С учетом параметров реального пожара

Рассчитать температурное поле в перекрытии через 9 мин после на­чала нагревания и установить время достижения на рабочей арматуре тем­пературы 550 °С.

Перекрытие представляет собой сплошную железобетонную плиту толщиной 8 см. Толщина слоя бетона от нижней грани до центра тяжести рабочей арматуры 2 см. Плита изготовлена из бетона на известняковом щебне.

Перекрытие подвергается одностороннему нагреванию в условиях пожара. Зависимость среднеобъемной температуры греющей среды от времени берется из таблицы 2.1, полученной при расчетах на ПК.

Начальная температура перекрытия 20 °С, такую же температуру име­ет воздух над перекрытием.

Задачу решаем численным методом конечных разностей.

Принимаем среднюю температуру плиты за весь период нагревания равной 200 °С. Тогда усредненные за весь период нагревания коэффици­енты теплопроводности и температуропроводности будут равные λ = 1,2 Вт/(м·К), a = 6,3·10^-7 м²/c.

Максимальная температура среды за период нагревания может быть определена по следующей формуле:

(2.6)

где Т_т - среднеобъемная температура; х ₀ - половина расстояния от очага горения до места выхода газов из помещения; х - координата, отсчиты­ваемая от очага горения по горизонтали; у - координата, отсчитываемая от поверхности пола по вертикали.

Подставляя значения соответствующих величин, определяем макси­мальную температуру среды за период нагревания

t_m = 1101 °С.

Максимальный коэффициент теплоотдачи между средой и поверхностью плиты:

= 11,63·ехр(0,0023·1101) = 146,3 [Вт/(м²·К)].

Максимальная расчетная толщина слоя:

Минимальное число слоев:

Разобьем плиту на 5 слоев. При этом толщина слоя будет равна:

Расчетный интервал времени:

Расчет температурного поля в плите ведется по явной разностной схеме, которая при имеет вид:

.

В начальный момент времени температура во всех слоях равна на­чальной:

t₀,₀ = t₁,₀ = t₂,₀ = t₃,₀ = t₄,₀ = t₅,₀ = 20 °С.

Температурное поле через 1Δτ = 3 мин, температура греющей среды (определяется аналогично максимальной температуры среды):

t_lml = 558 °С;

коэффициент теплоотдачи с обогреваемой стороны:

= 11,63·ехр(0,0023·558) = 42,0 (Вт/м²·К);

толщина пограничного слоя:

температура в 1-м слое через 1 :

т.е. температуры в слоях с 1-го по 5-й через 1 останутся равными начальным.

Температура в 0-м слое через 1 :

температура на обогреваемой поверхности

Температурное поле через 2 = 6 мин, температура греющей среды:

t_lm,2 = 1085 °С;

коэффициент теплоотдачи с обогреваемой стороны:

= 11,63·ехр(0,0023·1085) =141,0 (Вт/м²·К);

толщина пограничного слоя:

температура в 1-м слое через 2 :

температура во 2-м слое через 2 :

т.е. температуры в слоях со 2-го по 5-й через 2 останутся равными 20 °С;

температура в 0-м слое через 2 :

температура обогреваемой поверхности:

В последовательности, изложенной выше, рассчитывается температур­ное поле через 3 . Результаты расчета заносим в таблицу 2.6.

Таблица 2.6. Результаты расчетов

№ Δτ	τ	t lm	α1	λ/α1	t o	t 1c	t 1	t 2	t 3	t 4	t 5
			-	-
			42,0	0,029
			141,0	0,009
			146,3	0,008

На рабочей арматуре через 9 мин после начала нагревания температу­ра 550 °С не достигается.

Дата добавления: 2014-11-18