Теплофизические свойства строительных материалов и их изменение в условиях пожара

Страницы работы

Содержание работы

ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИХ ИЗМЕНЕНИЕ В УСЛОВИЯХ ПОЖАРА

     В инженерных расчетах огнестойкости обычно используются данные о коэффициентах теплопроводности l, теплоемкости С и температуропроводности а. Кроме того, часто используют значения приведенного среднего коэффициента температуропроводности апр, м2/ч, который определяют по формуле [1]:

                                            апр = lт.ср×m / [r0×(Ст.ср + 0,05×Uн)],                                   (1)

где lт.ср и Ст.ср – средние значения коэффициентов соответственно теплопроводности, Вт / м×0С, и удельной теплоемкости, Дж / кг×0С (табл. 1);

m = 3,6 – переводной коэффициент;

Uн – влажность материала, %;

r0 – плотность сухого материала, кг/м3, определяемая по формуле:

                                                 r0 = 100×rн / (100 + Uн);                                                (2)

rн – плотность материала при влажности Uн, кг/м3.

Таблица 1[1]

Средние значения коэффициентов теплопроводности и удельной теплоемкости строительных материалов в зависимости от температуры нагреваТ

Материалы

Формулы для расчета коэффициентов

lт.ср

Ст.ср

Тяжелый бетон на гранитном щебне

1,2 – 0,00035×Т

0,71 + 0,00084×Т

То же, на известняковом щебне

1,14 – 0,00055×Т

0,71 + 0,00084×Т

Песчаный бетон

1,05 – 0,00058×Т

0,77 + 0,00063×Т

Керамзитобетон

0,42 + 0,00016×Т

0,84 + 0,00048×Т

Перлитобетон

0,29 + 0,00059×Т

0,84 + 0,00059×Т

Примечание: при расчете огнестойкости плоских конструкций по признаку прогрева их необогреваемых поверхностей до недопустимой температуры в формулах данной таблицы принимать Т = 350 0С, в остальных случаях Т = 450 0С.

Расчет предела огнестойкости плоских конструкций по признаку прогрева         необогреваемой поверхности

     По данному признаку предел огнестойкости Пф, ч, определяется по формуле:

  Пф = [2,3×(d + k× апр1/2)2 / (апр×m12)]×lg{А1 / [Тx=d / (1250 – Тн) – 1 / (1 + Bi)]},          (5)

где Тx=d – предельная температура прогрева необогреваемой поверхности, 0С;

d – толщина конструкции, м;

m1 и А1 – коэффициенты, принимаемые по таблице 5 в зависимости от значения критерия Био Bi:

                                                  Bi = a¢×(d + k× апр1/2) / lт.ср,                                           (6)

характеризующего постоянство отношения внутреннего термического сопротивления теплопроводности к внешнему термическому сопротивлению теплоотдаче.

Таблица 5

Коэффициенты m1 и А1 к расчету предела огнестойкости [1]

Bi

m1

А1

Bi

m1

А1

Bi

m1

А1

0,00

1,5708

-1,2735

0,75

1,9385

-0,8222

1,80

2,2432

-0,5762

0,10

1,6320

-1,1865

0,80

1,9586

-0,8038

2,00

2,2889

-0,5435

0,20

1,6887

-1,1037

0,85

1,9767

-0,7874

2,50

2,3723

-0,4889

0,30

1,7414

-1,0329

0,90

1,9947

-0,7710

3,00

2,4557

-0,4342

0,35

1,7660

-1,0044

0,95

2,0118

-0,7563

3,50

2,5131

-0,3965

0,40

1,7906

-0,9758

1,00

2,0288

-0,7415

4,00

2,5704

-0,3587

0,45

1,8136

-0,9502

1,05

2,0434

-0,7299

4,50

2,6121

-0,3326

0,50

1,8366

-0,9246

1,10

2,0580

-0,7183

5,00

2,6537

-0,3065

0,55

1,8582

-0,9029

1,20

2,0871

-0,6950

5,50

2,6851

-0,2879

0,60

1,8798

-0,8812

1,30

2,1163

-0,6718

6,00

2,7165

-0,2692

0,65

1,9001

-0,8609

1,50

2,1746

-0,6253

7,00

2,7654

-0,2380

0,70

1,9203

-0,8406

1,60

2,1975

-0,6089

k  – коэффициент, определяемы с помощью таблицы 6.

Таблица 6

Плотность сухого бетона r0, кг/м3

k

Плотность сухого бетона r0, кг/м3

k

100

0,46

1500

0,58

500

0,5

2000

0,6

1000

0,55

2450

0,65

     В формуле (6) параметр a¢ – это коэффициент теплоотдачи необогреваемой поверхности конструкции, Вт / (м2 × 0С), определяемый как

                                                        a¢= (a0 + at) / 2,                                                     (7)

где a0 – коэффициент теплоотдачи в момент начала прогрева необогреваемой поверхности, Вт / (м2 × 0С):

                                                        a0 = 1,51 + 5,77×S¢;                                                 (8)

S¢ – степень черноты необогреваемой поверхности;

at – коэффициент теплоотдачи в момент наступления предела огнестойкости,    Вт / (м2 × 0С):

                                                         at = 8,14 + at,л;                                                      (9)

    at,л – коэффициент передачи тепла лучеиспусканием, Вт / (м2 × 0С):

                   at,л = 5,77× S¢ ×{[0,01×(413 + Тн)]4 – [0,01×(273 + Тн)]4} / 140.                (10)

Задание Определить предел огнестойкости Пф сплошной железобетонной плиты по прогреву обратной огню поверхности на температуру Тx=d. Начальная температура плиты Тн = 20 0С. Остальные исходные данные взять из таблицы 7.

Таблица 7

Варианты исходных данных

Вариант

Характеристика плиты

Тx=d, 0С

Материал

Плотность rн, кг/м3

Влажность Uн, %

Толщина d, м

0

Бетон на гранитном щебне

2330

2,0

0,08

0,68

150

1

Бетон на известняковом щебне

2250

1,8

0,08

0,65

150

2

Песчаный бетон

1900

1,6

0,08

0,62

150

3

Керамзитобетон

1600

1,4

0,08

0,60

155

4

Перлитобетон

1090

1,2

0,08

0,70

155

5

Бетон на гранитном щебне

2330

1,2

0,10

0,72

155

6

Бетон на известняковом щебне

2250

1,4

0,10

0,76

155

7

Песчаный бетон

1900

1,6

0,10

0,80

160

8

Керамзитобетон

1600

1,8

0,10

0,78

160

9

Перлитобетон

1090

2,0

0,10

0,68

160

Похожие материалы

Информация о работе

Тип:
Задания на контрольные работы
Размер файла:
74 Kb
Скачали:
0