Файл: Расчет конструкций убежищ..pdf

При расчете ограждения с внутренней теплоизоляцией предельная температура применения материала теплоизо­ ляции [55] должна быть выше температуры внутренней, соприкасающейся с теплоизоляционным слоем, поверхно­ сти ограждения, определяемой по формуле (4) при условии, что а = 0, а ср = 1.

Расчет теплоизоляции наружной двери защитного со­ оружения (например, в тамбуре-шлюзе) производится в со­ ответствии с изложенным методом теплового расчета пере­ крытий; разница состоит лишь в том, что при определении коэффициента ср за Н принимается не высота помещения, как при расчете перекрытия, а длина тамбура; соответствен­ но В равно высоте тамбура.

В сооружениях, где теплопритоком через входные уст­ ройства можно пренебречь, расчет теплоизоляции наружной двери не производится.

Для облегчения расчетов по формулам (4) — (9) построена номограмма (рис. 69), которая позволяет определять макси­ мальную температуру на внутренней поверхности огражде­ ния tMai.c и время ее наступления тмакс в зависимости от типа кратковременного теплового воздействия КВ. Кроме того, номограмма позволяет производить расчет ограждений при тепловых воздействиях, отличающихся от воздействий типа КВ. Для этой цели номограмма имеет шкалы S, деления которых соответствуют площадям (град-ч), заключенным между осью абсцисс и кривой изменения температур у внеш­ ней поверхности ограждения. При расчете ограждений на действие тепловой нагрузки, подобной по очертанию, но отличной по абсолютной величине от расчетных нагрузок, из соответствующих точек шкал S проводятся прямые под углом 45° к горизонтальной оси. Эти прямые и будут расчет­ ными для заданной тепловой нагрузки.

Номограммой можно пользоваться и при определении величин ф и ф, используемых в формулах (4) и (11).

Определение по номограмме максимального прироста тем­ ператур на внутренней поверхности ограждения произво­ дится в следующем порядке.

На оси а из точки, соответствующей температуропровод­ ности рассчитываемой конструкции (точка 1), восстанавли­ вается перпендикуляр до пересечения с кривой /г, соответ­ ствующей толщине ограждения (точка 2). Из точки 2 про­ водится горизонтальная прямая до встречи с заданной рас­ четной тепловой нагрузкой вида КВ (точка 3), откуда опус­ кается вертикаль до пересечения с кривыми а (точка 4) и

190

воздействиях типа КВ

191

BIH (точка 7). Попутно на оси тмакс в точке пересечения ее вертикалью определяем время наступления температурного максимума на внутренней поверхности ограждения. Проводя из точек 4 и 7 горизонтальные прямые, на левых шкалах при необходимости [для расчета по формулам (4) и (11)1 оп­ ределяем значения ср и ф. Справа от точки 4 находим точку 5, из которой в заданном секторе проводим прямую до пересе­ чения с продолжением оси тмпКе (точка б), и далее наклон­ ную прямую до пересечения в точке 8 с горизонтальной пря­ мой, проведенной из точки 7. Точку 9 находим в месте пере­ сечения перпендикуляра, опущенного из точки 8 и горизон­ тальной оси номограммы. Проведя из точки 9 луч процесса (X), возвращаемся к точке 1, из которой теперь опускаем перпендикуляр до пересечения в точке 10 с кривой h, так же как и при нахождении точки 2, соответствующей толщи­ не рассчитываемого ограждения. Из точки 10 проводим го­ ризонтальную прямую до пересечения с наклонной прямой X, проведенной из точки 9. Восстанавливая или опуская (в зависимости от места нахождения точки 11) перпендику­ ляр до заданной тепловой нагрузки вида КВ и проводя из точки их пересечения (точка 12) горизонтальную прямую, на левой шкале определяем искомый прирост температуры (А/Макс). Суммируя найденную величину А/мако с /пач, определим максимальную температуру на внутренней по­ верхности ограждения за время пожара.

При использовании номограммы надо учитывать две осо­ бенности.

Во-первых, прямая, проведенная из точки 2, не всегда пересечется с прямыми расчетных тепловых нагрузок. Та­ кой случай возможен при расчете ограждающей конструк­ ции, толщина которой равна или меньше 0,5 м. В этом слу­ чае горизонтальная прямая, проведенная из точки 2, пере­ сечется с вертикальной прямой, ограничивающей прямые КВ справа; точки 4 и 7 сместятся на эту же вертикальную прямую, а точка 5 сольется с точкой 4. Время наступления максимальных температур при толщине ограждения до 0,5 м и коэффициенте температуропроводности материала ограж­ дения не менее 1,0-10-3л а/ч всегда будет равно или меньше

0,15 суток.

Во-вторых, при расчете прогрева стен убежища в связи с тем, что ср принимается равным единице, точка 7 переме­ щается на ось тмаКс, а точка 8 сливается с точкой б. В осталь­ ном, за исключением указанных особенностей, порядок рас­ чета по номограмме в обоих случаях не меняется.

192

Упрощенный метод расчета перекрытий защитных сооружений на тепловое воздействие типа KB-III

Для проектировщиков наибольший интерес, безусловно, представляют пожары в завалах (IV вид массовых пожаров). Поэтому наряду с рассмотренным методом расчета ог­ раждений на тепловое воздействие типа КВ приведем здесь его упрощенный вариант.

Минимальная толщина однослойной железобетонной кон­ струкции, обеспечивающей защиту от прогрева при пожарах IV вида, не должна быть меньше 0,6 м*. Толщина двуслой­ ных конструкций может приниматься по табл. 11.

Т А Б Л И Ц А 11

ТОЛЩИНА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО СЛОЯ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩАЯ ЗАЩИТУ ОТ ПРОГРЕВА ДВУХСЛОЙНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

При устройстве теплоизоляции из материала, не пред­ ставленного в табл. 11, толщину слоя можно определять по формуле

^ 1 1 3 = ^ 1 ^1 1 3 1

где — искомая толщина теплоизоляционного слоя в м; Ах — коэффициент, определяемый по табл. 12 в зависимости от фактической толщины несущей железобетонной конст-

. * В соответствии с нормами, принятыми в ФРГ, толщина железо­ бетонного перекрытия, предотвращающего его прогрев при пожа­ рах в завалах, также должна быть равна или больше 0,6 м [74].

193

рукции; ат — коэффициент температуропроводности теп­ лоизоляционного материала в м*!ч.

Т А Б Л И Ц А 12

ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА А,

Значения Ау для толщины железобетонных

конструкций в м

Конструкция

Расчет на длительное тепловое воздействие

Расчет перекрытий на длительное тепловое воздействие производится также из условия выполнения неравенства (3), в котором ^ыако — наибольшая температура (°С) нижней поверхности перекрытия, достигаемая за время пребывания людей в сооружении, равная:

где тпред — предельное время пребывания людей в соору­ жении, сутки; т01!с — время (в сутках) достижения на ниж­ ней поверхности перекрытия максимального (экстремально­ го) значения температуры, определяемое по графику функ­ ции / (т); / (т) — функция изменения температуры на ниж­ ней поверхности перекрытия в зависимости от времени т;

где п — этажность здания, расположенного над защитным сооружением; h, а — вычисляются по формулам (5) и (6);

194

Ф, ip — коэффициенты, определяемые по формулам (7) и (9)

ции, определяемая так же, как и при расчете на кратковре­ менное тепловое воздействие.

При устройстве внутренней теплоизоляции температура поверхности ограждения, соприкасающейся с теплоизоля­ ционным слоем, так же, как и при кратковременном тепло­ вом воздействии, не должна превышать предельную темпе­ ратуру применения выбранного теплоизоляционного мате­ риала в соответствии со СНиП [55].

Температура внутренней поверхности ограждения, со­ прикасающейся с теплоизоляционным слоем, определяется по формуле (11) при условии, что а = 0, а ф = 1.

4. ВЛИЯНИЕ ПРОГРЕВА НА НЕСУЩУЮ СПОСОБНОСТЬ ПЕРЕКРЫТИИ И ГЕРМЕТИЧНОСТЬ СООРУЖЕНИЯ

Тепловое воздействие массовых пожаров является не только причиной нагрева ограждающих конструкций, но в ряде случаев приводит к значительному снижению их расчетной несущей способности и к нарушению герме­ тичности сооружения.

Особую опасность прогрев представляет для перекры­ тия защитного сооружения как наиболее нагруженной кон­ струкции. Поэтому несущая способность перекрытия долж­ на определяться не только по силовому воздействию, но и по тепловой нагрузке.

При расчете перекрытий принимается, что:

несущая способность перекрытия до прогрева (qх) со­ ответствует расчетной эквивалентной статической нагрузке для данного защитного сооружения;

несущая способность перекрытия после расчетного теп­ лового воздействия пожаров (q2) не должна быть меньше 0,15 кгс/см2 в зданиях до трех этажей и 0,3 кгс/см2 в зданиях выше трех этажей, поскольку основной нагрузкой на пере­ крытия встроенных защитных сооружений при массовом по­ жаре является нагрузка от обрушивающихся конструкций;

влияние ударной волны при определении величины q2 не учитывается, так как возникновение массовых пожаров возможно только при давлении на фронте ударной волны не более 0,5 кгс/см2, при котором ограждающие конструк­ ции защитного сооружения не достигнут расчетных предель­ ных состояний.

195