Загрузка...
Пределы огнестойкости силикатного кирпича
Расчёт огнестойкости железобетонных конструкций с применением системы «Теплопроводность» в ЛИРА САПР
Требования нормативных документов при расчёте пределов огнестойкости
Требования к пределам огнестойкости строительных конструкций содержатся в СНиП 21-01-97*, в таблице 4, а также в таблице 21 ФЗ-123.
| Степень огнестойкости зданий, сооружений и пожарных отсеков | Предел огнестойкости строительных конструкций | ||||||
| Несущие стены, колонны и другие несущие элементы | Наружные ненесущие стены | Перекрытия междуэтажные (в том числе чердачные и над подвалами) | Строительные конструкции бесчердачных покрытий | Строительные конструкции лестничных клеток | |||
| настилы (в том числе с утеплителем) | фермы, балки, прогоны | внутренние стены | марши и площадки лестниц | ||||
| I | R 120 | E 30 | REI 60 | RE 30 | R 30 | REI 120 | R 60 |
| II | R 90 | E 15 | REI 45 | RE 15 | R 15 | REI 90 | R 60 |
| III | R 45 | E 15 | REI 45 | RE 15 | R 15 | REI 60 | R 45 |
| IV | R 15 | E 15 | REI 15 | RE 15 | R 15 | REI 45 | R 15 |
| V | не нормируется | не нормируется | не нормируется | не нормируется | не нормируется | не нормируется | не нормируется |
Согласно СТО 36554501-006-2006, п.4.4: за предел огнестойкости железобетонных конструкций принимают время в минутах от начала огневого стандартного воздействия до возникновения одного из предельных состояний по огнестойкости:
- по потере несущей способности R конструкций и узлов (обрушение или недопустимый прогиб в зависимости от типа конструкций);
- по теплоизолирующей способности I — повышение средней температуры на необогреваемой поверхности до 160 °С по сравнению с температурой конструкции до нагрева, или прогрев до 220 °С независимо от температуры конструкции до огневого воздействия;
- по целостности Е — образование в конструкции сквозных трещин или сквозных отверстий, через которые проникают продукты горения и пламя.
4.12 Передел огнестойкости железобетонной конструкции наступает при прогреве рабочей арматуры в конструкции до критической температуры, а также при нагреве бетона в расчётном сечении выше его критической температуры.
Расчёт предела огнестойкости по СТО 36554501-006-2006
где τ — время нагрева, мин;
te — начальная температура, °С.
При начальной температуре te = 20 °С, по уравнению (6.4) температура среды поднимается в зависимости от времени огневого воздействия (табл. 6.1)
| Время, мин. | t, °С | Время, мин. | t, °С | Время, мин. | t, °С |
| 5 | 576 | 50 | 915 | 120 | 1049 |
| 10 | 679 | 60 | 945 | 150 | 1082 |
| 15 | 738 | 70 | 970 | 180 | 1110 |
| 20 | 781 | 80 | 990 | 210 | 1133 |
| 25 | 810 | 90 | 1000 | 240 | 1153 |
| 30 | 841 | 100 | 1025 | 270 | 1170 |
| 40 | 885 | 110 | 1035 | 300 | 1186 |
Решение задачи нестационарной теплопроводности сводится к определению температуры бетона в любой точке поперечного сечения в заданный момент времени.
Реализация расчёта нестационарной задачи теплопроводности в ЛИРА САПР
Этап 1. Моделирование сечения
Для решения этой задачи, следует смоделировать поперечное сечение конструкции в 15-м признаке схемы
Этап 2. Назначение жёсткостей
Смоделированным элементам следует назначить типы жёсткости
Этап 3. Задание внешней нагрузки. Предыстория (исходное состояние)
В загружении 1, следует выделить все узлы схемы и задать в них нагрузку, которая будет соответствовать исходной температуре конструкции – 20 °С. После задания нагрузки на узлы, они окрашиваются в зелёный цвет.
Этап 4. К элементам конвекции, следует приложить внешнюю нагрузку.
В загружении № 5 к стержням по периметру сечения прикладываем заданную температуру в 1 °С. Загружения 2-4 оставить свободными. После задания нагрузки на элементы, они приобретают оранжевый цвет.
Значение температуры 1 °С служит для формирования динамического загружения, которое будет строиться на основе графика температур при пожаре в определённый момент времени. Температура по графику будет умножаться на значение 1 °С, и имитировать внешний нагрев сечения.
Этап 5. Задание пожара.
Нажатием на кнопку Формирование динамических загружений из статичестких, вызвать окно для ввода параметров динамической нагрузки. Динамика формируется их 5-го загружения (конвекции). Номер самого динамического загружения, по умолчанию, выбран третий. Выбрать закон преобразования (Ломаный с произвольным шагом или Тепловое излучение). Задать количество точек 22 (21 – по таблице 6.1 + 1 – нулевой момент). Подтвердить ввод количества точек. В появившейся таблице задать закон изменения температуры. В левом столбце вводить время (в секундах), в правом температуру из таблицы 6.1.
| Время, мин. | Время, сек. | t, °С | Время, мин. | Время, сек. | t, °С | Время, мин. | Время, сек. | t, °С |
| 5 | 300 | 576 | 50 | 3000 | 915 | 120 | 7200 | 1049 |
| 10 | 600 | 679 | 60 | 3600 | 945 | 150 | 9000 | 1082 |
| 15 | 900 | 738 | 70 | 4200 | 970 | 180 | 10800 | 1110 |
| 20 | 1200 | 781 | 80 | 4800 | 990 | 210 | 12600 | 1133 |
| 25 | 1500 | 810 | 90 | 5400 | 1000 | 240 | 14400 | 1153 |
| 30 | 1800 | 841 | 100 | 6000 | 1025 | 270 | 16200 | 1170 |
| 40 | 2400 | 885 | 110 | 6600 | 1035 | 300 | 18000 | 1186 |
После ввода значений зависимости время-температура, следует нажать +, чтобы подтвердить создание динамической нагрузки.
Вызвать окно задания параметров динамики во времени:
После задания параметров, следует выполнить расчёт.
Этап 6. Чтение результатов.
На рисунке показаны изополя температур на 9000-й секунде расчёта, что соответствует пределу огнестойкости R150. По значению температуры, в местах установки арматурных стержней, можно сделать вывод: обеспечен требуемый предел огнестойкости или нет.
Расчёт огнестойкости простых сечений
В ПК ЛИРА САПР реализован автоматический расчёт огнестойкости простых сечений, т.е. тех, для которых подбирается арматура в пятом признаке схемы. При задании параметров материалов, в свойствах Типа следует отметить учёт огнестойкости. В диалоговом окне следует задать параметры горения.
Арматура будет подобрана с учётом требований огнестойкости.
Для сложных и нестандартных сечений, следует воспользоваться 15-м признаком схемы.
Огнестойкость газобетона
Газобетон — современный популярный строительный материал, который относится к виду ячеистых бетонов. Он изготавливается с использованием извести, песка, воды и газообразующих смесей. Специфичные пузырьки, которые составляют структуру газобетона, появляются при взаимодействии с известью, в результате которого возникает водород. Пористость является залогом прочности материала.
Основные преимущества газобетона:
- Экологичность,
- Огнестойкость газобетонных блоков,
- Устойчивость к заморозкам,
- Высокая теплоизоляция,
- Легкость в транспортировке, обработке и монтаже,
- Долговечность,
- Экономность и финансовая доступность.
Таблица: Динамика физических свойств автоклавного газобетона при нагревании
| Температура нагрева автоклавного газобетона в течение 30 мин,°С |
Прочность на сжатие (МПа) |
Масса образцов % |
Объем образцов % |
Цвет | Наличие трещин на поверхности |
| 100 | 2,0 | 100 | 100 | Исходный серовато- белый | нет |
| 300 | 1,8 | 98 | 100 | Легкое потемнение | нет |
| 500 | 1,6-1,7 | 96 | 100 | Потемнение до серого | нет |
| 700 | 1,4 | 94 | 100 | Потемнение до серого | да |
| 900 | 1,2 | 93 | 100,14 | Осветление серого | да |
| 1000 | 89 | 100,14 | Ярко белый | да |
Материал обладает высокой огнестойкостью, ввиду того, что в его составе нет компонентов, располагающих к эффективному воспламенению. Строения, заборы и другие объекты, созданные с использованием изделий этого типа, имеют высокую пожаробезопасность, которая измеряется в степени огнестойкости газобетона. Этим изделиям присваивают I и II степень.
Под огнестойкостью газобетона подразумевают способность материала сопротивляться воздействию огня в процессе возгорания. Такой показатель зависит от плотности материала: чем она выше — тем больше огнестойкость газобетона. При воспламенении прочность материала изменяется в зависимости от температуры:
- При возрастании до 400°С материал становится прочнее до 85%,
- При 700°С прочность возвращается к стандартным показателям,
- При нагреве до 100°С материал становится менее прочным.
Предел огнестойкости газобетона
В зависимости от показателей огнеупорности все строительные материалы обладают конкретным пределом огнестойкости, который дает понимание о максимальной сопротивляемости изделия при воспламенении. Эта характеристика рассчитывается с учетом времени, затраченного на воздействие огня на материал с принятием во внимание момента начала процесса и момента проявления повреждений материала.
При низкой огнестойкости бетона первыми разрушениями, которые проявляются на изделии, становится возникновение трещин, возрастание температуры поверхности изделия в противовес к обогреваемой больше чем на 140°С, увеличение t более чем на 180°С в сравнении с началом воздействия, повышение до 120°С, несмотря на первоначальные данные и финальное обрушение конструкции.
В сравнении с другими однослойными конструкциями огнестойкость газобетона имеет самые высокие показатели. Специфика структуры, которая подразумевает наличие пузырьков, а также отличная теплоизоляция материала сохраняют блоки от разрушения, которые характерны для бетона при испарении или выделении влаги. Под воздействием огня изделие нагревается постепенно, а недолгое, но сильное воспламенение приводит к наличию усадочных трещин на блоке. Эти повреждения не влияют на способность выдерживать высокие нагрузки.
Благодаря высокому пределу огнестойкости газобетонных блоков они оказываются самым приемлемым материалом для возведения зданий и сооружений, в которых должны быть соблюдена пожаробезопасность. Их используют для строительства зданий, предусмотренных для размещения производств, а также при кладке стен в противопожарных отсеках.
Купить газобетонные блоки, которые не будут подвержены разрушению при воздействии огня и высоких температур, можно на сайте компании «УниверсалСнаб».
