3. Определение фактических пределов огнестойкости конструкций расчетом.

3.1.Расчет предела огнестойкости плиты пк8-58.12;

Рис.7 Панель перекрытия

Многопустотная плита перекрытия, свободно опирающаяся по двум сторонам. Размеры сечения: В=1190мм; h=220мм; длина рабочего пролёта l_р=5760мм; растянутая арматура класса А-IV - 2 стержня диаметром - 14мм

2 стержня диаметром - 12мм.

Тяжелый бетон класса В20. весовая влажность бетона W₀=2/

Средняя плотность бетона в сухом состоянии _ос=2330кг/м²

Диаметр пустот равен 160мм.

Решение:

1. Расчет нормативной нагрузки

-расчетная нагрузка

- усредненный коэффициент надежности по нагрузке

2. Определяем максимальный изгибающий момент от действия нормативной нагрузки;

Рис.8 Максимальный изгибающий момент

3. Определяем расстояние до оси арматуры;

а₁=20+0,5·12=26мм

а₁=20+0,5·14=27мм

4. Определяем среднее расстояние до оси арматуры;

5. Определяем высоту полки;

6. Определяем рабочую (полезную) высоту сечения;

7. Определяем расчетное сопротивление сжатого бетона;

Для бетона класса В20 (табл.12, СНиП [4]);

Мпа,

-коэффициент надежности;

8. Определяем нормативное сопротивление растяжению арматуры (табл.19, СНиП [4]);

9. Находим расчетное сопротивление;

-коэффициент надежности по арматуре;

10. Находим А_s- площадь сечения растянутой арматуры.

А_s=А₁+А₂=226+308=534мм²;

11. Находим высоту сжатой зоны бетона в предельном состоянии , предполагая, что ;

12. Определяем напряжение в сечении растянутой арматуры;

13. Вычисляем коэффициент снижения прочности стали

14. По найденному значению из (прил. 16[8]) находим температуру растянутой арматуры, при которой предел огнестойкости , то есть критическую температуру ;

Из (прил. 16[8]) при для арматуры класса А-IV

15. Находим значение Гауссового интеграла ошибок;

х^I=0,50 ^I=0,5205

х^II=0,52 ^II=0,5379

16. Теплофизические характеристики бетона.

Средний коэффициент теплопроводности при t=450⁰C(прил. 12 [8])

Средний коэффициент теплоёмкости при t=450⁰C(прил. 12 [8])

17. Определяем приведенный коэффициент температуропроводности

50,4-влияние испарения воды в бетоне при нагреве;

-влажность бетона;

-плотность бетона;

18. Находим предел огнестойкости (по наименьшему сечению арматуры)

По прил.13 находим коэффициент, зависящий от плотности.

^I=2450 К^I=39,0

^II=2300 К^II=37,2

у-расстояние от нормали обогреваемой поверхности до расчетной точки

С учетом пустотности плиты её фактический предел огнестойкости находится путем умножения найденного значения на коэффициент 0,9;

Рис.9.Схема приведения сечения железобетонной плиты к расчету

3.2.Расчет предела огнестойкости колонны кср-433-34;

Рис. 10. Колонна среднего ряда.

Колонны КСР-433-34 среднего ряда, с расчетной нагрузкой 340 тонн, l₀=4,2м, размером сечения 0,40,4 мм, Вид бетона - тяжелый, на известняковом щебне, плотность составляет =2250кг/м². Класс бетона В20. Весовая влажность - =2. Арматура класса А III 6 стержней 32мм. Толщина защитного слоя а₁=50мм. Расчетная нагрузка N_р=340т

Нормативная нагрузка: N_n=N_р/1,2=3400/1,2=2833 кН

1,2 - усредненный коэффициент надежности по нагрузке

По (табл.19 [4]) арматура класса А-III определяем нормативное сопротивление растяжению ,

Определяем расчетное сопротивление:

соответствующий коэффициент надежности по бетону

Определяем суммарную площадь арматуры (по Прил.17 [9])

Бетон класса В20 с (табл.12 [4])

-коэффициент надежности по арматуре

Теплофизические характеристики бетона.

(прил. 12 [9]);

(прил. 12 [9]);

Определяем приведенный коэффициент температуропроводности бетона

.

Для дальнейших расчётов задаёмся интервалами времени , равными ; .

1. Для несущая способность колонны будет равна:

Н=

= кН, где

- коэффициент продольного изгиба, учитывающий длительность загружения и гибкость бетона принят по ( прил. 15[9]); в зависимости от отношения .

=10

=12

2. Для .

Критерий Фурье равен

,

-коэффициент, зависящий от средней плотности бетона ( прил. 13[9])

,

где .

Из прил. 10 находим относительную избыточную температуру в неограниченной пластине , .

t₀ – начальная температура конструкций до пожара равная 20 ⁰С Температура арматурных стержней при обогреве колонны с четырех сторон будет равна:

где определяется по формуле;

По (прил. 16 [9]) находим значение коэффициента снижения прочности арматуры AIII .

Для определения размеров ядра бетонного сечения необходимо найти значение

Величину - температура в средней неограниченной пластине находится из (прил. 11 [9]) при

При критической температуре бетона на известняковом щебне

Из (прил. 10 [9]) при находим

Тогда

Несущая способность колонны при будет равна

=18

=20

Для

При (см. расчет) и из (прил. 10 [9]) находим

где - изменение температуры при стандартном температурном режиме определяется по формуле:

По (прил. 16 [9]) находим

При (прил. 11 [9])

При и из (прил. 10 [9]) находим

=16

=18

=0,88

Несущая способность колонны при составляет

По результатам расчета строим график (рис.11) снижения несущей способности колонны в условиях пожара.

Рис.11. График зависимости несущей способности колонны от времени пожара.

Определяем ее фактический предел огнестойкости П_ф=0,75ч=45 мин.