 |
Расчёт реального температурного режима пожара в заданном помещении
|
|
|
|
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»
РУТ (МИИТ)
 |
Кафедра «Строительные конструкции, здания и сооружения»
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине
«Экспериментальная и расчётная оценка огнестойкости строительных конструкций»
РАСЧЁТ ОГНЕСТОЙКОСТИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННОЙ КОЛОННЫ В УСЛОВИЯХ РЕАЛЬНОГО ПОЖАРА
| Выполнил(а): | ст.гр. СГС- 251 | |
| Алина Алимова ^-^ | ||
| Руководитель: | проф. Федоров В.С. |
МОСКВА – 2019
Исходные данные
· Варианты заданий принимаем по Приложению 1.
| № вар. | Размеры помещения | Окна | Окна | Окна | Двери | Горизонтальные проёмы | ||||||||||||
| L, м | B, м | H, м | h 1, м | b 1, м | n 1 | h 2, м | b 2, м | n 2 | h 3, м | b 3, м | n 3 | h 4, м | b 4, м | n 4 | a, м | b, м | n | |
| х | 15 | 8 | 2,7 | 1,4 | 1,4 | 2 | 1,4 | 1,0 | 2 | 1,4 | 2,0 | 1 | 2,5 | 1,0 | 1 | 2,0 | 1,2 | 4 |
| № вар. | Армирование колонны | Сечение колонны | Защитный слой | Нормативная нагрузка | Класс бетона | Требуемый предел огнестойкости | Пожарная нагрузка |
| h, мм | d s, мм | N, кН | q, МДж/м2 | ||||
| х | 4d12 A400 | 300 | 32 | 1250 | В40 | R90 | 837 |
|
|
Расчёт реального температурного режима пожара в заданном помещении
· Для расчета реального температурного пожара в помещении необходимо знать геометрические размеры помещения: высоту, ширину и длину, а также размеры и расположение всех имеющихся вертикальных и горизонтальных проемов в ограждающих конструкциях, а также величину средней пожарной нагрузки в помещении (МДж/м2).
|
|
|
· Величина пожарной нагрузки определяет потенциальную теплоту, которая выделится в условиях развития пожара в помещении, объем помещения и площадь ограждающих конструкций будет определять величину теплопотерь, а проемы в ограждающих конструкциях будут определять количество кислорода воздуха, которое будет поступать в помещении во время развития пожара. Все эти факторы в целом дадут нам конкретную зависимость температурного режима от времени Tf r (t).
· Найдём площадь горизонтальных проемов A 1 помещения:
4·(2,0·1,2) = 9,6 м2,
где аi - длина i-го горизонтального проема, bi - ширина i-го горизонтального проема, м.
· Найдём площадь вертикальных проемов A 2 (окон, дверей, ворот) помещения:
2·(1,4·1,4) + 2·(1,0·1,4) + (2,5·1,0) + (2,0·1,4) = 12,08 м2,
где hi – высота i-го вертикального проема, bi – ширина i-го вертикального проема, м.
· Определим площадь поверхности ограждений помещения A 3, м2:
A 3 = 2·(B · L + B · H + L · H) = 2·(8·15 + 8·2,7 + 15·2,7) = 364,2 м2,
где B, L, H – ширина, длина и высота помещения, м.
· Найдём среднюю высоту вертикальных проемов H 0, м:
1,55 м.
· Вычислим значение коэффициента проёмности K 1 (м1/2) для вертикальных проёмов по формуле:
0,041 м1/2.
· Найдём средневзвешенное расстояние от плоскости горизонтальных проёмов до середины высоты вертикальных проёмов H 1, м:
H 1 = 0,2 + 0,5· H 0 = 0,2 + 0,5·1,55 = 0,975 м,
где 0,2 м – расстояние от плоскости горизонтальных проёмов до верха вертикальных проёмов.
· Вычислим значение коэффициента проёмности K 2 по формуле:
0,63.
· Определим значение f 1 в зависимости от K 1 и вида материалов ограждений (по табл. 1 Приложения 2):
f 1 = 0,85.
· Определим значение f 2 в зависимости от K 2 (по табл. 2 Приложения 2):
2,39.
· Определим значение приведённого коэффициента проёмности K 1 пр по формуле:
|
|
|
K 1 пр = f 1 · f 2 · K 1 = 0,85·2,39·0,041 = 0,081 м1/2.
· Вычислим приведённую пожарную нагрузку по формуле:
qпр = f 1 · q = 0,85·837 = 711 МДж/м2.
· Определим значение коэффициента режима пожара y по формуле:
1,37 – 0,175 = 1,195.
· Определим значение времени наступления максимальной температуры среды при пожаре в помещении t m (ч) по формуле:
1,11 ч = 67 мин.
· Определим значение скорости снижения температуры среды в помещении при реальном пожаре во время фазы его затухания Vс по формуле:
9,05 °С/мин = 543 °С/ч.
· По полученным значениям параметров y, t m, V c определяем искомый температурный режим пожара в помещении в различные моменты времени развития пожара (0,5; 0,75; 1,0; t m = 1,11; 1,5; 2,0; 2,5, 3,0 ч) по формулам:
при t < t m: Tf r (t) = 20 + y·345·lg (8t + 1);
при t ³ t m: Tf r (t) = 20 + y·345·lg (8t + 1) – Vc ·(t – t m),
где 20°С – начальная температура среды; Т = 20 + 345·lg (8t + 1) – стандартный температурный режим пожара в помещении; t – время развития пожара, мин.
· Заносим данные в таблицу 1 и на график (рис. 3).
Таблица 1
Зависимость температуры от времени развития реального пожара
| Время пожара, мин | 0 | 30 | 45 | 60 | 67 | 90 | 120 | 150 | 180 |
| Температура среды, °С | 20 | 1002 | 1074 | 1126 | 1146 | 990 | 770 | 538 | 300 |
· Параметров y, t m, V c достаточно для последующего расчета температуры в сечениях бетонных и железобетонных конструкций, обогреваемых по температурному режиму реального пожара.
Рис. 3. Температурный режим реального пожара в помещении
· Расчеты температурных полей конструкций для случая воздействия реального пожара производятся с использованием так называемого принципа суперпозиции. В этом случае действие реального пожара можно представить в виде нескольких тепловых источников на стадии нарастания температуры среды (положительный источник) и на стадии остывания (отрицательный источник). Действие на конструкцию реального пожара будет являться суммой действия этих источников.
· При проведении расчетов температурных полей в сечениях конструкций для случая воздействия реального пожара на основе принципа суперпозиции следует рассматривать отдельно две стадии развития реального пожара – восходящую и ниспадающую ветви температурной кривой реального пожара.
· Тепловой источник на стадии развития реального пожара определяется по формуле:
|
|
|
542·y2 + 275·y + 403 = 542·1,1952 + 275·1,195 + 403 = 1102 °С.
· Тепловой источник на стадии затухания реального пожара представляется в виде температуры среды, снижающейся по линейному закону со скоростью Vc, °С/мин, относительно температуры среды первой стадии пожара при t ³ t m.
|
|
|
