НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА. Обучающемуся учебной группы ___________________

ЗАДАНИЕ

НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

По теме ____________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

обучающемуся ______ учебной группы _________________________

__________________________________________________________

факультет, курс, № группы, специальное звание, фамилия И.О.

Содержание курсового проекта:

Введение

Заключение

Графическая часть

Руководитель ________________________________________________

должность, ученая степень, ученое звание, специальное звание, фамилия И.О

« ___ » ____________ 20 __ г.

ВВЕДЕНИЕ

Пожары и взрывы причиняют значительный материальный ущерб и в ряде случаев вызывают тяжелые травмы и гибель людей. Ущерб от пожаров и взрывов в промышленно развитых странах превышает 1% национального дохода и имеет тенденцию постоянного роста. В России также происходит ежегодное увеличение количества пожаров и убытков от них.

Наиболее значительным направлением обеспечения пожарной безопасности в строительстве является сохранение устойчивости зданий и огнестойкости конструкций при пожаре. Без этого все остальные противопожарные мероприятия в зданиях теряют какой-либо смысл, а также существенно осложняется тушение пожаров. Другим из важнейших направлений обеспечения пожарной безопасности является предотвращение распространения опасных факторов пожара за пределы помещения, в котором возникло горение. Безопасность зданий и сооружений по этим двум направлениям, также как и по другим направлениям, реализуется при выполнении требований строительных норм и правил. В связи с этим, проведение любых видов пожарно-технических экспертиз, прежде всего, направлено на выявление нарушений требований нормативных документов.

Инженер пожарной безопасности должен уметь качественно проводить пожарно-техническую экспертизу строительных конструкций зданий и сооружений, что позволяет не только выявить все нарушения требований норм, но и технически грамотно и экономически оптимально предлагать технические решения и разрабатывать мероприятия, направленные на устранение нарушений требований пожарной безопасности.

Потенциальная пожарная опасность зданий и сооружений определяется количеством и свойствами материалов, находящихся в здании; пожарной опасностью строительных конструкций, которая зависит от горючести материалов, из которых они выполнены, и способности конструкций сопротивляться воздействию пожара в течение определенного времени, т.е. от ее огнестойкости; а также продолжительностью и температурой возможного пожара.

РАЗДЕЛ №1

Основные определения

Огнестойкость конструкции - способность строительной конструкции сопротивляться огневому воздействию и ограничивать распространение огня, а также сохранять необходимые эксплуатационные качества при высоких температурах в условиях пожара. Характеризуется пределами огнестойкости и распространения огня. Огнезащита строительных конструкций является основной задачей при проектировании и строительстве зданий и сооружений. Повышение предела огнестойкости строительных конструкций, прямо пропорционально повышает пожарную безопасность людей, находящихся на данном объекте, и людей, тушащих пожар в случае его возникновения.

Фактический предел огнестойкости конструкции (тот, которым обладает конкретная конструкция) – показатель огнестойкости конструкции, определяемый интервалом времени (мин) от начала её стандартного огневого испытания до наступления одного из нормируемых для данной конструкции предельных состояний конструкции по огнестойкости.

Его определяют либо непосредственно путем натурных огневых испытаний строительной конструкции, либо по справочному пособию (по результатам ранее проведенных испытаний идентичной конструкции), по другим справочным материалам (по “Технической информации - в помощь инспектору ГПН”), допускается и расчетными методами.

Предел огнестойкости - время в минутах (часах) с момента начала пожара до выхода конструкции из строя (до потери несущей способности, обрушения, достижения необратимых деформаций или до образования сквозных трещин), или прогрева до повышения температуры на противоположной от огня поверхности порядка 220 , выше которой возможно самовоспламенение органических материалов. (Источник: Словарь архитектурно-строительных терминов).

Другими словами предел огнестойкости - время в минутах (часах), в течение которого строительная конструкция сохраняет свою огнестойкость.
Предельное состояние конструкции по огнестойкости - состояние конструкции, при котором она утрачивает способность сохранять одну из своих противопожарных функций.

Пределы Огнестойкости строительных конструкций определяются путем их огневых испытаний по стандартной методике и выражаются временем (ч. или мин.) действия на конструкцию так называемого стандартного пожара до достижения ею одного из следующих предельных состояний:

1) потери несущей способности (обрушение или прогиб) при проектной схеме опирания и действии нормативной нагрузки - постоянной от собств. веса конструкции и временной, длительной, от веса, напр., стационарного оборудования (станков, аппаратов и машин, электродвигателей и др.);

2) повышения температуры не обогреваемой поверхности в среднем более чем на 160 или в любой ее точке более чем на 190 °С в сравнении с начальной т-рой либо более 220°С независимо от температуры конструкции до испытаний;

3) образования в конструкции сквозных трещин или отверстий, через которые проникают продукты горения или пламя;

4) достижения при испытаниях ненагруженной конструкции критической температуры (т.е. температуры, при которой происходят необратимые изменения физико-механических свойств) ее несущих элементов или частей, защищенных огнезащитными покрытиями и облицовками; характеризует потерю несущей способности.

Пределы распространения огня определяются размерами (см) их повреждений вследствие горения или обугливания вне зоны воздействия стандартного пожара.

Для нормирования пределов огнестойкости несущих и ограждающих конструкций используются следующие предельные состояния: Для колонн, балок, ферм, арок и рам - только потеря несущей способности конструкции и узлов - R; Для наружных несущих стен и покрытий - потеря несущей способности и целостности -R, для наружных ненесущих стен - Е. Для ненесущих внутренних стен и перегородок - потеря теплоизолирующей способности и целостности - Е, I; Для несущих внутренних стен и противопожарных преград - потеря несущей способности, целостности и теплоизолирующей способности - R, Е, I. - обозначения предела.

Обозначение предела огнестойкости строительных конструкций состоит из условных обозначений, нормируемых для данной конструкции предельных состояний, цифры, соответствующей времени достижения одного из предельных состояний (первого по времени) в минутах.
Например:
R 120 - предел огнестойкости 120 минут - по потере несущей способности;
RE 60 - предел огнестойкости 60 минут - по потере несущей способности и потере целостности, независимо от того, какое из двух предельных состояний наступит ранее;

REI 30 - предел огнестойкости 30 минут - по потере несущей способности, целостности и теплоизолирующей способности независимо от того, какое из них наступит ранее.

Если для конструкции нормируются различные пределы огнестойкости по различным предельным состояниям, обозначение предела огнестойкости состоит из двух или трех частей, разделенных между собой наклонной чертой.
Например:
R 120/EI 60 - предел огнестойкости 120 минут по потере несущей способности/предел огнестойкости 60 минут - по потере целостности или теплоизолирующей способности, независимо от того, какое из двух последних наступит ранее.

R 120/EI 60 - предел огнестойкости 120 минут по потере несущей способности/предел огнестойкости 60 минут - по потере целостности или теплоизолирующей способности, независимо от того, какое из двух последних наступит ранее.

Основные требования к огнестойкости строительных конструкций, заложенные в СНиП 21-01-97*, ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» от 22.07.08 № 123.

Данные для расчетов.

Номер зачетной книжки - 158

Номер узла	Маркировка фермы	Специфическая таблица №2	Геометрическая схема, рис. № прил. 2.	Длина 1 п/п отсека, м	Ширина 1 п/п отсека, м	Категория 1 п/п отсека	Количество этажей
15	VІІ-Φ С24-3, 10	2.2.8	2.1.3	132	24	Б	4

№ узла	Обозначение элемента	Вид профиля, размеры поперечного сечения, мм	Длина l, мм	Марка стали	Толщина соедини- тельной пластины bf, мм		Усилие N, kH
15	С₂	L 80× 5, 5	3085	Вст3пс6	10		-153
15	Н₂=Н₃	L 100 × 6, 5	6000	14Г2	10		+690
	Р₄=Р₅	L 90× 6	4271	Вст3пс6	10	-578

Рис. 2.1.6. Геометрическая схема фермы VІІ-Φ С24-3, 10

Расчетный пролет L, м	Размеры поперечного сечения балки, мм		Полная расчетная нагрузка на балку q, кП	Шаг балок аб, м	Сорт древесины	Количество сторон обогрева при пожаре	Длина балки, на которой произошло обрушение связей lрс, м	Номера узлов отпирания балок и крепления элементов связей	Назначение второго пожарного отсека здания	Площадь второго пожарного отсека здания, S, м2
	Высота, h	Ширина, вб
9	950	140	4, 1	6	1	3	3, 0	1; 3	Склад телевизоров	3800

РАЗДЕЛ №2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К ОГНЕСТОЙКОСТИ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЯ.

Определим требования к огнестойкости и пожарной опасности строительных конструкций первого пожарного отсека здания. Здание производственное, одноэтажное, категория пожарной опасности – А.

Площадь этажа S в пределах пожарного отсека равна:

S = L₁× L₂ = 132 × 24 = 3168 м².

где: L₁ и L₂ – соответственно длина и ширина здания, м.

Степень огнестойкости здания – IV; требуемый класс конструктивной пожарной опасности – С0.

Определим требования к огнестойкости и пожарной опасности строительных конструкций второго пожарного отсека здания.

Здание складское, категория склада – А. Площадь этажа в пределах пожарного отсека равна 3800 м².

Требуемая степень огнестойкости здания – IV; требуемый класс конструктивной пожарной опасности – С0, С1, но принимаем класс конструктивной пожарной опасности С0 (предъявляющий наиболее высокие требования к конструкциям.

Статический расчет

Растянутых элементов заданного узла фермы Расчет производится из условия снижения прочности (предела текучести стали) до величины напряжения, возникающего в элементе от внешней (нормативной, рабочей) нагрузки.

Расчет усилий, воспринимаемых элементами от нормативной нагрузки:

Nn( ) = = = -127, 5 кН;

Nn(Н₂=Н₃ ) = = = 575 кН;

Nn(Р₄=Р₅ ) = = = -481, 6 кН;

gf – усредненное значение коэффициента надежности по нагрузке, равный 1, 2.

Рассчитаем коэффициент изменения предела текучести стали, соответствующий критической температуре нагрева растянутых элементов фермы:

Y_ytcr= = = -0, 30

Y_ytcr= = = 0, 69

Y_ytcr= = = -0, 76

где А(Н3); А(Р6); А(С3) – площади поперечного сечения элементов фермы, м2, принимают с учетом количества профилей, на которые передается усилие от внешней нагрузки.

Ryn – нормативное сопротивление стали по пределу текучести определяется в зависимости от марки стали.

Несущая способность сжатых элементов исчерпывается при критических напряжениях, меньших, чем предел текучести. Это объясняется тем, что сжатые элементы теряют эксплуатационные качества не от разрушения сечения, а от потери устойчивости (выпучивания) стержня, поэтому сжатые элементы рассчитывают на устойчивость с учетом коэффициента φ (коэффициента продольного изгиба).

Расчет на устойчивость с учетом коэффициента продольного изгиба φ

Рассчитываем предел огнестойкости сжатых элементов фермы из условия устойчивости с учетом коэффициента продольного изгиба. Определим гибкость в вертикальном направлении прогиба элементов фермы:

λ x ( )= = =124, 8мм.

λ x ( )= = =153.6мм.

где lx – расчетная длина элемента в вертикальном направлении прогиба

ix – радиус инерции поперечного сечения элемента относительно оси «x»

l – длина элемента

Определим гибкость в горизонтальном направлении прогиба элементов фермы:

λ y ( )= = = 84, 7 мм.

λ y ( )= = = 105, 7 мм.

где ly – расчетная длина элемента в горизонтальном направлении прогиба

iy – радиус инерции поперечного сечения элемента относительно оси «y»

Таким образом, j(H3) = j(C3) = j = 0, 95.

Усилия, воспринимаемые элементами от нормативной нагрузки, равны:

Nn( ) = = =124.5 кН

Nn( ) = = = 481 кН

Определим коэффициент изменения предела текучести стали при критической температуре нагрева сжатых элементов фермы из условия прочности с учетом коэффициента продольного изгиба:

Y_ytcr ( ) = = = 0, 30

Y_ytcr ( ) = = = 0, 36

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В соответствии с целью курсовой работы после выполнения 2-х основных частей были определены соответствия основных конструкций здания требованиям пожарной безопасности, определены фактические степень огнестойкости и класс конструктивной пожарной опасности здания. На основании данных, сделан вывод о необходимости разработки технических решений для повышения огнестойкости металлической фермы покрытия первого пожарного отсека и деревянной балки второго пожарного отсека. Разработаны технические решения и предложения по повышению их огнестойкости и снижению пожарной опасности.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Таблица 1

Скорость обугливания клееной древесины

Наименьший размер сечения вб, мм	Скорость обугливания клееной древесины V, мм/мин
> 120 £ 120	0, 6 0, 7

Таблица 2

Расчетное сопротивление древесины для определения фактического предела огнестойкости конструкции

Напряженное состояние	Условное обозначение	Расчетное сопротивление для сортов древесины Rf, Мпа
		1-й	2-й
Изгиб Скалывание вдоль волокон	Rfw Rfqs	29, 0 1, 2	26, 0 1, 1

Рис. 3. Общий вид и поперечный разрез деревянной балки покрытия.

Рис. 4. Поперечный разрез второго пожарного отсека здания.

Рис. 5. График зависимости температуры от предела текучести.

Рис. 6. Нормативное сопротивление стали.

Рис. 9 Сортимент прокатных стальных уголков ГОСТ 27772-88.

Рис. 10 Сортимент прокатных стальных уголков ГОСТ 27772-88.

Рис. 11 Сортимент прокатных стальных уголков ГОСТ 27772-88.