Понятие огнестойкости строительных конструкций и методы ее определения (стр. 2 из 2)
Представленная зависимость наиболее полно описывает экспериментальные данные (отклонения не превышают 3,5%).
Расчет прогрева теплоизолированных стальных конструкций (теплотехническая задача) производится по формуле:
, (4.3.9.)где Т м(τ) - температура металла, К; Т пов(τ) - температура поверхности изоляции, К; Т0 - начальная температура конструкции, К; Ө - безразмерный параметр, который определяется по номограмме.
Рис. 4.3.1. Номограмма для расчета огнестойкости незащищенных металлических конструкций
Рассмотрим последовательность вычисления для теплоизолированных конструкций.
1. Вычисляем приведенную толщину δx(y)следующим образом:
а) для неограниченной теплоизолированной пластины δх(у) равна толщине металлической пластины;
б) для теплоизолированных стержней прямоугольного сечения:
(4.3.10.)где а и b — размеры поперечного сечения конструкции, м; δпр,х и δпр,у — приведенные толщины пластин по осям х и у:
(4.3.11.) 
(4.3.12.)где См,0,С0 — начальное значение коэффициента удельной теплоемкости металла и теплоизоляции; δх , δу—толщина стенок сечения, м; δ0 —толщина теплоизоляционного слоя, м;
в) для теплоизолированных стержней круглого сечения:
(4.3.13.)где dн — наружный диаметр сечения, м; δм — толщина стенки сечения, м;
г) для теплоизолированных стержней двутаврового сечения приведенная толщина полки:
(4.3.14.) 
где l — толщина полки, м;Рис. 4.3.2. Распределение относительной избыточной температуры в теплоизолированной металлической конструкции
Стенки:
(4.3.15.)где d —толщина стенки, м; h — высота стенки, м.
2. Рассчитываем плотность сухого γ с и влажного γв материала теплоизоляционного слоя:
(4.3.16.)где Р — весовая влажность сухого материала, %.
3. Выбираем для дальнейшего расчета произвольно момент времени.
4. По рис. 3.3. с учетом выбранного интервала времени и плотности материала определяем значение температуры поверхности Тпов и среднее значение температуры Тср для каждого вида материала:
, (4.3.17.)5. Оцениваем среднее значение теплофизических характеристик материалов:
(4.3.18.)где λср - средний коэффициент теплопроводности сухого материала Вт/(м∙К); Сср - средний коэффициент удельной теплоемкости сухого материала, кДж/(кг∙К). Величина С ср определяется по формуле (3.5.).
6. Рассчитываем число Фурье:
(4.3.19.)7. Находим значение параметра N:
(4.3.20.)8. Для рассчитанных F0 и N определяем значение безразмерного параметра Ө по рис. 3.2.
9.По формуле (4.3.19.) для заданного промежутка времени устанавливаем температуру металла.
Расчет по пунктам 3—9 повторяется с учетом новых интервалов времени до того момента, когда температура конструкции достигнет критического значения Т кр. Следовательно, время достижения критической температуры и будет пределом ее огнестойкости.
Предложенная методика для оценки предела огнестойкости конструкций проста, требует малых затрат времени и дает возможность разработать меры профилактики.
Рис.4.3.3. Изменение температуры поверхности конструкций из материалов с различной плотностью.