dom-Żywy inwentarz-Obliczanie granicy odporności ogniowej żelbetowej płyty stropowej. Odporność ogniowa konstrukcji żelbetowych Granica odporności ogniowej płyt kanałowych

Obliczanie granicy odporności ogniowej żelbetowej płyty stropowej. Odporność ogniowa konstrukcji żelbetowych Granica odporności ogniowej płyt kanałowych

Tabela 2.18

Lekka gęstość betonu? = 1600 kg/m3 z grubym kruszywem ekspandowanym, płyty z okrągłymi pustkami w ilości 6 sztuk, płyty obustronnie swobodnie podparte.

1. Wyznaczmy efektywną grubość płyty kanałowej teff w celu oceny granicy odporności ogniowej na podstawie izolacyjności termicznej zgodnie z p. 2.27 Instrukcji:

gdzie jest grubość płyty, mm;

  • - szerokość płyty, mm;
  • - liczba pustek, szt.;
  • - średnica pustek, mm.
  • 2. Ustal zgodnie z tabelą. 8 Wytyczne dotyczące granicy odporności ogniowej płyty na podstawie utraty izolacyjności termicznej płyty wykonanej z ciężkiego elementu betonowego o efektywnej grubości 140 mm:

Granica odporności ogniowej płyty na podstawie utraty właściwości termoizolacyjnych

3. Określ odległość nagrzanej powierzchni płyty od osi zbrojenia pręta:

gdzie jest grubość warstwy ochronnej betonu, mm;

  • - średnica złączek roboczych, mm.
  • 4. Według tabeli. 8 Wytyczne określają granicę odporności ogniowej płyty na podstawie strat nośność przy a = 24 mm, do ciężkiego betonu i przy podparciu z dwóch stron.

Wymagana granica odporności ogniowej mieści się w przedziale od 1 godziny do 1,5 godziny, ustalamy ją poprzez interpolację liniową:

Granica odporności ogniowej płyty bez uwzględnienia współczynników korygujących wynosi 1,25 godziny.

  • 5. Zgodnie z pkt. 2.27 Instrukcji do określenia granicy odporności ogniowej płyt kanałowych stosuje się współczynnik redukcyjny wynoszący 0,9:
  • 6. Całkowite obciążenie płyty określamy jako sumę obciążeń stałych i chwilowych:
  • 7. Określ stosunek długo działającej części obciążenia do pełnego obciążenia:

8. Współczynnik korygujący obciążenie zgodnie z pkt. 2.20 Instrukcji:

  • 9. Czy zgodnie z pkt. 2.18 (część 1 a) Świadczenia przyjmujemy współczynnik? dla złączek A-VI:
  • 10. Określamy granicę odporności ogniowej płyty, biorąc pod uwagę współczynniki obciążenia i zbrojenia:

Granica odporności ogniowej płyty pod względem nośności wynosi R 98.

Za granicę odporności ogniowej płyty przyjmuje się mniejszą z dwóch wartości – utratę izolacyjności termicznej (180 min) i utratę nośności (98 min).

Wniosek: granica odporności ogniowej płyty żelbetowej wynosi REI 98

Wyznaczanie granic odporności ogniowej konstrukcji budowlanych

Wyznaczanie granicy odporności ogniowej konstrukcji żelbetowych

Dane wyjściowe żelbetowej płyty stropowej podano w tabeli 1.2.1.1

Rodzaj betonu - beton lekki o gęstości c = 1600 kg/m3 z dodatkiem grubego kruszywa keramzytowego; Płyty są wielopuste, z okrągłymi pustkami, liczba pustych przestrzeni wynosi 6 sztuk, płyty są podparte po obu stronach.

1) Efektywna grubość teffu płyty kanałowej do oceny granicy odporności ogniowej na podstawie izolacyjności termicznej zgodnie z klauzulą ​​2.27 Podręcznika do SNiP II-2-80 (Odporność ogniowa):

2) Ustalić zgodnie z tabelą. 8 Podręczniki dotyczące granic odporności ogniowej płyty na podstawie utraty izolacyjności termicznej płyty z betonu lekkiego o grubości efektywnej 140 mm:

Granica odporności ogniowej płyty wynosi 180 min.

3) Określ odległość od nagrzanej powierzchni płyty do osi zbrojenia pręta:

4) Korzystając z tabeli 1.2.1.2 (tabela 8 Instrukcji) wyznaczamy granicę odporności ogniowej płyty na podstawie utraty nośności przy a = 40 mm dla lekkiego betonu podpartego dwustronnie.

Tabela 1.2.1.2

Granice odporności ogniowej płyt żelbetowych


Wymagana granica odporności ogniowej wynosi 2 godziny lub 120 minut.

