Методика расчета фактических пределов огнестойкости несущих конструкций

VI. Текст лекции

Вводная часть

Во вводной части занятия (5 минут) преподаватель принимает доклад у дежурного по учебной группе о готовности группы к занятиям. Проверяет наличие обучающихся, делает соответствующие отметки в учебном журнале группы и строевой записке. Объявляет тему, учебные цели, вопросы, рассматриваемые на занятии и литературу. Доводит расчет учебного времени на отработку учебных вопросов.

Учебные вопросы

В ходе занятия(80минут) преподаватель доводит новый учебный материал, контролирует работу обучающихся. Создает условия для развития творческого мышления и самостоятельности обучающихся. При необходимости своевременно разъясняет отдельные положения, вызывающие затруднения и вопросы.

Заключительная часть

В заключительной части занятия(5 минут) в целях проверки качества усвоения обучающимися учебного материала преподаватель может провести выборочную проверку конспектов, подводит итоги всего занятия. Выдается задание на подготовку к следующему семинарскому занятию. Подается команда к завершению занятия.

Высокая теплопроводность металла (у стали λ = 58 Вт/м ⁰С, у алюминиевых сплавов – 200 Вт/м ⁰С) позволяет выполнять расчеты пределов огнестойкости несущих конструкций не по 4-й, а по 2-й расчетной схеме (т. е. не только по снижению несущей способности конструкций до величины усилия от нормативной нагрузки, но и более просто – по определению времени прогрева конструкций до критической температуры - t_cr ). Для определения t_cr во ВНИИПО получены экспериментальные данные об изменении деформативно-прочностных характеристик различных марок стали и алюминиевых сплавов от температур нагрева (рис. 1.1). С такими графиками Вы знакомы из темы № 4 1-го раздела и темы № 11 – 2-го раздела дисциплины.

gyt; g _Et

gEt

gyt

t

Рис. 1.1. Характер зависимости коэффициента изменения предела текучести и модуля упругости сталей и алюминиевых сплавов от температуры нагрева.  

где R_yt – сопротивление по пределу текучести нагретого металла до соответствующей температуры (t), МПа

R_yn – нормативное сопротивление металла по пределу текучести, МПа;

E_t – модуль упругости металла, нагретого до определенной температуры, МПа;

E_n – начальное значение модуля упругости металла (до нагрева), МПа.

Напоминаю, что эти графики получены экспериментально путем. Изменение механические характеристик металла при нагреве можно представить и в безразмерном виде (рис. 1.2)

Ryt Et

t t t t

а. б. в. г.

Рис. 1.2. Изменение абсолютных и относительных значений величин деформационно-прочностных характеристик металла при нагреве

В теме № 11 было дано определение t_cr, как температуры, при которой несущая способность конструкций снижается до нормативной нагрузки, т. к. сопротивление металла при нагреве снижается до величины напряжений σ_n от нормативной (рабочей) нагрузки, что является причиной наступления П_ф несущих конструкций (см. рис. 1.2а).

Идея методики расчета сводится к следующему: при решении статической части методики расчета определив величину t_cr конструкции, затем путем решения теплотехнической части задачи огнестойкости определяют время прогрева конструкции до t_cr , т. е. её П_ф.

Следует учесть, что сжатые конструкции (элементы) теряют несущую способность не только в результате снижения прочностных характеристик металла, но и в результате утраты жесткости конструкции (элемента) в связи со снижением модуля упругости металла до предельного (критического) значения.

Если рассматривать графики (см. рис. 1.2) снижения относительных величин деформационно-прочностных характеристик металла при нагреве, то наступление t_cr будет соответствовать снижению γ_yt до γ_ytcr и γ_Et до γ_Etcr, соответственно.

На этом основаны расчетные формулы статической части методики расчета пределов огнестойкости несущих металлических конструкций через коэффициент изменения предела текучести стали при критической температуре нагрева конструкции

Дата добавления: 2014-12-10