав 'СОШ-1'
Описание и область применения: Огнезащитный состав на основе неорганических связующих, наполнителей и выгорающих добавок предназначен для защиты стальных строительных конструкций и воздуховодов (оцинкованных и неоцинкованных), каналов дымоудаления, систем кондиционирования, эксплуатируемых внутри помещений, зданий и сооружений промышленного и гражданского назначения с относительной влажностью воздуха не более 80%.
Способ применения:
1. Нанесение состава производится вручную шпателем или пневмораспылением с помощью установки СО-150. Потери материала при нанесении пневмораспылением составляют 10-15%.
2. Перед нанесением состава СОШ-1 поверхность металла необходимо очистить от грязи, битумных и жировых пятен с помощью моющих растворов.
3. Перед применением состав СОШ-1 следует тщательно перемешать.
4. На поверхность металлоконструкций и стальных воздуховодов допускается нанесение грунта типа ГФ-021.
5. На подготовленную поверхность необходимо нанести предварительный слой огнезащитного состава толщиной 1,0 - 1,5 мм. Работы по нанесению каждого последующего слоя покрытия должны проводиться после полного высыхания предыдущего слоя. Время полного высыхания одного слоя покрытия при температуре 20°С составляет 12 ч.
6. При нанесении состава температура окружающего воздуха должна быть не ниже 0°С, влажность воздуха - не выше 80%, в условиях строительной площадки обрабатываемые поверхности должны быть защищены от атмосферных осадков.
7. На участках повышенной вибрации воздуховодов (более 250 Гц) перед нанесением состава необходимо выполнять армирование стеклосеткой с размерами ячеек 5 x 5 мм.
8. При эксплуатации конструкций с покрытием СОШ-1 в условиях открытой атмосферы или в местах повышенной влажности необходимо производить окраску покрытия СОШ-1 гидрофобным составом МПВО толщиной не менее 200 мкм. Огнестойкость приведена в таблице 6.1.
Таблица 6.1.
Характеристики огнезащитного состава 'СОШ-1'
|
Защищаемая поверхность
|
Толщина покрытия, мм
|
Показатель огнестойкости, мин
|
Расход кг/м2
|
|
|
Металлокон-струкции
|
4,2
|
30
|
1,5-2,0
|
|
|
7,93
|
45
|
2,5 - 3,0
|
|
|
9,83
|
60
|
3,5 - 4,0
|
|
|
20,5
|
90
|
8,5 - 9,0
|
|
|
25,15
|
120
|
10,5 - 11,0
|
|
|
Цена за 1 кг - 80 рублей.
2. 'Монолит М1'
Высококачественное огнезащитное покрытие на основе огнезащитного состава Монолит М1 представляет собой смесь минерального вяжущего с целевыми добавками и наполнителями. Покрытие выдерживает небольшие динамические нагрузки, не растрескивается и не отслаивается, устойчиво к механическим способам очистки и действию агрессивных веществ, подходит для эксплуатации в условиях открытой атмосферы. Не содержит вредных для здоровья человека и окружающей среды веществ.
Базовый цвет - серый.
Область применения: предназначен для повышения огнестойкости металлических конструкций зданий и сооружений.
Способ применения: огнезащитный состав Монолит М1 поставляется в сухом виде, непосредственно на месте выполнения огнезащитных работ состав смешивается с водой в соотношении 1: 1.
Нанесение огнезащитного состава Монолит М1 на огрунтованные металлические конструкции осуществляется механическим путем при помощи штукатурных агрегатов типа СО-154А, Т-103, МАШ-1, ISO-P5 или аналогичных.
Эксплуатация огнезащитного состава Монолит М1 осуществляется, как внутри помещений, так и в условиях открытой атмосферы с температурой окружающей среды от - 40°С до +40°С.
Срок эксплуатации покрытия не менее 50 лет.
Технические характеристики приведены в таблице 6.2.
Таблица 6.2.
Характеристики огнезащитного состава 'Монолит М1'
|
Защищаемая поверхность
|
Толщина покрытия, мм
|
Показатель огнестойкости, мин
|
Расход кг/м2
|
|
|
Металлокон-струкции
|
3,4
|
45
|
1,6
|
|
|
4,1
|
60
|
2,0
|
|
|
5,0
|
90
|
2,3
|
|
|
7,0
|
120
|
3,0
|
|
|
9,0
|
240
|
4,6
|
|
|
Цена за 1 кг - 78 руб.
3. 'Триумф'
Огнезащитный терморасширяющийся состав 'Триумф'. Экологически чистый состав; обладает хорошей адгезией к металлу, высокой прочностью при действии статических нагрузок, устойчив к сухому истиранию и кратковременному воздействию воды и смачивающих растворов, обладает хорошими декоративными свойствами; не выделяет вредных веществ при нанесении и в процессе эксплуатации; при воздействии огня состав не вызывает задымления помещения.
Область применения: предназначен для повышения огнестойкости несущих и ограждающих конструкций зданий и сооружений, выполненных из металла, эксплуатирующихся в закрытых помещениях.
Способ применения:
Подготовка поверхности к покрытию: Стальные загрунтованные конструкции должны быть чистыми, сухими и, при необходимости, обезжиренными. Для обезжиривания поверхности следует использовать сольвент или уайт-спирит. Также допустимо использовать жидкие щелочные моющие средства. Стальные конструкции без антикоррозийного покрытия должны быть тщательно очищены от ржавчины и грязи (желательно при помощи пескоструйной установки) и покрыты антикоррозийной грунтовкой в соответствии со СНиП 2.03.11-85 'Защита строительных конструкций от коррозии'.
Условия проведения работ: работы проводятся при температуре воздуха не ниже +5°С и относительной влажности воздуха, не более 85%.
Методы нанесения: огнезащитный состав 'Триумф' можно наносить с помощью кисти, валика или механизированным способом (установка типа СО-154, СО-157).
Оценим стоимость огнезащитной обработки одной несущей колонны I40 различными штукатурными составами (Sпов = 6,23 м2):
Огнезащита составом 'СОШ-1':
В соответствии с расценками на май 2013 года стоимость 1 кг. состава 'СОШ-1' составляет 80рублей. Расход на 1 м2 при необходимой толщине 20,5 мм. составит 9 кг. состава. Следовательно, на обработку составом 6,23 м2 необходимо 56 кг. состава.
Тогда затраты на приобретение и работу составят:
К1 = Ц*Nc + (Ц*Нм) /100 = 80*56 + (80*30) /100 = 4507,5 руб.
где, Ц - стоимость 1 кг. состава, руб.
Nc - количество необходимого состава, кг.
Нм - затраты на работы, %.
Тогда общие приведенные затраты составят:
П1=К1?Ен = 4507,5*0,15 = 676,1 руб. /год
где: К1 - затраты на приобретение и работу, руб;
Ен=0,15 - нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных затрат, 1/год;
Аналогично проводим расчеты по нанесению огнезащитного состава 'Монолит М1':
В соответствии с расценками на май 2013 года стоимость 1 кг. состава 'Монолит М1' составляет 78 рублей. Расход на 1 м2 при необходимой толщине 5 мм. составит 2,3 кг. состава. Следовательно, на обработку составом 6,23м2 необходимо 14,5 кг. состава.
Тогда затраты на приобретение и работу составят:
К2 = Ц*Nc + (Ц*Нм) /100 = 78*14,5 + (78*30) /100 = 1154,4 руб.
где,
Ц - стоимость 1 кг. состава, руб.
Nc - количество необходимого состава, кг.
Нм - затраты на работы, %.
Тогда общие приведенные затраты составят:
П2=К2?Ен = 1154,4*0,15 = 173,2 руб. /год
Определим экономическую целесообразность оштукатуривания металлической колонны огнезащитным составом, сравнивая варианты состава 'СОШ-1' и 'Монолит М1'.
Э=П1-П2=676,1 - 173,25 = 502,9 руб/год.