5) Zgodnie z pkt. 2.27 Instrukcji, do określenia granicy odporności ogniowej płyt kanałowych stosuje się współczynnik redukcyjny wynoszący 0,9:

6) Całkowite obciążenie płyt określamy jako sumę obciążeń stałych i tymczasowych:

7) Określ stosunek długo działającej części obciążenia do pełnego obciążenia:

8) Współczynnik korygujący obciążenie zgodnie z pkt. 2.20 Instrukcji:

9) Zgodnie z punktem 2.18 (część 1 b) instrukcji przyjmujemy współczynnik zbrojenia

10) Granicę odporności ogniowej płyty wyznaczamy biorąc pod uwagę współczynniki obciążenia i zbrojenia:

Granica odporności ogniowej płyty pod względem nośności wynosi

Na podstawie wyników uzyskanych w trakcie obliczeń ustalono, że granica odporności ogniowej płyty żelbetowej pod względem nośności wynosi 139 minut, a pod względem izolacyjności termicznej wynosi 180 minut. Należy przyjąć najniższą granicę odporności ogniowej.

Wniosek: granica odporności ogniowej płyty żelbetowej REI 139.

Wyznaczanie granic odporności ogniowej słupów żelbetowych

Rodzaj betonu - beton ciężki o gęstości c = 2350 kg/m3 z dodatkiem grubego kruszywa ze skał węglanowych (wapienia);

Tabela 1.2.2.1 (Tabela 2 Podręcznika) pokazuje wartości rzeczywistych granic odporności ogniowej (POf) słupów żelbetowych o różne cechy. W tym przypadku POf zależy nie od grubości warstwy ochronnej betonu, ale od odległości powierzchni konstrukcji od osi roboczego pręta zbrojeniowego (), która oprócz grubości warstwy ochronnej , obejmuje również połowę średnicy roboczego pręta zbrojeniowego.

1) Wyznacz odległość nagrzanej powierzchni słupa od osi zbrojenia pręta korzystając ze wzoru:

2) Zgodnie z pkt. 2.15 Instrukcji dla konstrukcji wykonanych z betonu z wypełniaczem węglanowym, wymiar Przekrój dopuszczalne jest zmniejszenie o 10% przy tej samej granicy odporności ogniowej. Następnie określamy szerokość kolumny za pomocą wzoru:

3) Korzystając z tabeli 1.2.2.2 (tabela 2 Instrukcji) określamy granicę odporności ogniowej słupa z betonu lekkiego o parametrach: b = 444 mm, a = 37 mm przy nagrzewaniu słupa ze wszystkich stron.

Tabela 1.2.2.2

Granice odporności ogniowej słupów żelbetowych


Wymagana granica odporności ogniowej mieści się w przedziale od 1,5 godziny do 3 godzin. Aby określić granicę odporności ogniowej, stosujemy metodę interpolacji liniowej. Dane podano w tabeli 1.2.2.3

Aby rozwiązać część statyczną problemu, zmniejszamy kształt przekroju żelbetowej płyty stropowej z okrągłymi pustkami (załącznik 2, rys. 6) do obliczonego kształtu litery T.

Wyznaczmy moment zginający w środku przęsła pod wpływem obciążenia standardowego i ciężaru własnego płyty:

Gdzie Q / N– obciążenie standardowe na 1 mb płyty równe:

Odległość od dolnej (ogrzewanej) powierzchni panelu do osi okuć roboczych będzie wynosić:

mm,

Gdzie D– średnica prętów zbrojeniowych, mm.

Średnia odległość będzie wynosić:

mm,

Gdzie A– pole przekroju poprzecznego pręta zbrojeniowego (pkt 3.1.1.), mm 2.

Określmy główne wymiary obliczonego przekroju T panelu:

Szerokość: B F = B= 1,49 m;

Wysokość: H F = 0,5 (H-П) = 0,5 (220 – 159) = 30,5 mm;

Odległość nieogrzewanej powierzchni konstrukcji od osi pręta zbrojeniowego H o = H – A= 220 – 21 = 199 mm.

