Анализ огнестойкости балки

Предельное состояние первой группы характеризуется потерей несущей способности или непригодностью к эксплуатации. К ним относятся потеря устойчивости формы и положения, вязкое, хрупкое, усталостное или иное разрушение, т.е. состояния, при которых возникает необходимость прекращения эксплуатации.

Вторая группа - по непригодности к нормальной эксплуатации- характеризуется состояниями, затрудняющими нормальную эксплуатацию конструкции и оснований или снижающими их долговечность вследствие появления не допустимых прогибов, осадок, углов поворотов, колебаний, трещин и.т.д.

Таблица 3.1.1 Расчётное сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rb,  МПа, в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие.

Вид сопротивления	Бетон	Класс бетона по прочности В40
Сжатие осевое Rb	Тяжелый мелкозернистый	22

 

 

Rb =22 МПа=22*106 Н*м=22000000 Н*м

Для балок предварительно назначаются размеры сечений из следующих соображений:

 

• Высота сечения посередине балки h=1/10…..1/15L, где L-пролет балки:

• Уклон балки верхнего пояса 1/12;

• Ширина верхней сжатой полки bn’-1/50….1/60L (обычно 200-300мм);

• Ширина нижнего пояса 200-300мм;

• Толщина стенки ст.=60-100мм;

• Толщина полок не менее 80мм;

• Высота сечения на опоре типовых балок 800-900мм;

                                                                                                     

 

 

                                                                                                          h

       

 

 

                                                                     

                                                                         в 

Рисунок 3.1.1 Сечение конструкции

Далее определяем рабочую площадь арматуры в сечении конструкции.

, где

bf = 0,2…. 0,5*h=0,3*2=0,6м

h0 = h-a’ = 2-0,03=1,97м

 

Определив значение А0, используя табличные коэффициенты подбираем значения η  ξ

А0=0,067  η =0,965  ξ=0,07

 

 

 

 

3.2 Расчет требуемого количества  арматуры в сечении 

Таблица 3.2.1 Расчетные сопротивления Rs для первой группы предельных состояний.

Вид и класс стали	Растянутой, продольной Rs
Горячекатаная периодического профиля. AII	295

 

 

Подбор сечения арматуры в конструкциях производят по формуле с учетом табличных коэффициентов.

Процентами армирования задаются обычно исходя из оптимальных значений, величины которых колеблются в пределах 0,3-0,7% для плит, а для балок и ригелей -0,4-1,5%.

Определяем площадь рабочей арматуры в сечении конструкции:

 

Исходя от значений As, по приложению подбираем количество стержней и диаметр арматуры.

Аs= 30,79 см2   1ст  Ø=28мм

Зная армирование, сечение конструкции находим положение нейтральной оси. Пренебрегая арматурой сжатой зоны, находим нейтральную ось:

 

В момент воспринимаемой сечением определятся по формуле:

 

 

 

 

 

4 РАСЧЕТ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ  БАЛКИ ПОКРЫТИЯ ПРИ ОГНЕВОМ  ВОЗДЕЙСТВИИ

4.1 Расчет температуры  бетонной арматуры сплошных сечений  бетонных и железобетонных конструкциях

ПОЖАР — неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства.

Ущерб, наносимый пожарами, в значительной степени определяется разрушением зданий и сооружений под действием огня. В свою очередь разрушения в значительной степени зависят от конструктивных материалов, использованных при строительстве зданий.

Горючесть материалов характеризуется показателем возгораемости, т. е. отношением количества теплоты, выделяемой образцом в процессе испытания, к количеству теплоты, выделяемой источником зажигания. По показателю возгораемости материалы подразделяют на группы (СНиП 2.01.02 — 85): — негорючие — до 0,1; — трудногорючие — 0,1 — 0,5; — горючие — > 0,5.

Производственные здания цехов машиностроительных предприятий чаще выполняют из несгораемых материалов, сохраняющих постоянную массу при действии огня: металла, бетона, кирпича, гипсовых и гипсоволокнистых плит. Для небольших производств могут использоваться здания из трудносгораемых и сгораемых материалов. К трудносгораемым материалам относят материалы, которые горят только в присутствии источника огня: древесина, пропитанная антипиренами, гипсовые и бетонные материалы, содержащие органический заполнитель, и др.

Основой каждой характеристики здания служит его огнестойкость, т.е. способность здания сохранять эксплуатационные свойства при воздействии огня. Огнестойкость здания оценивается пределом огнестойкости и пределом распространения огня.

Предел огнестойкости — это время в часах от начала воздействия огня на конструкцию до момента появления признаков потери огнестойкости (потеря несущей способности, образование в конструкции сквозных трещин и т. п.). Сгораемые конструкции не имеют пределов огнестойкости.

Под пределом распространения огня понимается размер повреждений зоны при испытании строительной конструкции размером 2*2 м в огневой печи в течение 15 мин.

В зависимости от величины предела огнестойкости основных строительных конструкций и пределов распространения огня по этим конструкциям здания и сооружения по огнестойкости подразделяются на пять степеней. Для зданий I степени огнестойкости необходимо, чтобы предел огнестойкости несущих стен, стен лестничных клеток, колонн был не менее 2,5 ч, лестничных площадок — не менее 1 ч, наружных стен из навесных панелей, перегородок и покрытий — не менее 0,5 ч. Для зданий II степени огнестойкости соответственно 2; 1 и 0,25 ч, а для зданий V степени огнестойкости величина минимального предела огнестойкости всех конструкций не нормируется.

