Определяне на границите на огнеустойчивост на строителни конструкции

Определяне границата на огнеустойчивост на стоманобетонни конструкции

Първоначални данни за стоманобетонна плочатавани са показани в таблица 1.2.1.1

Вид бетон - лек бетон с плътност c = 1600 kg/m3 с едър керамзит; Плочите са многокухи, с кръгли кухини, броят на кухините е 6 броя, плочите се поддържат от двете страни.

1) Ефективна дебелина на куха плоча teff за оценка на границата на огнеустойчивост въз основа на топлоизолационната способност съгласно точка 2.27 от Наръчника към SNiP II-2-80 (Устойчивост на огън):

2) Определете според таблицата. 8 Ръководства за граница на пожароустойчивост на плоча въз основа на загуба на топлоизолационен капацитет за плоча от лек бетон с ефективна дебелина 140 mm:

Границата на огнеустойчивост на плочата е 180 min.

3) Определете разстоянието от нагрятата повърхност на плочата до оста на армировката на пръта:

4) Използвайки таблица 1.2.1.2 (Таблица 8 от ръководството), ние определяме границата на огнеустойчивост на плочата въз основа на загубата на носеща способност при a = 40 mm, за лек бетон, когато се поддържа от двете страни.

Таблица 1.2.1.2

Граници на огнеустойчивост на стоманобетонни плочи

Необходимата граница на огнеустойчивост е 2 часа или 120 минути.

5) Съгласно точка 2.27 от Наръчника за определяне на границата на огнеустойчивост кухи плочиприлага се коефициент на намаление 0,9:

6) Определяме общото натоварване на плочите като сума от постоянни и временни натоварвания:

7) Определете съотношението на дългодействащата част от товара към пълното натоварване:

8) Коефициент на корекция за натоварване съгласно точка 2.20 от ръководството:

9) Съгласно клауза 2.18 (част 1 b) от ръководството, ние приемаме коефициента за армиране

10) Определяме границата на огнеустойчивост на плочата, като вземем предвид коефициентите на натоварване и армировка:

Границата на огнеустойчивост на плочата по отношение на товароносимостта е

Въз основа на резултатите, получени при изчисленията, установихме, че границата на огнеустойчивост на стоманобетонна плоча по отношение на товароносимостта е 139 минути, а по отношение на топлоизолационната способност е 180 минути. Необходимо е да се вземе най-ниската граница на огнеустойчивост.

Заключение: граница на пожароустойчивост на стоманобетонна плоча REI 139.

Определяне на границите на огнеустойчивост на стоманобетонни колони

Вид бетон - тежък бетон с плътност c = 2350 kg/m3 с едър добавъчен материал от карбонатни скали (варовик);

Таблица 1.2.2.1 (Таблица 2 от ръководството) показва стойностите на действителните граници на пожароустойчивост (POf) стоманобетонни колонис различни характеристики. В този случай POf се определя не от дебелината на защитния слой бетон, а от разстоянието от повърхността на конструкцията до оста на работната армировъчна греда (), което в допълнение към дебелината на защитния слой , включва и половината от диаметъра на работния армировъчен прът.

1) Определете разстоянието от нагрятата повърхност на колоната до оста на армировката на пръта, като използвате формулата:

2) Съгласно клауза 2.15 от Ръководството за конструкции от бетон с карбонатен пълнител, размер напречно сечениедопуска се намаляване с 10% при същата граница на огнеустойчивост. След това определяме ширината на колоната по формулата:

3) Използвайки таблица 1.2.2.2 (Таблица 2 от ръководството), определяме границата на огнеустойчивост за колона от лек бетон с параметри: b = 444 mm, a = 37 mm, когато колоната се нагрява от всички страни.

Таблица 1.2.2.2

Граници на огнеустойчивост на стоманобетонни колони

Необходимата граница на огнеустойчивост е в границите между 1,5 часа и 3 часа, използваме метода линейна интерполация. Данните са дадени в таблица 1.2.2.3

Таблица 2.18

Плътност на лек бетон? = 1600 kg/m3 с едър керамзит, плочи с кръгли кухини в количество 6 броя, плочите се поддържат свободно от двете страни.