Określamy wytrzymałość i właściwości termofizyczne betonu:

Standardowa wytrzymałość na rozciąganie R miliard= 18,5 MPa (Tabela 12 lub punkt 3.2.1 dla betonu klasy B25);

Współczynnik niezawodności B = 0,83 ;

Obliczanie wytrzymałości betonu na podstawie wytrzymałości na rozciąganie R bu = R miliard / B= 18,5 / 0,83 = 22,29 MPa;

Współczynnik przewodności cieplnej T = 1,3 – 0,00035T Poślubić= 1,3 – 0,00035 723 = 1,05 W m -1 K -1 (pkt 3.2.3.),

Gdzie T Poślubić– średnia temperatura w czasie pożaru równa 723 K;

Ciepło właściwe Z T = 481 + 0,84T Poślubić= 481 + 0,84 · 723 = 1088,32 J kg -1 K -1 (rozdział 3.2.3.);

Biorąc pod uwagę współczynnik dyfuzyjności cieplnej:

Współczynniki zależne od średniej gęstości betonu DO= 39 s 0,5 i DO 1 = 0,5 (pkt 3.2.8, p. 3.2.9.).

Określ wysokość strefy ściskanej płyty:

Określamy naprężenie w zbrojeniu rozciągającym z obciążenie zewnętrzne zgodnie z przym. 4:

ponieważ X T= 8,27 mm H F= 30,5 mm, zatem

Gdzie Jak– całkowite pole przekroju prętów zbrojeniowych w strefie rozciągania przekroju konstrukcji, równe 5 prętom12 mm 563 mm 2 (pkt 3.1.1.).

Określmy wartość krytyczną współczynnika zmiany wytrzymałości stali zbrojeniowej:

,

Gdzie R su– nośność obliczeniowa zbrojenia w aspekcie wytrzymałości granicznej, równa:

R su = R sn / S= 390 / 0,9 = 433,33 MPa (tutaj S– współczynnik niezawodności zbrojenia, przyjęty równy 0,9);

R sn– standardowa wytrzymałość zbrojenia na rozciąganie równa 390 MPa (tab. 19 lub p. 3.1.2).

Zrozumiałeś stkr1. Oznacza to, że naprężenia od obciążenia zewnętrznego w zbrojeniu rozciągającym przekraczają standardową nośność zbrojenia. Dlatego konieczne jest zmniejszenie naprężeń od obciążenia zewnętrznego w zbrojeniu. Aby to zrobić, zwiększymy liczbę prętów zbrojeniowych panelu12mm do 6. Następnie A S= 679 10 -6 (rozdział 3.1.1.).

MPa,

.

Określmy krytyczną temperaturę nagrzewania zbrojenia nośnego w strefie rozciąganej.

Zgodnie z tabelą w punkcie 3.1.5. Stosując interpolację liniową określamy, że dla zbrojenia klasy A-III, stali gatunku 35 GS i stkr = 0,93.

T stkr= 475C.

Czas potrzebny do nagrzania zbrojenia do temperatury krytycznej dla płyty o pełnym przekroju poprzecznym będzie rzeczywistą granicą odporności ogniowej.

s = 0,96 godz.,

Gdzie X– argument funkcji błędu Gaussa (Crump) równy 0,64 (pkt 3.2.7.) w zależności od wartości funkcji błędu Gaussa (Crump) równej:

(Tutaj T N– przyjmuje się temperaturę konstrukcji przed pożarem równą 20С).

Rzeczywista granica odporności ogniowej płyty podłogowej z okrągłymi pustkami będzie wynosić:

P F = 0,9 = 0,960,9 = 0,86 godziny,

gdzie 0,9 jest współczynnikiem uwzględniającym obecność pustek w płycie.

Ponieważ beton jest materiałem niepalnym, wówczas oczywiście rzeczywista klasa zagrożenia pożarowego konstrukcji wynosi K0.

Jak wspomniano powyżej, granica odporności ogniowej jest zginana konstrukcje żelbetowe może nastąpić na skutek nagrzania zbrojenia roboczego znajdującego się w strefie rozciąganej do temperatury krytycznej.

W związku z tym obliczenie odporności ogniowej kanałowej płyty podłogowej zostanie określone na podstawie czasu nagrzewania do krytyczna temperatura rozciągnięte zbrojenie robocze.

Przekrój płyty pokazano na rys. 3.8.

B P B P B P B P B P

H H 0

A S

Ryc.3.8. Przekrój projektowy płyty kanałowej

Aby obliczyć płytę, jej przekrój zostaje zredukowany do przekroju teowego (rys. 3.9).

B F

X tem ≤h”. F

H F

godz 0

X tem >h' F

A S

a∑b R

Ryc.3.9. Przekrój T płyty kanałowej do obliczania jej odporności ogniowej

Podciąg

obliczanie granicy odporności ogniowej płaskich, elastycznych elementów żelbetowych kanałowych


3. Jeśli, to  S , tem określone przez formułę

Gdzie zamiast tego B używany ;

Jeśli
, to należy ją przeliczyć korzystając ze wzoru:

    Zgodnie z 3.1.5 jest to określone T S , kr(krytyczna temperatura).

    Funkcję błędu Gaussa oblicza się ze wzoru:

    Zgodnie z 3.2.7 znaleziony zostaje argument funkcji Gaussa.

    Granicę odporności ogniowej P f oblicza się ze wzoru:

Przykład nr 5.

Dany. Pusta płyta stropowa, swobodnie podparta z dwóch stron. Wymiary przekroju: B=1200 mm, długość przęsła roboczego l= 6 m, wysokość przekroju H= 220 mm, grubość warstwy ochronnej A l = 20 mm, klasa wytrzymałości na rozciąganie A-III, 4 pręty Ø14 mm; beton ciężki klasy B20 na kruszonym wapieniu, wilgotność wagowa betonu w = 2%, średnia gęstość suchy beton ρ 0s= 2300 kg/m 3, średnica pustej przestrzeni D N = 5,5 kN/m.

Definiować rzeczywista granica odporności ogniowej płyty.

Rozwiązanie:


Do betonu klasy B20 R miliard= 15 MPa (pkt 3.2.1.)

R bu= Rbn /0,83 = 15/0,83 = 18,07 MPa

Dla klasy zbrojenia A-III R sn = 390 MPa (pkt 3.1.2.)

R su= R sn /0,9 = 390/0,9 = 433,3 MPa

A S= 615 mm 2 = 61510 -6 m 2




    Właściwości termofizyczne betonu:

λ tem = 1,14 – 0,00055450 = 0,89 W/(m·˚С)

przy tem = 710 + 0,84450 = 1090 J/(kg·˚С)

k= 37,2 p.3.2.8.

k 1 = 0,5 p.3.2.9. .

    Rzeczywista granica odporności ogniowej jest określana:

Biorąc pod uwagę pustkę płyty, jej rzeczywistą granicę odporności ogniowej należy pomnożyć przez współczynnik 0,9 (pkt 2.27.).

Literatura

    Shelegov V.G., Kuzniecow N.A. „Budynki, konstrukcje i ich stabilność w przypadku pożaru.” Podręcznik do studiowania dyscypliny – Irkuck: VSI Ministerstwo Spraw Wewnętrznych Rosji, 2002. – 191 s.

    Shelegov V.G., Kuzniecow N.A. Budownictwo. Podręcznik dla dyscypliny „Budynki, konstrukcje i ich stabilność w przypadku pożaru”. – Irkuck: Ogólnorosyjski Instytut Badawczy Ministerstwa Spraw Wewnętrznych Rosji, 2001. – 73 s.

    Mosalkov I.L. i inne. Odporność ogniowa konstrukcji budowlanych: M.: ZAO „Spetstekhnika”, 2001. - 496 s., il.

    Jakowlew A.I. Obliczanie odporności ogniowej konstrukcji budowlanych. – M.: Stroyizdat, 1988.- 143 s., il.

    Shelegov V.G., Czernow Yu.L. „Budynki, konstrukcje i ich stabilność w przypadku pożaru.” Przewodnik po ukończeniu projektu kursu. – Irkuck: Ogólnorosyjski Instytut Badawczy Ministerstwa Spraw Wewnętrznych Rosji, 2002. – 36 s.

    Podręcznik określania granic odporności ogniowej konstrukcji, granic rozprzestrzeniania się ognia przez konstrukcje i grup palności materiałów (do SNiP II-2-80), TsNIISK im. Kuczerenko. – M.: Stroyizdat, 1985. – 56 s.

    GOST 27772-88: Wyroby walcowane do budowy konstrukcji stalowych. Są pospolite Specyfikacja techniczna/ Gosstroy ZSRR. – M., 1989

    SNiP 2.01.07-85*. Obciążenia i uderzenia/Gosstroy ZSRR. – M.: CITP Gosstroy ZSRR, 1987. – 36 s.

    GOST 30247.0 – 94. Konstrukcje budowlane. Metody badań odporności ogniowej. Ogólne wymagania.

    SNiP 2.03.01-84*. Konstrukcje betonowe i żelbetowe / Ministerstwo Budownictwa Rosji. – M.: GP TsPP, 1995. – 80 s.

1POKŁAD – konstrukcja na brzegu ze specjalnie skonstruowanym pochyłym fundamentem ( pochylnia), gdzie kładzie się i buduje kadłub statku.

2 Wiadukt – most łączący szlaki lądowe (lub szlaki lądowe) w miejscu ich przecięcia. Ruch wzdłuż nich odbywa się na różnych poziomach.

3PRZESTĘP – konstrukcja w postaci mostu do przenoszenia jednej ścieżki nad drugą w miejscu ich przecięcia, do cumowania statków, a także ogólnie do tworzenia drogi na określonej wysokości.

