3.2. Расчет предела огнестойкости балки (ригеля)

Однопролетная свободно опертая балка пролетом 5,6 м. сечение балки тяжелый бетон класса В20 на гранитном щебне; рабочая арматура 2 Ø20 А-III, 2 Ø30 А-III; расчетная нагрузка 52 т/м.

Определяем фактический предел огнестойкости балки.

Решение:

Находим нормативную нагрузку

Площадь сечения арматуры

А_s1=2 Ø 32 А – III – 1609 мм² (приложение 17);

А_s2=2 Ø 20 А – III – 628 мм² (приложение 17);

h₀ = h – a = 450 – 27,19 = 422,81 мм.

Арматура класса А-III с А_s,tot=2237 мм²; R_sn=390 МПа; (таблица 19 СНиП 2.03.01-84^*)

МПа.

Бетон класса В25 МПа (таблица 12 СНиП 2.03.01-84^*).

МПа.

Изгибающий момент от действия нормативной нагрузки равен

Для дальнейших расчетов задаемся интервалами времени τ₁ = 0; τ₂ = 1,0 ч;

τ₃ =2ч.

Для времени τ₁ = 0 несущая способность балки будет равна

где

Для времени τ₂ = 1,0 ч. по приложению 18 находим (т.к. для тяжелого бетона на гранитном щебне )

По координатам расположения стержней арматуры определяем их температуру (приложение 19) Этому значению температуры соответствует коэффициент снижения прочности арматурной стали (приложение 16)

тогда

Высота сжатой зоны бетона равна

Несущая способность балки составит

Для времени τ₃ =2ч находим (приложение 18);

Температура арматурных стержней составит (приложение 19)

Соответственно значения коэффициентов снижения прочности арматуры будут равны (приложение 16).

Тогда

Примечание: для балок с арматурой в один ряд

Высота сжатой зоны бетона равна

Строим график снижения несущей способности балки.

Определяем ее фактический предел огнестойкости

3.3. Расчет предела огнестойкости колонны

Железобетонная колонна сечением , расчетная длина колонны бетон класса В20 тяжелый вид бетона на известняковом щебне, , весовая влажность арматура класса А–III 6Ø32, толщина защитного слоя расчетная нагрузка

Определяем фактический предел огнестойкости колонны.

Решение: прочностные характеристики материалов.

Находим нормативную нагрузку

Арматура класса А-III ( таблица 19 СНиП 2.03.01-84^*),

где 0,9 – коэффициент надежности арматуры;

прил. 17

Бетон класса В20 МПа (таблица 12 СНиП 2.03.01-84^*).

МПа.

Теплофизические характеристики бетона.

Вт/(м ^{. о}С) (приложение 12);

Дж/(кг ^{. о}С) (приложение 12);

Для дальнейших расчетов задаемся интервалами времени τ_n, равными τ₁ = 0; τ₂ = 1,0 ч; τ₃ =2ч.

Для времени τ₁ = 0 несущая способность колонны будет равна

где принят по приложению 15 в зависимости от отношения

методом интерполяции находим

Для τ₂ = 1,0 ч.

Критерий Фурье равен

,

где значение коэффициента К высчитываем методом интерполяции

(приложение 13)

где

из приложения 10 находим

Температура арматурных стержней при обогреве колонны с четырех сторон будет равна

где определяется по формуле (21);

По приложению 16 находим значение коэффициента снижения прочности арматуры для стали класса А-III периодического профиля:

Для определения размеров ядра бетонного сечения необходимо найти значение

Величину находим из приложения 11 при

При критической температуре бетона на гранитном щебне

, из методического указания п.1.4.1.3.

Из приложения 10 при и находим

Тогда

Несущая способность колонны при будет равна

где коэффициент продольного изгиба по приложению 15,

Для τ₃ =2,0 ч.

При (см. расчет) и из приложения 10 находим

где определяется по формуле (21)

.

По приложению 16 находим значение коэффициента снижения прочности арматуры для стали класса А-III периодического профиля:

При

из приложения 11

При и из приложения 10 находим

Несущая способность колонны при составляет

По результатам расчета строим график снижения несущей способности колонны в условиях пожара.

График зависимости несущей способности колонны от времени пожара.

Определяем ее фактический предел огнестойкости

Таблица соответствия несущих конструкций(табл. 2)

№	наименование конструкции	Поф,мин	Потр,мин.	обоснование	вывод
1	Плита перекрытия ПК6-58.12	81	REI 45	пособие (табл.8), СНиП 21-01-97* Табл. 4	соответствует
2	Ригель Р2-52-41	110	R15	пособие (табл.6), СНиП 21-01-97* Табл. 4	соответствует
3	Колонна КСР-442-58	92	R90	пособие (табл.2), СНиП 21-01-97 Табл. 4	соответствует

Вывод: Сравнив результаты таблицы мы определили, - условие выполняется, следовательно конструкция здания соответствуют требованиям нормативных документов.