1. Да определим ефективната дебелина на кухата плоча teff, за да оценим границата на огнеустойчивост въз основа на топлоизолационната способност съгласно точка 2.27 от Ръководството:

където е дебелината на плочата, mm;

• - ширина на плочата, mm;
• - брой кухини, бр.;
• - диаметър на кухините, mm.
• 2. Определете по таблицата. 8 Указания за границата на огнеустойчивост на плоча въз основа на загубата на топлоизолационен капацитет за плоча, изработена от тежка бетонна част с ефективна дебелина 140 mm:

Граница на огнеустойчивост на плочата въз основа на загуба на топлоизолационна способност

3. Определете разстоянието от нагрятата повърхност на плочата до оста на армировката на пръта:

където е дебелината на защитния слой от бетон, mm;

• - диаметър на работните фитинги, mm.
• 4. Съгласно табл. 8 Ръководства Ние определяме границата на огнеустойчивост на плоча въз основа на загубата на носеща способност при a = 24 mm, за тежък бетон и когато се поддържа от двете страни.

Необходимата граница на огнеустойчивост е в диапазона между 1 час и 1,5 часа, определяме я чрез линейна интерполация:

Границата на огнеустойчивост на плочата без да се вземат предвид корекционните коефициенти е 1,25 часа.

• 5. Съгласно точка 2.27 от Ръководството, за определяне на границата на огнеустойчивост на плочи с кухи сърцевини се прилага коефициент на намаление от 0,9:
• 6. Определяме общото натоварване на плочата като сума от постоянни и временни натоварвания:
• 7. Определете съотношението на дългодействащата част от товара към пълното натоварване:

8. Коефициент на корекция за натоварване съгласно точка 2.20 от ръководството:

• 9. Съгласно клауза 2.18 (част 1 а) Ползи, приемаме ли коефициента? за A-VI фитинги:
• 10. Определяме границата на огнеустойчивост на плочата, като вземем предвид коефициентите на натоварване и армировка:

Границата на огнеустойчивост на плочата по отношение на товароносимостта е R 98.

Границата на огнеустойчивост на плочата се приема като по-малката от две стойности - загуба на топлоизолационна способност (180 min) и загуба на товароносимост (98 min).

Заключение: границата на огнеустойчивост на стоманобетонна плоча е REI 98

ПО ВЪПРОСА ЗА ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА БЕЗГРЕДОВИ ПЛОЩАДКИ ЗА УСТОЙЧИВОСТ НА ПОЖАР

ПО ВЪПРОСА ЗА ИЗЧИСЛЯВАНЕ НА БЕЗГРЕДОВИ ПОДОВЕ ЗА УСТОЙЧИВОСТ НА ПОЖАР

В.В. Жуков, В.Н. Лавров

Статията е публикувана в изданието „Бетон и стоманобетон – пътища на развитие. Научни трудове 2-ра общоруска (международна) конференция по бетон и стоманобетон. 5-9 септември 2005 г. Москва; В 5 тома. НИИЖБ 2005, том 2. Секционни доклади. Раздел „Стоманобетонни конструкции на сгради и конструкции.”, 2005 г.”

Нека разгледаме изчисляването на границата на огнеустойчивост на под без греди, използвайки пример, който е доста често срещан в строителната практика. Безгредовият стоманобетонен под е с дебелина 200 mm от бетон с клас на натиск B25, подсилена с мрежас клетки 200x200 мм от армировка клас А400 с диаметър 16 мм със защитен слой 33 мм (до центъра на тежестта на армировката) на долната повърхност на тавана и А400 с диаметър 12 мм със защитен слой от 28 mm (до центъра на тежестта) на горната повърхност. Разстоянието между колоните е 7м. В разглежданата сграда подът е противопожарна бариера от първи тип и трябва да има граница на пожароустойчивост за загуба на топлоизолационен капацитет (I), цялост (E) и носимоспособност (R) REI 150. Оценка границата на пожароустойчивост на пода съгласно съществуващите документи може да се определи чрез изчисление само по дебелината на защитния слой (R) за статично дефинируема конструкция, според дебелината на пода (I) и възможността за крехко разрушаване при пожар (E). В този случай доста правилна оценка се дава чрез изчисления на I и E, а носещата способност на пода при пожар като статически неопределена конструкция може да се определи само чрез изчисляване на термично напрегнатото състояние, като се използва теорията на еластичността -пластичност на стоманобетон при нагряване или теория на метода на граничното равновесие на конструкцията под действието на статични и топлинни натоварвания при пожар. Последната теория е най-проста, тъй като не изисква определяне на напреженията от статичното натоварване и температурата, а само силите (моментите) от действието на статичното натоварване, като се вземе предвид промяната в свойствата на бетона и армировката при нагрява се до появата на пластмасови панти в статично неопределената конструкция, когато тя се превръща в механизъм. В тази връзка, оценката на носимоспособността на безгредов под при пожар е направена по метода на граничното равновесие и в относителни единици спрямо носимоспособността на пода при нормални експлоатационни условия. Бяха прегледани и анализирани работни чертежи на сградата, направени са изчисления на границите на огнеустойчивост на стоманобетонен безгредов под въз основа на появата на знаци за гранично състояние, нормализирани за тези конструкции. Изчисляването на границите на огнеустойчивост въз основа на носещата способност е извършено, като се вземат предвид промените в температурата на бетона и армировката по време на 2,5 часа стандартни тестове. Всички термодинамични и физико-механични характеристики на строителните материали, дадени в този доклад, се основават на данни от VNIIPO, NIIZHB, TsNIISK.

ГРАНИЦА ЗА ПОЖАРНОУСТОЙЧИВОСТ НА ПОКРИТИЕТО ОТ ЗАГУБА НА ТОПЛОИЗОЛАЦИОННА СПОСОБНОСТ (I)

На практика нагряването на конструкциите се определя чрез изчисления с крайни разлики или крайни елементи с помощта на компютър. При решаването на проблема с топлопроводимостта се вземат предвид промените в топлофизичните свойства на бетона и армировката по време на нагряване. Изчисляването на температурите в конструкцията при стандартни температурни условия се извършва при първоначалното условие: температурата на конструкцията и външната среда е 20C. Температурата на околната среда tс по време на пожар се променя в зависимост от времето съгл. При изчисляване на температурите в конструкциите се вземат предвид конвективните Qc и лъчистите Qr топлообмени между нагрятата среда и повърхността. Температурните изчисления могат да се извършат, като се използва условната дебелина на разглеждания бетонов слой Xi* от нагрятата повърхност. За да определите температурата в бетона, изчислете

Използвайки формула (5), определяме разпределението на температурата по дебелината на пода след 2,5 часа пожар. Използвайки формула (6), определяме дебелината на подовете, която е необходима за постигане на критична температура от 220 ° C на неговата неотопляема повърхност за 2,5 часа. Тази дебелина е 97 мм. Следователно, под с дебелина 200 mm ще има граница на пожароустойчивост за загуба на топлоизолационен капацитет от най-малко 2,5 часа.

ГРАНИЦА НА ПОЖАРНОУСТОЙЧИВОСТ НА ПОДОВА ПЛОЧА ОТ ЗАГУБА НА ЦЯЛОСТ (E)

В случай на пожар в сгради и конструкции, които използват бетонни и стоманобетонни конструкции, е възможно крехко разрушаване на бетона, което води до загуба на структурна цялост. Унищожаването настъпва внезапно, бързо и затова е най-опасно. Крехкото разрушаване на бетона започва, като правило, 5-20 минути след началото на излагането на огън и се проявява като отчупване на парчета бетон от нагрятата повърхност на конструкцията, в резултат на което може да се появи проходен отвор структура, т.е. конструкцията може да постигне преждевременна пожароустойчивост поради загуба на цялост (E). Крехкото разрушаване на бетона може да бъде придружено от звуков ефект под формата на лек пук, пукнатина с различна интензивност или „експлозия“. В случай на крехко разрушаване на бетона, парчета с тегло до няколко килограма могат да се разпръснат на разстояние до 10-20 m. При пожар най-голямо влияние върху чупливостта на бетона оказват: собствените температурни напрежения от температурен градиент в напречното сечение на елемента, напрежения от статичната неопределеност на конструкциите, от външни натоварвания и от филтриране на пара през бетонната конструкция. Крехкото разрушаване на бетона при пожар зависи от структурата на бетона, неговия състав, влажност, температура, гранични условия и външно натоварване, т.е. зависи както от материала (бетона), така и от вида на бетонната или стоманобетонната конструкция. Оценка на границата на пожароустойчивост стоманобетонен подзагуба на цялост може да се постигне чрез стойността на критерия за крехко счупване (F), който се определя по формулата, дадена в:

ГРАНИЦА ЗА ПОЖАРНОУСТОЙЧИВОСТ НА СЛОВЕРА ОТ ЗАГУБА НА ТОВАРОЗОПАСНОСТ (R)

Въз основа на товароносимостта, пожароустойчивостта на тавана също се определя чрез изчисление, което е разрешено. Термичните и статичните проблеми са решени. В топлотехническата част на изчислението се определя разпределението на температурата по дебелината на плочата при стандартно топлинно въздействие. В статичната част на изчислението се определя товароносимостта на плочата при пожар с продължителност 2,5 часа в съответствие с проекта на сградата. Комбинациите от товари за изчисляване на границата на огнеустойчивост се считат за специални. В този случай е разрешено да не се вземат предвид краткосрочните натоварвания и да се включват само постоянни и временни дългосрочни нормативни натоварвания. Натоварванията върху плочата по време на пожар се определят по метода на NIIZHB. Ако изчисленото товароносимостплоча е равна на R при нормални работни условия, тогава изчислената стойност на натоварването е P = 0,95 R. Стандартното натоварване в случай на пожар е 0,5 R. Изчислените съпротивления на материалите за изчисляване на границите на огнеустойчивост се вземат с коефициент на безопасност 0,83 за бетон и 0,9 за армировка. Границата на огнеустойчивост на стоманобетонни подови плочи, подсилени с армировка от пръти, може да възникне поради причини, които трябва да се вземат предвид: подхлъзване на армировката върху опората, когато контактният слой от бетон и армировката се нагрява до критична температура; пълзене на армировката и разрушаване при нагряване на армировката до критична температура. В разглежданата сграда се използват монолитни стоманобетонни подове и тяхната носеща способност в случай на пожар се определя по метода на граничното равновесие, като се вземат предвид промените във физико-механичните свойства на бетона и армировката при нагряване. Необходимо е да се направи малко отклонение относно възможността за използване на метода на гранично равновесие за изчисляване на границата на огнеустойчивост стоманобетонни конструкциипри излагане на топлина по време на пожар. Според данните, „докато методът на гранично равновесие остава в сила, границите на носещата способност са напълно независими от действителните напрежения, които възникват, и следователно от фактори като температурни деформации, премествания на опори и др. ” Но в същото време е необходимо да се вземе предвид изпълнението на следните предпоставки: структурните елементи не трябва да са крехки преди достигане на ограничаващия етап, самонапреженията не трябва да влияят на ограничаващите условия на елементите. При стоманобетонните конструкции тези предпоставки за приложимостта на метода на граничното равновесие се запазват, но за това е необходимо да няма хлъзгане на армировката в местата на образуване на пластични шарнири и крехко разрушаване на конструктивните елементи преди достигане на граничното състояние . В случай на пожар най-високо отоплениеПодовата плоча се наблюдава отдолу в зоната на максимален момент, където по правило се образува първата пластична панта с достатъчно закотвяне на опънната армировка със значителната й деформация от нагряване за въртене в пантата и преразпределение на силите в опорна зона. В последния нагрятият бетон допринася за увеличаване на деформируемостта на пластмасовата панта. „Ако може да се приложи методът на гранично равновесие, тогава присъщите напрежения (налични под формата на напрежения от температура – ​​бележка на авторите) не влияят на вътрешната и външната граница на носещата способност на конструкциите.“ При изчисляване по метода на граничното равновесие се приема, за това има съответните експериментални данни, че по време на пожар, под въздействието на натоварване, плочата се разпада на плоски връзки, свързани помежду си по линиите на счупване чрез линейни пластмасови панти . Използването на част от проектната носеща способност на конструкцията при нормални експлоатационни условия като натоварване в случай на пожар и същата схема на разрушаване на плочата при нормални условия и по време на пожар позволяват да се изчисли огнеустойчивостта граница на плочата в относителни единици, независими от геометричните характеристики на плочата в план. Нека изчислим границата на огнеустойчивост на плоча, изработена от тежък бетон с клас на якост на натиск B25 със стандартна якост на натиск 18,5 MPa при 20 ° C. Клас на армировка A400 със стандартна якост на опън (20C) от 391,3 MPa (4000 kg/cm2). Промените в якостта на бетона и армировката по време на нагряване се приемат съгласно. Изчисляването на счупването на отделна лента от панели се извършва при допускането, че в разглежданата лента от панели се образуват линейни пластмасови панти, успоредни на оста на тази лента: една линейна пластмасова панта в участъка с пукнатини, отварящи се отдолу и една линейна пластмасова панта в колоните с пукнатини, отварящи се отгоре. Най-опасни при пожар са пукнатините отдолу, където нагряването на опънатата армировка е много по-високо, отколкото при пукнатините отгоре. Изчисляването на носещата способност R на пода като цяло по време на пожар се извършва по формулата:

Температурата на тази армировка след 2,5 часа пожар е 503,5 C. Височината на компресираната зона в бетона на плочата в средната пластмасова панта (в резерв, без да се взема предвид армировката в компресираната зона на бетона).

Нека определим съответната проектна носимоспособност на пода R3 при нормални експлоатационни условия за под с дебелина 200 mm, на височината на компресираната зона за средната панта при xc = ; рамо на вътрешната двойка Zc = 15,8 cm и височина на компресираната зона на лявата и дясна панта Xc = Xn = 1,34 cm, рамо на вътрешната двойка Zx = Zn = 16,53 cm Проектна носимоспособност на пода R3 с дебелина 20 см при 20 С.

В този случай, разбира се, трябва да бъдат изпълнени следните изисквания: а) най-малко 20% от необходимата горна армировка на опората трябва да минава над средата на участъка; б) горната армировка над външните опори на непрекъсната система се вкарва на разстояние най-малко 0,4l към участъка от опората и след това постепенно се откъсва (l е дължината на участъка); в) цялата горна армировка над междинните опори трябва да се простира до участъка с най-малко 0,15 l.

ИЗВОДИ

1. За да се оцени границата на огнеустойчивост на безгредов стоманобетонен под, изчисленията на неговата граница на огнеустойчивост трябва да се извършат въз основа на три признака на гранични състояния: загуба на носеща способност R; загуба на цялост Е; загуба на топлоизолационна способност I. В този случай могат да се използват следните методи: гранично равновесие, нагряване и механика на пукнатини.
2. Изчисленията показват, че за разглеждания обект и за трите гранични състоянияграница на пожароустойчивост на под с дебелина 200 mm от бетон с клас на якост на натиск B25, армиран армировъчна мрежас клетки 200x200 mm стомана A400 с дебелина на защитен слой от армировка с диаметър 16 mm на долната повърхност 33 mm и горна повърхност с диаметър 12 mm - 28 mm е най-малко REI 150.
3. Този безгредов под от стоманобетон може да служи като противопожарна преграда, първи тип съгл.
4. Оценката на минималната граница на пожароустойчивост на безгредов стоманобетонен под може да се извърши с помощта на метода на граничното равновесие при условия на достатъчно вграждане на армировка на опън в местата, където се образуват пластмасови панти.

Литература

1. Инструкции за изчисляване на действителните граници на огнеустойчивост на стоманобетон строителни конструкциивъз основа на използването на компютри. – М.: ВНИИПО, 1975.
2. ГОСТ 30247.0-94. Строителни конструкции. Методи за изпитване на устойчивост на огън. М., 1994. – 10 с.
3. SP 52-101-2003. Бетонни и стоманобетонни конструкции без напрегната армировка. – М.: FSUE TsPP, 2004. –54 с.
4. SNiP-2.03.04-84. Бетонни и стоманобетонни конструкции, предназначени за работа в условия на повишени и високи температури. – М.: ЦИТП Госстрой СССР, 1985.
5. Препоръки за изчисляване на границите на огнеустойчивост на бетонни и стоманобетонни конструкции. – М.: Стройиздат, 1979. – 38 с.
6. SNiP-21-01-97* Пожарна безопасностсгради и съоръжения. Държавно унитарно предприятие ЦПП, 1997. – 14 с.
7. Препоръки за защита на бетонни и стоманобетонни конструкции от крехко разрушаване при пожар. – М.: Стройиздат, 1979. – 21 с.
8. Препоръки за проектиране на кухи подови плочи с необходимата огнеустойчивост. – М.: НИИЖБ, 1987. – 28 с.
9. Ръководство за изчисляване на статически неопределими стоманобетонни конструкции. – М.: Стройиздат, 1975. С.98-121.
10. Методически препоръки за изчисляване на огнеустойчивостта и пожарната безопасност на стоманобетонни конструкции (MDS 21-2.000). – М.: НИИЖБ, 2000. – 92 с.
11. Гвоздев А.А. Изчисляване на носещата способност на конструкциите по метода на граничното равновесие. Държавно издателство за строителна литература. – М., 1949.

Стоманобетонните конструкции, поради своята незапалимост и сравнително ниска топлопроводимост, доста добре се противопоставят на въздействието на агресивните пожарни фактори. Въпреки това, те не могат да устояват на огъня за неопределено време. Съвременните стоманобетонни конструкции, като правило, са направени от тънки стени, без монолитна връзка с други елементи на сградата, което ограничава способността им да изпълняват оперативните си функции в условия на пожар до 1 час, а понякога и по-малко. Навлажнените стоманобетонни конструкции имат още по-ниска граница на огнеустойчивост. Ако повишаването на влажността на конструкцията до 3,5% увеличава границата на огнеустойчивост, тогава допълнително увеличениевлажността на бетона с плътност над 1200 kg/m 3 по време на краткотраен пожар може да причини експлозия на бетон и бързо разрушаване на конструкцията.

Границата на огнеустойчивост на стоманобетонната конструкция зависи от размерите на нейното напречно сечение, дебелината на защитния слой, вида, количеството и диаметъра на армировката, класа на бетона и вида на добавъчния материал, натоварването на конструкцията и неговата схема за поддръжка.

Границата на огнеустойчивост на ограждащи конструкции чрез нагряване на противоположната на огъня повърхност до 140 ° C (подове, стени, прегради) зависи от тяхната дебелина, вида на бетона и неговата влажност. С увеличаване на дебелината и намаляване на плътността на бетона границата на огнеустойчивост се увеличава.

Границата на огнеустойчивост въз основа на загубата на носеща способност зависи от вида и статичната опорна конструкция на конструкцията. Еднопролетните просто поддържани огъващи елементи (гредови плочи, панели и подови настилки, греди, греди) се унищожават в случай на пожар в резултат на нагряване на надлъжната долна работна армировка до максималната критична температура. Границата на огнеустойчивост на тези конструкции зависи от дебелината на защитния слой на долната работна армировка, класа на армировката, работното натоварване и топлопроводимостта на бетона. За греди и греди границата на огнеустойчивост също зависи от ширината на сечението.

При същите конструктивни параметри границата на огнеустойчивост на гредите е по-малка от тази на плочите, тъй като в случай на пожар гредите се нагряват от три страни (от дъното и две странични стени), а плочите се нагряват само от долна повърхност.

Най-добрата армировъчна стомана по отношение на огнеустойчивостта е стомана от клас A-III 25G2S. Критичната температура на тази стомана в момента на достигане на границата на огнеустойчивост на натоварената конструкция регулаторно натоварване, е 570°C.

Фабрично произведените големи кухи предварително напрегнати настилки от тежък бетон със защитен слой 20 mm и прътова армировка от стомана клас A-IV имат граница на огнеустойчивост 1 час, което позволява използването на тези настилки в жилищни сгради.

Плочи и панели от плътно сечение от обикновен стоманобетон с защитен слой 10 mm имат граници на огнеустойчивост: стоманена армировка класове A-Iи A-II - 0,75 часа; A-III (степен 25G2S) - 1 ч.л.

В някои случаи тънкостенни гъвкави конструкции (кухи и оребрени панели и настилки, напречни греди и греди с ширина на сечението 160 mm или по-малко, без вертикални рамки при опорите) могат да се срутят преждевременно в случай на пожар по наклонения участък при опорите. Този вид разрушаване се предотвратява чрез монтиране на вертикални рамки с дължина най-малко 1/4 от обхвата върху опорните зони на тези конструкции.

Плочите, поддържани по контура, имат граница на огнеустойчивост значително по-висока от обикновените огъващи се елементи. Тези плочи са армирани с работна армировка в две посоки, така че тяхната огнеустойчивост зависи допълнително от съотношението на армировката в късите и дългите участъци. U квадратни плочикато това отношение е равно на единица, критичната температура на армировката в началото на границата на огнеустойчивост е 800 ° C.

С увеличаването на аспектното съотношение на плочата критичната температура намалява и следователно границата на огнеустойчивост също намалява. При аспектно съотношение повече от четири, границата на огнеустойчивост е почти равна на границата на огнеустойчивост на плочите, поддържани от двете страни.

Статично неопределените греди и гредови плочи, когато се нагряват, губят своята носеща способност в резултат на разрушаване на опорните и обхватни секции. Секциите в участъка се разрушават в резултат на намаляване на якостта на долната надлъжна армировка, а опорните секции се разрушават в резултат на загуба на якост на бетона в долната компресирана зона, която се нагрява до високи температури. Скоростта на нагряване на тази зона зависи от размерите на напречното сечение, следователно огнеустойчивостта на статически неопределените гредови плочи зависи от тяхната дебелина, а на гредите от ширината и височината на сечението. При големи размери на напречното сечение границата на огнеустойчивост на разглежданите конструкции е значително по-висока от тази на статично определени конструкции (еднопролетни просто поддържани греди и плочи), а в някои случаи (за дебели гредови плочи, за греди със здрави горна опорна армировка) практически не зависи от дебелината на защитния слой при надлъжната долна армировка.

Колони. Границата на огнеустойчивост на колоните зависи от модела на прилагане на натоварването (централно, ексцентрично), размерите на напречното сечение, процента на армировката, вида на едрия бетонов агрегат и дебелината на защитния слой на надлъжната армировка.

Разрушаването на колоните при нагряване възниква в резултат на намаляване на якостта на армировката и бетона. Прилагането на ексцентричен товар намалява огнеустойчивостта на колоните. Ако натоварването се прилага с голям ексцентрицитет, тогава огнеустойчивостта на колоната ще зависи от дебелината на защитния слой на опънната армировка, т.е. Характерът на работата на такива колони при нагряване е същият като този на обикновените греди. Огнеустойчивостта на колона с малък ексцентрицитет се доближава до огнеустойчивостта на централно компресирани колони. Колоните, изработени от бетон върху натрошен гранит, имат по-ниска огнеустойчивост (20%) от колоните върху варов натрошен камък. Това се обяснява с факта, че гранитът започва да се срутва при температура от 573 ° C, а варовикът започва да се срутва при температура от 800 ° C.

Стени. По време на пожари, като правило, стените се нагряват от едната страна и следователно се огъват или към огъня, или в обратната посока. Стената се превръща от централно компресирана структура в ексцентрично компресирана с нарастващ ексцентрицитет с течение на времето. При тези условия огнеустойчивостта носещи стенидо голяма степен зависи от натоварването и тяхната дебелина. С увеличаване на натоварването и намаляване на дебелината на стената, нейната граница на огнеустойчивост намалява и обратно.

С увеличаването на броя на етажите на сградите, натоварването върху стените се увеличава, следователно, за да се осигури необходимата огнеустойчивост, дебелината на носещите напречни стени в жилищните сгради се приема равна (mm): в 5. , 9-етажни сгради - 120, 12-етажни - 140, 16-етажни - 160 , в сгради с височина над 16 етажа - 180 или повече.

Еднослойните, двуслойните и трислойните самоносещи външни стенни панели са подложени на леки натоварвания, така че огнеустойчивостта на тези стени обикновено отговаря на изискванията за пожарна безопасност.

Носеща способност на стени под действие висока температурасе определя не само от промените в якостните характеристики на бетона и стоманата, но главно от деформируемостта на елемента като цяло. Пожароустойчивостта на стените се определя, като правило, от загубата на носеща способност (разрушаване) в нагрято състояние; знакът за нагряване на "студена" повърхност на стената при 140 ° C не е типичен. Границата на огнеустойчивост зависи от работното натоварване (коефициента на безопасност на конструкцията). Разрушаването на стените от едностранно въздействие се извършва по една от трите схеми:

• 1) с необратимо развитие на деформация към нагрятата повърхност на стената и нейното разрушаване в средата на височината поради първия или втория случай на ексцентрично компресиране (над нагрята армировка или "студен" бетон);
• 2) като елементът се отклонява в началото в посока на нагряване, а в крайния етап в обратна посока; разрушаване - в средата на височината върху нагрят бетон или върху „студена“ (опъната) армировка;
• 3) с променлива посока на отклонение, както в схема 1, но разрушаването на стената става в опорните зони по бетона на „студената“ повърхност или по наклонени участъци.

Първият модел на повреда е типичен за гъвкави стени, вторият и третият - за стени с по-малка гъвкавост и такива, поддържани на платформа. Ако ограничите свободата на въртене на носещите секции на стената, какъвто е случаят с опората на платформата, нейната деформируемост намалява и следователно границата на огнеустойчивост се увеличава. По този начин платформената опора на стените (на неразместими равнини) увеличи границата на огнеустойчивост средно два пъти в сравнение с шарнирната опора, независимо от модела на разрушаване на елемента.

Намаляването на процента на укрепване на стената с шарнирна опора намалява границата на огнеустойчивост; с опора на платформа, промяната в обичайните граници на армировката на стените практически няма ефект върху тяхната огнеустойчивост. Когато стената се нагрява от двете страни едновременно ( вътрешни стени) не изпитва температурна деформация, структурата продължава да работи върху централно компресиране и следователно границата на огнеустойчивост не е по-ниска, отколкото в случай на едностранно отопление.

Основни принципи за изчисляване на огнеустойчивостта на стоманобетонни конструкции

Огнеустойчивостта на стоманобетонните конструкции се губи, като правило, в резултат на загуба на носеща способност (срутване) поради намаляване на якостта, топлинно разширение и температурно пълзене на армировката и бетона при нагряване, както и поради до нагряване на повърхността, която не е обърната към огъня, с 140 ° C. Според тези показатели - Границата на огнеустойчивост на стоманобетонни конструкции може да се намери чрез изчисление.

Като цяло изчислението се състои от две части: термична и статична.

В част топлотехника температурата се определя по напречното сечение на конструкцията при нейното нагряване по стандарт температурни условия. В статичната част се изчислява носещата способност (якост) на отопляемата конструкция. След това се построява графика (фиг. 3.7) на намаляването на неговата носимоспособност във времето. С помощта на тази графика се намира границата на огнеустойчивост, т.е. време за нагряване, след което носещата способност на конструкцията ще намалее до работното натоварване, т.е. когато се изпълнява равенството: M rt (N rt) = M n (M n), където M rt (N rt) е носещата способност на огъващата се (компресирана или ексцентрично компресирана) конструкция;

M n (M n), - момент на огъване (надлъжна сила) от стандартно или друго работно натоварване.