4 ZBIORNIK - pojemnik na ciecze i gazy.

5 ZBIORNIK NA GAZ– obiekt do odbioru, magazynowania i dystrybucji gazu do sieci gazociągów.

6wielki piec- piec szybowy do wytopu żeliwa z rudy żelaza.

7Krytyczna temperatura– temperatura, w której standardowy opór metalu R un maleje do wartości napięcia standardowego n od zewnętrznego obciążenia konstrukcji, tj. przy którym następuje utrata nośności.

8 Kołek - drewniany lub metalowy pręt służący do mocowania części konstrukcji drewnianych.


W ZADANIU OBLICZANIA BEZBELKOWYCH SŁUPÓW POD KĄTEM ODPORNOŚCI OGNIOWEJ

W ZADANIU OBLICZANIA BEZBELKOWYCH SŁUPÓW POD KĄTEM ODPORNOŚCI OGNIOWEJ

V.V. Żukow, V.N. Ławrow

Artykuł ukazał się w publikacji „Beton i żelbet – sposoby zagospodarowania. Prace naukowe II Ogólnorosyjskiej (Międzynarodowej) konferencji na temat betonu i żelbetu. 5-9 września 2005 Moskwa; W 5 tomach. NIIZHB 2005, tom 2. Raporty przekrojowe. Sekcja „Konstrukcje żelbetowe budynków i budowli.”, 2005.”

Rozważmy obliczenie granicy odporności ogniowej podłogi bez belek na przykładzie dość powszechnym w praktyce budowlanej. Strop żelbetowy bezbelkowy ma grubość 200 mm z betonu klasy ściskania B25, zbrojony siatką o komórkach 200x200 mm ze zbrojenia klasy A400 o średnicy 16 mm z warstwa ochronna 33 mm (do środka ciężkości zbrojenia) na dolnej powierzchni podłogi oraz A400 o średnicy 12 mm z warstwą ochronną 28 mm (do środka ciężkości) na górnej powierzchni. Odległość między kolumnami wynosi 7m. W rozpatrywanym budynku podłoga stanowi barierę ogniową pierwszego rodzaju i musi posiadać granicę odporności ogniowej w zakresie utraty izolacyjności termicznej (I), szczelności (E) i nośności (R) REI 150. Ocena granicę odporności ogniowej stropu według istniejących dokumentów można wyznaczyć jedynie poprzez obliczenie grubości warstwy ochronnej (R) dla konstrukcji dającej się określić statycznie, w zależności od grubości stropu (I) i możliwości kruchego zniszczenia w pożarze (MI). W tym przypadku w miarę poprawne oszacowanie dają obliczenia I i E, a nośność stropu w przypadku pożaru jako konstrukcji statycznie niewyznaczalnej można określić jedynie poprzez obliczenie stanu naprężenia termicznego, korzystając z teorii sprężystości -plastyczność żelbetu po nagrzaniu lub teoria metody równowagi granicznej konstrukcji pod wpływem obciążeń statycznych i termicznych w pożarze. Ostatnia teoria jest najprostsza, ponieważ nie wymaga wyznaczania naprężeń od obciążenia statycznego i temperatury, a jedynie sił (momentów) od działania obciążenia statycznego, biorąc pod uwagę zmianę właściwości betonu i zbrojenia podczas podgrzewany, aż w statycznie niewyznaczalnej konstrukcji pojawią się plastikowe przeguby, gdy zamieni się ona w mechanizm. W związku z tym oceny nośności stropu bezbelkowego podczas pożaru dokonano metodą równowagi granicznej, w jednostkach względnych w stosunku do nośności stropu w normalnych warunkach eksploatacji. Dokonano przeglądu i analizy rysunków wykonawczych budynku, wykonano obliczenia granic odporności ogniowej żelbetowego stropu bezbelkowego na podstawie występowania znormalizowanych dla tych konstrukcji znaków stanu granicznego. Obliczenia granic odporności ogniowej na podstawie nośności przeprowadzono z uwzględnieniem zmian temperatury betonu i zbrojenia w czasie 2,5 godzinnych badań standardowych. Wszystkie właściwości termodynamiczne i fizyczno-mechaniczne materiałów budowlanych podane w tym raporcie opierają się na danych z VNIIPO, NIIZHB, TsNIISK.