Вопросы техники безопасности при производстве строительно – монтажных работ в условиях реконструкции действующих предприятий являются достаточно сложными в связи с отсутствием нормативной базы для их решения. Поэтому при разработке ППР и выполнении работ пользуются общеотраслевыми строительными нормами по технике безопасности (СНиП III-4-80), системой стан­дартов безопасности труда (ССБТ) и др.

Решения принимают с учетом специфики условий производства реконструктивных работ на конкретном промышленном предприятии. В частности, необходимо учитывать факторы превышения установленных норм санитарно-гигиенической среды реконструируемого предприятия по сравнению с условиями работы на объектах нового строительства. Отрицательное воздействие на работающих среды реконструируемого предприятия особенно проявляется при выполнении строительно-монтажных работ в действующих цехах, отнесенных к разряду вредных. Это цехи с большими газо – и тепловыделениями, источниками шума и вибрации, высокой концентрацией пыли и другими факторами микроклимата, вредными для здоровья. В таких условиях снижается производительность труда строительных рабочих (до 15…20%), увеличивается вероятность травматизма. Все это требует – дополнительных мероприятий по обеспечению нормальных условий труда строителей — устройства теплозащитных экранов, ограждения функционирующего технологического оборудования и инженерных сетей и т. д. Строительные рабочие, занятые на реконструкции действующего предприятия, обязаны проходить медицинский осмотр в порядке, установленном для данного предприятия.

Решая вопросы техники безопасности, следует иметь в виду, что стесненность строительной площадки и объект реконструкции существенно влияет на напряженность труда й работоспособность машинистов монтажных машин и монтажников. Фактор стесненности вызывает у крановщиков повышенное утомление и снижает точность работы, особенно во второй половине смены. Как следствие этого, увеличивается вероятность производственного травматизма из-за ослабления внимания и реакции работающих на возникающие ситуации.

При производстве строительно-монтажных работ в условиях действующего предприятия ответственность за соблюдение требований техники безопасности несет инженерно-технический персонал строительной организации. Руководители строительных организаций и предприятий в двустороннем порядке должны утвердить мероприятия по технике безопасности, разработанные строи­телями совместно с заказчиком. В случае несоблюдения заказчиком утвержденных мероприятий, в результате чего создаются условия, угрожающие жизни и здоровью работающих, производство работ должно быть прекращено до устранения опасности. Об этом составляют акт, копию которого направляют в вышестоящие инстанции обеих сторон.

Перед началом работ в действующем цехе ответственный представитель генподрядной строительной организации и начальник цеха должны оформить акт-допуск. В нем указываются размеры участка, выделяемого для производства определенного вида работ, мероприятия, обеспечивающие безопасное ведение работ, со сроками исполнения и ответственными исполнителями.

Работы в действующих цехах, а также по разработке и надстройке зданий и сооружений должны вестись под непосредственным и постоянным наблюдением линейного персонала строительной организации — мастера или производителя работ в зависимости от сложности работ.

Многолетняя повторяемость аварий с одинаковыми причинами указывает на то, что одной из актуальных проблем является изучение участниками строительства и эксплуатационными организациями причин, приводящих к аварийному состоянию и обрушению зданий и сооружений, на конкретных примерах.

Рассмотрим в качестве примера причины обрушения сталелитейного цеха ЛАЗа (Литейно-арматурный завод) 7.12.1988 году. Высота здания 35м. Стропильные фермы покрытия из уголков по среднему ряду опирались на подстропильные фермы, пролётом 24 м. Колонны сварные, двухступенчатые, двутавровые вверху и решётчатые в нижней части. В большем пролёте здание было оборудовано мостовыми кранами грузоподъемностью 50 т в двух ярусах, в 18 метровом пролёте – 30 и 20- тоннами. Покрытие было выполнено из сборных ребристых железобетонных плит покрытия 1,5×12 и 3×12м. В результате аварии обрушилось 4032м2 покрытия сталелитейного цеха; был нанесён значительный материальный ущерб, погибли люди. При установлении причин аварии комиссия пришла к следующим выводам[2,c. 76]:

- использование кипящей  стали (Ст3кп) в качестве основного  материала для конструкций;

- низкое качество железобетонные  плит покрытия 3×12м;

- периодическое замачивание  утеплителя приводило к превышению  действующих нагрузок;

- повышенная снеговая  нагрузка;

- повышенная динамическая  нагрузка;

- беспрогонная система покрытия (её функции были возложены на ребристые плиты).

 Эти причины характерны  практически для всех обрушений  промышленных зданий, случившихся  на территории России.

 Опыт расследования  причин аварий зданий и сооружений  показывает, что они являются  следствием нарушения требований  нормативных документов при выполнении  проектно-изыскательских и производстве  строительно-монтажных работ, изготовлении  строительных материалов, конструкций  и изделий; несоблюдения норм  и правил технической эксплуатации  зданий и сооружений. Как правило, аварии являются следствием невыгодного  сочетания нескольких из этих  факторов.