Расчет температуры нагрева рабочей арматуры колонны, обогреваемой по температурному режиму реального пожара

· Температура рабочей арматуры железобетонной колонны T _s для случая воздействия реального пожара (фаза разогрева и фаза охлаждения) определяется как сумма температур

T_s = T_sh + T_sc,

где T_sh – положительная температура, соответствующая стадии развития пожара в помещении; T_sс – отрицательная температура, соответствующая стадии затухания пожара в помещении (T_sс = 0 при t £ t _m; T_sс < 0 при t > t _m).

· Вычисляем значения температуры рабочей арматуры колонны T sh в стадии развития пожара в помещении.

· Для замены граничных условий 3-го рода (задание температуры среды и коэффициента теплоотдачи) граничными условиями 1-го рода (задание температуры поверхности) к обогреваемой поверхности добавлен фиктивный слой толщиной , на поверхности которого мгновенно устанавливается и постоянно поддерживается температура .

· Вычисляем условные расстояния до арматурного стержня :

,

где Yi –	расстояние от i-ой обогреваемой поверхности до ближайшего к ней края арматуры, м;
j1 и j2 –	коэффициенты, принимаемые в зависимости от плотности бетона; при r = 2350 кг/м3 j1 = 0,62 ч1/2 и j2 = 0,5 (по табл. 1 Приложения 3);
ared –	приведённый коэффициент температуропроводности бетона, для тяжёлого бетона с заполнителем из силикатных пород (на гранитном щебне), при плотности 2350 кг/м3 и влажности 2,5% ared = 0,00132 м2/ч (по табл. 2 Приложения 3).

 

 

· Определяем расстояния по рис. 4:

Y ₁ = Y ₃ = d _s = 0,032 м, Y ₂ = Y ₄ = h – d _s – d_s = 0,3 – 0,032 – 0,012 = 0,256 м;

= 0,0605 м;

= 0,285 м.

Рис. 4. Определение расстояний от обогреваемых поверхностей до арматурного стержня

· Рассматриваем момент времени, наиболее близкий к t _m.

· Определяем глубину прогретого слоя бетона в момент времени t (t = 1,5 ч):

0,154 м.

· Определяем относительные расстояния :

, .

· Получили, что r ₂ = r ₄ > 1, поэтому принимаем r ₂ = r ₄ = 1 (это означает, что обогрев колонны со стороны 2 и 4 не оказывает влияния на прогрев рассматриваемого арматурного стержня).

· Температура арматуры в стадии развития пожара, соответствующей восходящей части графика T_f ^r (t), через время t при четырехстороннем огневом воздействии на колонну (взаимно параллельны первая и вторая, третья и четвертая обогреваемые поверхности) определяется по формуле:

=

= 1102 – (1102 – 20)·[1 – (1 – 0,393)²] ² = 1102 – 431 = 671°С.

· Результаты вычислений T_sh в зависимости от времени t представлены в таблице 2.

· Вычисляем значения температуры рабочей арматуры колонны T_sc в различные моменты времени действия отрицательного источника тепла в стадии затухания пожара.

· Температура арматуры в стадии затухания пожара (фазе охлаждения) для квадратного сечения определяется по формуле:

- 18 511 · q _с,

где q _с – параметр температуры, являющейся функцией числа F ₀ и безразмерной координаты h:

0,059 · t _с ;

= 0,253.

· Параметр q _с находится по графикам Приложения 4, для каждого конкретного значения времени  t _с = t – t _m (см. табл. 2).

· Вносим в таблицу 2 вычисленные значения температур T_sc, а затем T_s = T_sh + T_sc, которые изображаем также на рис. 5.

 

Таблица 2

Температура арматуры колонны при воздействии реального пожара

Время пожара, мин	0	30	45	60	67	90	120	150	180
Время пожара, ч	0	0,5	0,75	1	1,11	1,5	2	2,5	3
Глубина прогретого слоя l, м	-	0,089	0,109	0,126	0,132	0,154	0,178	0,199	0,218
Относительные расстояния r 1 = r 3	-	0,680	0,555	0,481	0,458	0,392	0,340	0,304	0,278
Относительные расстояния r 2 = r 4	-	1	1	1	1	1	1	1	1
Температура арматуры в стадии развития пожара Tsh, °С	20	230	406	525	562	671	757	814	855
t с = t – t m, ч	-	-	-	-	0	0,39	0,89	1,39	1,89
F 0	-	-	-	-	-	0,023	0,052	0,082	0,111
q с	-	-	-	-	-	0,002	0,012	0,026	0,045
Температура арматуры в стадии затухания пожара Tsс, °С	-	-	-	-	-	-37	-222	-481	-833
Ts = Tsh + Tsc, °С	0	230	406	525	565	634	535	333	22

 

 

Рис. 5. Температура нагрева арматуры колонны в условиях реального пожара

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: