Испытания строительных материалов и конструкций

Размещено на http://www.allbest.ru/

11

СОДЕРЖАНИЕ

1. ЗАДАНИЕ №1

2. ЗАДАНИЕ №2

3. ЗАДАНИЕ №3

4. ЗАДАНИЕ №4

5. ЗАДАНИЕ №5

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ЗАДАНИЕ №1

Образцы древесины, обработанные огнезащитным составом, испытали на приборе «керамическая труба». Результаты испытаний приведены в таблице (m₁ - масса образца до испытания, m₂ - масса образца после испытания). Выполнить обработку результатов испытаний в соответствии с требованиями НПБ 251-98 и сделать вывод об эффективности огнезащитного средства.

№ образца	m1, г	m2, г	№ образца	m1, г	m2, г
1 2 3 4 5	130,5 130,1 132,2 137,6 140,5	98,4 99,0 104,0 106,0 111,0	6 7 8 9 10	129,8 140,0 137,2 136,3 133,8	96,7 109,1 110,1 104,8 107,2

Метод определения огнезащитной эффективности является классификационным и применяется при установлении группы огнезащитной эффективности и сертификационных испытаниях ОЗСВ для древесины и материалов на ее основе.

В качестве огнезащиты рекомендуется применять ОЗСВ только I и II групп огнезащитной эффективности.

Испытания проводят не менее чем на 10 образцах.

Образцы изготавливают из прямослойной воздушно-сухой древесины сосны с влажностью не более 15 % (влажность определяется электровлагомером) и плотностью от 400 до 550 г/м³. Образцы древесины должны быть без видимых пороков по ГОСТ 2140. Боковые поверхности образцов должны быть остроганы, торцы опилены и обработаны наждаком.

Образцы древесины изготавливают в виде прямоугольного бруска с поперечным сечением 30х60 мм и длиной 150 мм. Отклонение от размеров образцов не должно превышать ± 1 мм.

Образцы древесины перед нанесением кондиционируют в эксикаторе с насыщенным раствором Zn (NO₃)₂ ^. 6 H₂O при температуре (23 ± 5) ° С. Кондиционирование образцов древесины прекращают, когда изменение между двумя последующими взвешиваниями с округлением результатов до 0,1 г, проведенными через 24 ч, будет не более 0,2 г.

На кондиционированные образцы древесины со всех сторон наносят покрытие из испытываемого ОЗСВ или пропитывают образцы испытываемым раствором ОЗСВ согласно имеющейся ТД и высушивают. Расход, условия и время сушки также должны соответствовать ТД на испытываемое средство огнезащиты. Расход ОЗСВ, нанесенного на каждый образец, определяют весовым методом по разнице масс образца до и после однократного нанесения ОЗСВ. Общий расход ОЗСВ определяют суммированием расходов после каждой обработки (нанесения слоя).

Образец держат в пламени горелки в течение 2 мин. В ходе испытаний контролируют по показаниям ротаметра величину расхода газа, которая может изменяться не более чем на одно деление шкалы в большую или меньшую сторону. Через 2 мин подачу газа в горелку прекращают и оставляют образец в приборе для остывания до комнатной температуры.

Остывший образец древесины извлекают из керамического короба и взвешивают.

Потерю массы образца (P) в процентах вычисляют по формуле 2 и округляют до 0,1 %.

(2)

где m₁ - масса образца до испытания, г; m₂ - масса образца после испытания, г.

Р₁=(130,5 - 98,4)*100/130,5 = 24,6 %;

Р₂ = (130,1 - 99,0)*100/130,1 = 29,9 %;

Р₃ =(132,2 - 104,0)*100/132,2 = 21,3 %;

Р₄ = (137,6 - 106,0)*100/137,6 = 23 %;

Р₅ =(140,5 - 111,0)*100/140,5 = 23 %;

Р₆ =(129,8 - 96,7)*100/129,8 =25,5 %;

Р₇ =(140,0 - 109,1)*100/140,0 =22,1 %;

Р₈ =(137,2 - 110,1)*100/137,2 = 19,8 %;

Р₉ =(136,3 - 104,8)*100/136,3 = 23,1 %;

Р₁₀ =(133,8 - 107,2)*100/133,8 = 19,9 %.

Образцы, для которых не выполняются неравенства (3, 4), отбрасывают, вместо них сжигают новые и вновь определяют среднеарифметическое значение потери массы десяти испытанных образцов.

[Р_ср - Р_i] < 3 при Р_ср < 9; (3)

[Р_ср - Р_i] < 5 при 9 < Р_ср < 25, (4)

где P_cp - среднеарифметическое значение потери массы десяти испытанных образцов, %; P_i - значение потери массы одного из десяти испытанных образцов, %.

За результат испытания принимают среднеарифметическое значение не менее 10 определений, округленное до целого числа процентов.

Среднеарифметическое значение потери массы:

Р_ср =(Р₁ +…+Р_n)/n = (24,6+29,9+21,3+23+23+25,5+22,1+19,8+23,1+19,9)10 =23.22 %;

(Р_ср - Р_n) =23,22-19,9 = 3,32 % <5 при 9<23.22<25;

По результатам испытания устанавливают группу огнезащитной эффективности испытанного ОЗСВ при данном способе его применения.

При потере массы не более 9 % для ОЗСВ устанавливают I группу огнезащитной эффективности.

При потере массы более 9 %, но не выше 25 %, для ОЗСВ устанавливают II группу огнезащитной эффективности.

При потере массы более 25 % считают, что данное средство ОЗСВ не обеспечивает огнезащиты древесины и не является огнезащитным.

Применённое в данном испытании ОЗСВ соответствует II группе огнезащитной эффективности.

ЗАДАНИЕ №2

Проверить соответствие фактических пределов огнестойкости основных строительных конструкций здания противопожарным требованиям СНиП. Определить фактическую степень огнестойкости этого здания и сделать вывод о ее соответствии противопожарным требованиям СНиП. В случае несоответствия предложить мероприятия по повышению фактической степени огнестойкости здания.

Исходные данные

Запроектировано производственное здание пятиэтажное здание категории по взрывопожарной опасности - «Б» высотой - 30 м, площадь этажа (пожарного отсека) - 5100 м². Характеристика основных конструктивных элементов и строительных конструкций здания :

1. исходные данные о несущих стенах здания и стенах лестничных клеток

-из легкобетонных камней с заполнением пустот легким бетоном и оштукатуренные с двух сторон;

-толщина 12 см.

2. исходные данные о железобетонных колоннах

-ширина поперечного сечения b = 240 мм;

-диаметр и класс рабочей арматуры d = 18мм А-V;

-толщина защитного слоя из бетона а_з = 20 мм;

-шаг сеток поперечного армирования S =245 мм;

-длительно действующая часть нагрузки G_ser = 0.8 MH;

-полная нагрузка V_ser = 1.0 MH.

Вид бетона - тяжелый на известняковом (карбонатном) заполнителе.

3. исходные данные о конструктивном исполнении лестниц

-ступени из железобетона опираются на стальные балки (косоуры), защищенные от огня слоем вспучивающимся покрытиемВПМ-2 толщиной 4 мм; лестничные площадки железобетонные (П_ф = 0,7 ч).

4. исходные данные о железобетонных плитах перекрытия с круглыми каналами

-толщина плиты 170 мм;

-диаметр икласс арматуры d = 10 мм Ат-V;

-толщина защитного слоя из бетона а_з = 15 мм;

-длительно действующая часть нагрузки G_ser = 3,2 кН/м;

-полная нагрузка V_ser = 3,8 кН/м;

Вид бетона - тяжелый на гранитном (силикатном) заполнителе.

5. исходные данные о железобетонной балке (ригеле) перекрытия здания

-ширина поперечного сечения b = 120 мм;

-диаметр класс арматуры нижних рядов

d₁= 10 мм Ат-VII, d₂=10 мм Ат-VII;

-толщина защитного слоя из бетона а_з1 =12 мм, а_з2 =30 мм;

-длительно действующая часть нагрузки G_ser = 13,8 кН/м;

-полная нагрузка V_ser = 14,5 кН/м.

Вид бетона - тяжелый на известняковом (карбонатном) заполнителе.

6. Исходные данные о конструктивном исполнении бесчердачного покрытия (крыши) здания

-железобетонные плиты, с пределом огнестойкости RE 30, опирающиеся на стальные балки двутаврового профиля по верхнему поясу. Приведенная толщина балки t_red = 8 мм.

Решение.

В соответствии с п. 7.1 СНиП 31-03-2001 «Производственные здания» степень огнестойкости, класс конструктивной пожарной опасности, высоту складских зданий и площадь этажа здания в пределах пожарного отсека следует принимать по таблице 5 данного СНиП.

Таблица 5

Категория зданий или пожарных отсеков	Высота здания*, м	Степень огнестойкости здания	Класс конструктивной пожарной опасности здания	Площадь этажа, м2, в пределах пожарного отсека зданий
				одноэтажных	в два этажа	в три этажа и более
Б	3624-	IIIIIIV	С0С0С0	Не огр.78003500	104003500-	78002600-
* Высота здания в данной таблице измеряется от пола 1-го этажа до потолка верхнего этажа, включая технический; при переменной высоте потолка принимается средняя высота этажа. Высота одноэтажных зданий класса пожарной опасности С0 и С1 не нормируется.

Отсюда минимальные требования к запроектированному зданию или: максимальная высота здания 36 м; минимальная степень огнестойкости II; класс конструктивной пожарной опасности С0; предельная площадь пожарного отсека 7800 м². Требуемая степень огнестойкости здания - О_тр соответственно должна быть не менее II.

Минимальный требуемый предел огнестойкости конструкций П_тр - для О_тр - II берем из установленных обязательных требований СНиП-21-01-97* «Пожарная безопасность зданий и сооружений» таблица 4:

Таблица 4

Степень огнестойкости здания	Предел огнестойкости строительных конструкций, не менее
	Несущие элементы здания	Наружные ненесущие стены	Перекрытия междуэтажные (в том числе чердачные и над подвалами)	Элементы бесчердачных покрытий	Лестничные клетки
				Настилы (в том числе с утеплителем)	Фермы, балки, прогоны	Внутренние стены	Марши и площадки лестниц
II	R 90	Е 15	REI 45	RE 15	R 15	REI 90	R 60

Определяем числовые значения фактических пределов огнестойкости П_ф для основных строительных конструкций здания по «Пособие по определению пределов огнестойкости конструкций, пределов распространения огня по конструкциям и групп возгораемости материалов к СНиП II-2-80» (далее Пособие), проверяя соблюдение условия пожарной безопасности: П_ф П_тр.

1. Несущие стены здания и стены лестничных клеток. Вид материала - из легкобетонных камней с заполнением пустот легким бетоном, отштукатуренные с двух сторон. Толщина, 12 см. П_тр - несущие элементы здания - R 90 внутренние стены лестничных клеток - REI 90.

П_ф определяем по таблице 10 Пособия п. 2 - стены из легкобетонных камней с заполнением пустот лёгким бетоном - при толщине 12 см предел огнестойкости составляет более 1,5 ч или 90 мин, что равно П_тр.

Условие соблюдается П_ф П_тр

2. Железобетонные колонны. Ширина поперечного сечения b =240 мм. Диаметр и класс рабочей арматуры d =18 мм А-V. Толщина защитного слоя из бетона a_з =20 мм. Шаг сеток поперечного армирования S =245 мм. Длительно действующая часть нагрузки G_ser =0,8МН. Полная нагрузка

V_ser =1,0 МН. Колонны квадратного поперечного сечения обогреваются с 4-х сторон. Вид бетона - тяжелый на известняковом (карбонатном) заполнителе. При определении фактического предела огнестойкости железобетонных конструкций учитывают не толщину защитного слоя бетона, а расстояние от поверхности конструкции до центра тяжести рабочего арматурного стержня, которая включает помимо толщины защитного слоя еще и половину диаметра рабочего арматурного стержня.

П_тр - R 90

В расчетных условиях колонны подвергаются воздействию огня со всех сторон. По таблице 2 Пособия выбираем ближайшее значение b и a_з. a_з исходя из условия увеличиваем на половину диаметра рабочего арматурного стержня - 9 мм.

При b=240 и a_з=29 ближайшее значение b=200 и a_з=25, при этом предел огнестойкости колонны составит 1 ч.

В соответствии с п. 2.22 Пособия предел огнестойкости железобетонных колонн с дополнительным армированием в виде сварных поперечных сеток, установленных с шагом не более 250 мм следует умножать на коэффициент 1,5, т.е. П_ф составит уже 1,5 ч.

В соответствии с 2.20 Пособия вычисляем соотношение G_ser и V_ser что составит 0,8/1,0= 0,8. Если соотношение равно 0,3 то предел огнестойкости увеличивается в 2 раза. Для промежуточных значений предел принимается по линейной интерполяции. В нашем случае принимаем 1,6. При этом П_ф составит 2,1 ч. или 126 мин.

Условие соблюдается П_ф П_тр.

ЗАДАНИЕ №3

Лестницы. Ступени железобетонные опираются на стальные косоуры (балки) с вспучивающимся покрытием ВПМ-2. Толщина огнезащитного слоя а = 4 мм. Лестничные площадки железобетонные (П_ф = 0,7 ч).

П_тр марши и площадки лестниц составляет R60, а П_ф лестничной площадки 0,7 ч или 42 мин.

Условие не соблюдается П_ф П_тр

Толщина огнезащитного слоя стальных косоуров а = 4 мм. По таблице 11 Пособия п. 6 для стальной конструкции с вспучивающимся покрытием ВПМ-2 (по ГОСТ 25131-82) толщиной 0,4 см или 4 мм предел огнестойкости составит 0,75 ч или 45 мин.

П_тр марши и площадки лестниц составляет R60, а П_ф косоуров лестничного мараша 0,5 ч или 45 мин.

Условие не соблюдается П_ф П_тр

ЗАДАНИЕ №4

Железобетонные плиты перекрытия с круглыми каналами (пустотами). Толщина плиты h=170 мм. Диаметр и класс арматуры d=10 мм Ат-V. Толщина защитного слоя из бетона a_з=15 мм. Длительно действующая часть нагрузки G_ser=3,2 кН/м. Полная нагрузка V_ser=3,8 кН/м. Вид бетона - тяжелый на гранитном (силикатном) заполнителе. Диаметр каналов (пустот) - 120 мм.

П_тр перекрытия междуэтажные - составляет REI45

Предел огнестойкости многопустотных плит определяется по таблице 8 Пособия в зависимости от эффективной толщины плиты, которая определяется делением площади поперечного сечения плиты, за вычетом площадей пустот на ее ширину.

Т.к. в условиях задания не приведены размеры плит принимаем средний размер по ГОСТ 9561-91 «Плиты перекрытий железобетонные многопустотные для зданий и сооружений. Технические условия». Арматура класса А-V напрягаемая арматура используется для плит типа 1ПК - при ширине плиты 1500 мм количество каналов 8.

Таким образом эффективная толщина плиты составит

h_эф=hl-Sарм/l

Ближайшее значение в таблице 8 Пособия при эффективной толщине 100 защитный слой должен быть 35 мм. В нашем случае толщина защитного слоя из бетона a_з = 15 мм, при этом предел огнестойкости составит 0,5 часа или 30 мин.

В соответствии с 2.20 Пособия вычисляем соотношение G_ser и V_ser что составит 3,2/3,8 = 0,84. Если соотношение равно 0,3, то предел огнестойкости увеличивается в 2 раза. Для промежуточных значений предел принимается по линейной интерполяции. В нашем случае принимаем 1,25. При этом П_ф составит 0,5 1,25 = 0,625 ч. или 36 мин.

П_тр перекрытия междуэтажные - составляет REI45 П_ф = 0,625 ч. или 36 мин. огнестойкость противопожарный древесина

Условие не соблюдается П_ф П_тр

ЗАДАНИЕ №5

Железобетонная балка (ригель) перекрытия здания. Ширина поперечного сечения, b =120 мм; Диаметр (класс) арматуры нижних рядов, d₁ = 10 мм Ат-VII, d₂ = 10 мм Ат-VII; Толщина защитного слоя из бетона, a_з1 = 12 мм, а_з2 = 30 мм; Длительно действующая часть нагрузки G_ser = 13,8 кН/м; Полная нагрузка V_ser= 14,5 кН/м; Вид бетона - тяжелый на на известняковом (карбонатном) заполнителе.

П_тр перекрытия междуэтажные - составляет REI45

В случаях расположения арматуры в разных уровнях среднее расстояние до оси арматуры а определяется с учетом площадей арматуры А и соответствующих им расстояний до осей (а1, а2), по формуле:

Толщина защитного слоя составит 21 мм.

По таблице 6 Пособия ближайший показатель полученных и имеющихся величин. По условиям ширина поперечного сечения, b, мм - 120; ближайшая по таблице - 120, что соответствует 0,5 часа огнестойкости. Полученная толщина защитного слоя 21 мм - по таблице ближайшаяч 25, что также соответствует огнестойкости 0,5 часа.

В соответствии с п. 2.18 подпункт 2 Пособия для арматуры класса

Ат-VII принимаем коэффициент = 0,9. Получаем 0,5 0,9 = 0,45 часа.

В соответствии с 2.20 Пособия вычисляем соотношение G_ser и V_ser что составит 13,8/14,5 = 0,95. Принимаем за еденицу.

Таким образом П_ф = 0,45 ч. или 27 мин.

Условие не соблюдается П_ф П_тр

Покрытие (крыша) - Железобетонные плиты, с пределом огнестойкости RE 30, опирающиеся на стальные балки двутаврового профиля по верхнему поясу. Приведенная толщина балки t_red = 8 мм.

П_тр элементов бесчердачных покрытий - составляет R15.

По таблице 11 п.1 стальные балки, ригели без огнезащиты при t_red = 8 мм, предел огнестойкости составит 1 час или 60 мин. Таким образом П_ф = 1 ч. или 60 мин.

Условие соблюдается П_ф П_тр.

Таблица проверки

№ п/п	Вид и характеристика строительной конструкции (конструктивного элемента здания)	Птр, мин	Ссылка на п. СНиП	Пф, мин	Ссылка на пункт источника информации	Вывод о соответствии	Оmin
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Несущие стены здания и стены лестничных клеток	R 90	п.5.18 СНиП 21-01-97*	90 мин	Табл 4 Пособия	Соответствует	II
2	Лестницы. Стальные косоуры (балки)	R 60	п.5.18 СНиП 21-01-97*	42 мин	Табл 11 Пособия	Не соответствует
3	Железобетонные плиты перекрытия	REI 45	п.5.18 СНиП 21-01-97*	36 мин	Табл 8 Пособия	Не соответствует
4	Железобетонная балка (ригель) перекрытия здания	REI 45	п.5.18 СНиП 21-01-97*	27 мин	Табл 6 Пособия	Не соответствует
5	Покрытие (крыша)	R15	п.5.18 СНиП 21-01-97*	60 мин	Табл 11 Пособия	Соответствует

Для приведения в соответствие с требованиями рекомендуется толщину огнезащитного слоя косоуров лестничной клетки с вспучивающимся покрытием ВПМ-2 увеличить с 4 мм до 2 см, что даст огнестойкость 1 час или 60 мин (прил 11 п.6 Пособия)

Для повышения огнестойкости плит перекрытия необходимо увеличить защитный слой арматуры до 35 мм. Например теплоизоляция из минерального волокна толщиной 10 мм эквивалентно увеличению на 10 мм толщины слоя тяжелого бетона (п.2.16 Пособия). Засыпки и пол из негорючих материалов объединяются в общую толщину плиты и повышают огнестойкость (п.2.27 Пособия).

Для повышения огнестойкости балки (ригеля) до 35 мм целесообразно использовать тот же материал что и для плит перекрытия.

Список литературы

1. ГОСТ 30244-94 Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть.

2. ГОСТ 30402-96 Материалы строительные. Метод испытаний на воспламеняемость.

3. ГОСТ 30444-97 (ГОСТР 51032-97) Материалы строительные. Метод испытания на распространение пламени.

4. ГОСТ 12.1.044-89. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения.

5. Беляев А.В., Лимонов Б.С. Методы огневых испытаний строительных материалов и конструкций: методическое пособие /Под общей ред. В.С. Артамонова. - СПб.: Санкт-Петербургский институт ГПС МЧС России, 2004. - 63 с.

6. Демёхин В.Н., Лукинский В.М., Серков Б.Б. Пожарная опасность и поведение строительных материалов в условиях пожара /Под общей ред. В.М. Лукинского. - СПБ.: ООО «КОВЭКС», 2002. - 142 с.

7. Пожарная профилактика в строительстве: Учебник для пожарно-технических училищ /Б.В. Грушевский, Н.Л. Котов, В.И. Сидорук и др. - М.: Стройиздат, 1988. - 368 с.

8. Пособие по определению пределов огнестойкости конструкций, пределов распространения огня по конструкциям и групп возгораемости материалов (к СНиП II-2-80) /ЦНИИСК им. Кучеренко. - М.: Стройиздат, 1985. - 66 с.*

9. Каталог стальных несущих конструкций (огнестойкость). - М.: ВНИИПО МВД СССР, 1984. - 92 с.

Размещено на Allbest.ru