ODPORNOŚĆ OGNIOWA GRANICA POKRYCIA PRZEZ UTRATĘ ZDOLNOŚCI TERMOIZOLACYJNEJ (I)

W praktyce nagrzewanie konstrukcji określa się metodą różnic skończonych lub obliczeń metodą elementów skończonych z wykorzystaniem komputera. Rozwiązując problem przewodności cieplnej, uwzględnia się zmiany właściwości termofizycznych betonu i zbrojenia podczas ogrzewania. Obliczanie temperatur w konstrukcji w normie warunki temperaturowe wytwarzane w warunkach początkowych: temperatura konstrukcji i otoczenie zewnętrzne 20C. Temperatura otoczenia tс podczas pożaru zmienia się w zależności od czasu wg. Przy obliczaniu temperatur w konstrukcjach uwzględnia się konwekcyjną wymianę ciepła Qc i radiacyjną Qr pomiędzy ogrzewanym czynnikiem a powierzchnią. Obliczenia temperatury można wykonać wykorzystując warunkową grubość rozpatrywanej warstwy betonu Xi* z nagrzanej powierzchni. Aby określić temperaturę w betonie, wykonaj obliczenia

Korzystając ze wzoru (5) wyznaczamy rozkład temperatury na grubości posadzki po 2,5 godzinach palenia. Ze wzoru (6) wyznaczamy grubość posadzki niezbędną do osiągnięcia na jej nieogrzewanej powierzchni temperatury krytycznej 220°C w ciągu 2,5 godziny. Grubość ta wynosi 97 mm. W rezultacie podłoga o grubości 200 mm będzie miała granicę odporności ogniowej w przypadku utraty właściwości termoizolacyjnych co najmniej 2,5 godziny.

GRANICA ODPORNOŚCI OGNIOWEJ PŁYTY PODŁOGI PRZEZ UTRATĘ INTEGRALNOŚCI (E)

W przypadku pożaru budynków i konstrukcji, w których zastosowano konstrukcje betonowe i żelbetowe, możliwe jest kruche zniszczenie betonu, co prowadzi do utraty integralności konstrukcji. Zniszczenie następuje nagle, szybko i dlatego jest najbardziej niebezpieczne. Kruche niszczenie betonu rozpoczyna się z reguły 5-20 minut po rozpoczęciu działania ognia i objawia się odrywaniem kawałków betonu od nagrzanej powierzchni konstrukcji, w wyniku czego może pojawić się konstrukcja; przez otwór, tj. konstrukcja może osiągnąć przedwczesną odporność ogniową w wyniku utraty integralności (E). Kruchemu niszczeniu betonu może towarzyszyć efekt dźwiękowy w postaci lekkiego trzasku, pęknięcia o różnym natężeniu lub „eksplozji”. W przypadku kruchego pękania betonu kawałki o wadze do kilku kilogramów mogą rozproszyć się na odległość do 10-20 m. Podczas pożaru największy wpływ na kruche pękanie betonu mają: wewnętrzne naprężenia temperaturowe pochodzące od gradient temperatury w przekroju elementu, naprężenia wynikające z nieokreślenia statycznego konstrukcji, od obciążeń zewnętrznych oraz od filtracji pary wodnej przez konstrukcję betonową. Kruche zniszczenie betonu w pożarze zależy od struktury betonu, jego składu, wilgotności, temperatury, warunków brzegowych i obciążenia zewnętrznego, tj. zależy to zarówno od materiału (beton), jak i od rodzaju konstrukcji betonowej lub żelbetowej. Ocena granic odporności ogniowej podłoga żelbetowa utratę integralności można uzyskać poprzez wartość kryterium kruchego pękania (F), które określa się wzorem podanym w:

GRANICA ODPORNOŚCI OGNIOWEJ SŁUPKI PRZEZ UTRATĘ NOŚNOŚCI (R)

Na podstawie nośności określa się również odporność ogniową sufitu w drodze obliczeń, co jest dozwolone. Problemy termiczne i statyczne zostały rozwiązane. W termotechnicznej części obliczeń określa się rozkład temperatury na grubości płyty pod standardowym wpływem ciepła. W części statycznej obliczeń określa się nośność płyty podczas pożaru trwającego 2,5 godziny. Warunki obciążenia i podparcia przyjmuje się zgodnie z projektem budowlanym. Kombinacje obciążeń służące do obliczenia granicy odporności ogniowej są uważane za szczególne. W takim przypadku dopuszczalne jest nieuwzględnianie obciążeń krótkotrwałych i uwzględnianie jedynie stałych i tymczasowych długoterminowych obciążeń normatywnych. Obciążenia płyty podczas pożaru określa się metodą NIIZHB. Jeżeli obliczeniowa nośność płyty jest równa Rin normalne warunki eksploatacji, wówczas obliczona wartość obciążenia wynosi P = 0,95 R. Standardowe obciążenie w przypadku pożaru wynosi 0,5 R. Obliczone odporności materiałów do obliczenia granic odporności ogniowej przyjmuje się ze współczynnikiem bezpieczeństwa 0,83 dla betonu i 0,9 dla zbrojenia. Granica odporności ogniowej żelbetowych płyt stropowych zbrojonych prętami zbrojeniowymi może wystąpić z przyczyn, które należy wziąć pod uwagę: poślizg zbrojenia na podporze podczas nagrzewania warstwy kontaktowej betonu i zbrojenia do temperatury krytycznej; pełzanie zbrojenia i niszczenie podczas podgrzewania zbrojenia do temperatury krytycznej. W rozpatrywanym budynku zastosowano stropy żelbetowe monolityczne, a ich nośność w przypadku pożaru określa się metodą równowagi granicznej, uwzględniając zmiany właściwości fizyko-mechanicznych betonu i zbrojenia po nagrzaniu. Należy dokonać małej dygresji na temat możliwości wykorzystania metody równowagi granicznej do obliczenia granicy odporności ogniowej konstrukcji żelbetowych pod wpływem ciepła podczas pożaru. Jak wynika z danych, „dopóki obowiązuje metoda równowagi granicznej, granice nośności są całkowicie niezależne od występujących naprężeń rzeczywistych, a w konsekwencji od czynników takich jak odkształcenia temperaturowe, przemieszczenia podpór itp. ” Ale jednocześnie należy wziąć pod uwagę spełnienie następujących warunków wstępnych: elementy konstrukcyjne nie powinny być kruche przed osiągnięciem etapu granicznego, naprężenia własne nie powinny wpływać na warunki graniczne elementów. W konstrukcjach żelbetowych te przesłanki stosowania metody równowagi granicznej są zachowane, jednak w tym celu konieczne jest, aby przed osiągnięciem stanu granicznego nie dochodziło do poślizgu zbrojenia w miejscach powstawania przegubów plastycznych i kruchego niszczenia elementów konstrukcyjnych . Podczas pożaru największe nagrzewanie się płyty stropowej obserwuje się od dołu w strefie maksymalnego momentu, gdzie z reguły powstaje pierwszy przegub plastyczny przy wystarczającym zakotwieniu zbrojenia rozciąganego z jego znacznym odkształceniem na skutek nagrzania w wyniku obrotu zawias i redystrybucja sił w strefie podparcia. W tym ostatnim rozgrzany beton przyczynia się do zwiększenia odkształcalności zawiasu plastycznego. „Jeżeli można zastosować metodę równowagi granicznej, to naprężenia własne (dostępne w postaci naprężeń od temperatury – przyp. autorów) nie wpływają na wewnętrzną i zewnętrzną granicę nośności konstrukcji.” Przy obliczeniach metodą równowagi granicznej zakłada się, dla tego istnieją odpowiednie dane eksperymentalne, że podczas pożaru pod wpływem obciążenia płyta rozpada się na płaskie ogniwa, połączone ze sobą wzdłuż linii pęknięć liniowymi przegubami plastycznymi . Wykorzystanie części obliczeniowej nośności konstrukcji w normalnych warunkach eksploatacji jako obciążenia w przypadku pożaru oraz tego samego schematu zniszczenia płyty w normalnych warunkach i podczas pożaru pozwala obliczyć granicę odporności ogniowej płyta w jednostkach względnych, niezależnych od cechy geometryczne płyty w planie. Obliczmy granicę odporności ogniowej płyty wykonanej z ciężkiego betonu o klasie wytrzymałości na ściskanie B25 o standardowej wytrzymałości na ściskanie 18,5 MPa w temperaturze 20 C. Klasa zbrojenia A400 o standardowej wytrzymałości na rozciąganie (20C) 391,3 MPa (4000 kg/cm2). Zmiany wytrzymałości betonu i zbrojenia podczas ogrzewania przyjmuje się wg. Obliczenia na pęknięcie oddzielnego pasa płyt przeprowadza się przy założeniu, że w rozpatrywanym pasie płyt powstają liniowe przeguby plastyczne, równolegle do osi tego pasa: jeden liniowy przegub plastyczny w przęśle z pęknięciami otwierającymi się od dołu i jeden liniowy zawias plastyczny w słupach ze szczelinami otwierającymi się od góry. Najbardziej niebezpieczne w przypadku pożaru są pęknięcia od dołu, gdzie nagrzewanie się rozciągniętego zbrojenia jest znacznie większe niż w przypadku pęknięć od góry. Obliczanie nośności R podłogi jako całości podczas pożaru przeprowadza się za pomocą wzoru:

Temperatura tego zbrojenia po 2,5 godzinach pożaru wynosi 503,5 C. Wysokość strefy sprężonej w betonie płyty w środkowym przegubie plastycznym (w rezerwie bez uwzględnienia zbrojenia w strefie ściskanej betonu).