Вывод: при сравнении экономической целесообразности применения огнезащитных материалов и его технических характеристик, свое экономическое преимущество показывает состав 'Монолит М1'. При нанесении слоя 'Монолит М1' толщиной 5 мм на поверхность металлической конструкции огнестойкость увеличивается до требуемого значение 90 мин. При этом, при относительно одинаковой стоимости составов, для обработки одной колонны данной штукатурки требуется в несколько раз меньше.
Исходя из этого можно сделать вывод, что в здании автоцентра Lexus для огнезащиты балок и колонн, являющихся несущими конструкциями, целесообразно применять состав 'Монолит М1', а для огнезащиты металлических ферм выбираем терморасширяющийся состав 'Триумф'.
7. Вывод
В данном дипломном проекте: Оценка огнестойкости основных строительных конструкций и разработка технических по ее повышению в здании административно-торгового комплекса 'Автоцентр Lexus':
1. Приведены характеристика здания, конструктивные решения здания.
2. Произведены расчеты фактических пределов огнестойкости металлических строительных конструкций здания.
3. Выполнена экспертиза основных строительных конструкций, сделаны соответствующие выводы.
4. На основании экспертизы основных строительных конструкций предложено техническое решение по огнезащите металлических конструкций здания административно-торгового комплекса 'Автоцентр Lexus'.
5. Произведено экономическое обоснование предложенных технических решений.
В результате применения предложенных технических решений, в соответствии с требованиями нормативных документов, будет достигнуто обеспечение пожарной безопасности здания административно-торгового комплекса 'Автоцентр Lexus'.
Список используемых источников
1. Федеральный закон № 123-ФЗ 'Технический регламент о требованиях пожарной безопасности'. В ред. Федерального закона от 10.07.2012 №117-ФЗ.
2. СП 2.13130.2012 'Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты'.
3. СП 4.13130.2013 'Системы противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара на объектах защиты'.
4. СП 12.13130.2009 'Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности'.
5. ГОСТ 31251-2003 'Конструкции строительные. Методы определения пожарной опасности. Стены наружные с внешней стороны'.
6. ГОСТ 30403-96 'Конструкции строительные. Метод определения пожарной опасности'.
7. ГОСТ 30247.1 'Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции'.
8. ГОСТ 30247.0 'Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования'.
9. СНиП II-23-81* 'Стальные конструкции'.
10. В.Н. Демехин, И.Л. Мосалков, Г.Ф. Плюснина, Б.Б. Серков, А.Ю. Фролов, Е.Т. Шурин. Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре: Учебник/ - М.: Академия ГПС МЧС России, 2003. - 656с. ил.
11. И.Л. Мосалков, Г.Ф. Плюснина, А.Ю. Фролов. Огнестойкость строительных конструкций. - М.: Спецтехника, 2001.
12. Дятков С.В. Промышленные здания и их конструктивные элементы. Уч. пособие для строит, вузов, изд.1-е, изд-во 'Высшая школа', М., 1971.392 сгр. с ил.
13. Пожарная профилактика в строительстве: Учеб. П 46 для пожарно-техн. училищ/Б. В Грушевский, Н.Л. Котов, В.И. Сидорук и др. - М.: Стройиздат, 1989. - 368 с: ил.
14. С.В. Шархун, А.Ю. Акулов. Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре: задачник по расчету пределов огнестойкости металлических конструкций - Екатеринбург: УрИ ГПС МЧС России 2010г. - 39с.
15. С.В. Семенов, О.А. Мокроусова, Е.А. Третьякова, Е.П. Воробьева, Н.Н. Мичурова, Е.А. Контобойцев, В.Б. Черник, С.В. Макаркин. Дипломное проектирование: методические указания для слушателей очной и заочной форм обучения Уральского института ГПС МЧС России по специальности 280104.65 - пожарная безопасность и студентов по специальности 280103.65 - Защита в чрезвычайных ситуациях. Екатеринбург: УрИ ГПС МЧС России, 2010. - 42с.