Wyznaczmy odpowiednią nośność obliczeniową podłogi R3 w normalnych warunkach eksploatacji dla podłogi o grubości 200 mm, na wysokości strefy ściskanej dla zawiasu środkowego w punkcie xc = ; ramię pary wewnętrznej Zc = 15,8 cm oraz wysokość strefy ściśniętej zawiasów lewego i prawego Xc = Xn = 1,34 cm, ramię pary wewnętrznej Zx = Zn = 16,53 cm Nośność obliczeniowa stropu R3 o grubości 20 cm w temperaturze 20 C.

W tym przypadku muszą być oczywiście spełnione następujące wymagania: a) co najmniej 20% górnego zbrojenia wymaganego na podporze musi przechodzić ponad środkiem przęsła; b) zbrojenie górne nad podporami zewnętrznymi układu ciągłego wprowadza się w odległości co najmniej 0,4l w stronę przęsła od podpory, a następnie stopniowo urywa się (l jest długością przęsła); c) całe zbrojenie górne nad podporami pośrednimi musi sięgać do rozpiętości co najmniej 0,15 l.

WNIOSKI

  1. Aby określić granicę odporności ogniowej bezbelkowego stropu żelbetowego, należy wykonać obliczenia jej granicy odporności ogniowej w oparciu o trzy znaki stanów granicznych: utrata nośności R; utrata integralności E; utrata zdolności termoizolacyjnej I. W tym przypadku możesz użyć następujące metody: równowaga graniczna, mechanika nagrzewania i pękania.
  2. Obliczenia wykazały, że dla rozpatrywanego obiektu, dla wszystkich trzech stany graniczne Granica odporności ogniowej stropu o grubości 200 mm wykonanego z betonu o klasie wytrzymałości na ściskanie B25, zbrojonego siatką zbrojeniową o komórkach 200x200 mm, ze stali A400 z warstwą ochronną zbrojenia o średnicy 16 mm przy powierzchni dolnej 33 mm a górna powierzchnia o średnicy 12 mm - 28 mm wynosi co najmniej REI 150.
  3. Ta bezbelkowa podłoga żelbetowa może służyć jako bariera ogniowa, pierwszy typ zgodnie z .
  4. Oceny minimalnej granicy odporności ogniowej bezbelkowego stropu żelbetowego można dokonać metodą równowagi granicznej w warunkach wystarczającego osadzenia zbrojenia rozciąganego w miejscach powstawania przegubów plastycznych.

Literatura

  1. Instrukcja obliczania rzeczywistych granic odporności ogniowej żelbetowych konstrukcji budowlanych na podstawie zastosowania komputera. – M.: VNIIPO, 1975.
  2. GOST 30247.0-94. Konstrukcje budowlane. Metody badań odporności ogniowej. M., 1994. – 10 s.
  3. SP 52-101-2003. Konstrukcje betonowe i żelbetowe bez zbrojenia sprężającego. – M.: FSUE TsPP, 2004. –54 s.
  4. SNiP-2.03.04-84. Konstrukcje betonowe i żelbetowe przeznaczone do pracy w warunkach wysokich i wysokich wysokie temperatury. – M.: CITP Gosstroy ZSRR, 1985.
  5. Zalecenia dotyczące obliczania granic odporności ogniowej konstrukcji betonowych i żelbetowych. – M.: Stroyizdat, 1979. – 38 s.
  6. SNiP-21-01-97* Bezpieczeństwo przeciwpożarowe budynki i konstrukcje. Państwowe Przedsiębiorstwo Unitarne TsPP, 1997. – 14 s.
  7. Zalecenia dotyczące ochrony konstrukcji betonowych i żelbetowych przed kruchym zniszczeniem w wyniku pożaru. – M.: Stroyizdat, 1979. – 21 s.
  8. Zalecenia dotyczące projektowania płyt kanałowych o wymaganej odporności ogniowej. – M.: NIIZhB, 1987. – 28 s.
  9. Wytyczne dotyczące obliczeń statycznie niewyznaczalnych konstrukcji żelbetowych. – M.: Stroyizdat, 1975. s. 98-121.
  10. Zalecenia metodologiczne dotyczące obliczania odporności ogniowej i bezpieczeństwa pożarowego konstrukcji żelbetowych (MDS 21-2.000). – M.: NIIZhB, 2000. – 92 s.
  11. Gvozdev A.A. Obliczanie nośności konstrukcji metodą równowagi granicznej. Państwowe Wydawnictwo Literatury Budowlanej. – M., 1949.


Powiązane publikacje: