3.2 Расчет предела огнестойкости фактического ригеля

Ригель Р2-72-26 двухполочный, размер пролета 2,6 м, расчетная нагрузка 7,2 т/м. Вид бетона – на известняковом щебне плотность составляет =2250кг/м². Класс бетона В20. Влажность - 2. Арматура 2 стержня =10мм (верхний пояс) 2 стержня  = 20 мм (нижний пояс) класса А III. Ширина b=400мм, высота h=450мм

Решение:

Определяем нормативную нагрузку:

Определяем расстояние до рабочей арматуры

а₁= а_е+1/2·d₁=20+16/2=21мм

а₂= а_е+1/2·d₂=25+25/2=40мм

Площадь сечения арматуры:

а₁ = 10 мм (2 стержня) А_S1= 157 мм²

а₂ = 20 мм (2 стержня) А_S2= 628 мм²

h₀ = h-а = 450-36,2 = 413,8 мм

Арматура класса А-III с ;

R_sn=390 МПа; (табл. 19 СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции»)

Бетон класса В20 (табл.12 СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции») )

Определяем расчетное сопротивление сжатого бетона;

-коэффициент надежности по арматуре.

Определяем расчетное сопротивление растяжению арматуры:

- коэффициент надежности по арматуре;

Изгибающийся момент от действия нормативной нагрузки равен:

Для выполнения дальнейших расчетов задаемся интервалами времени

Для времени несущая способность ригеля равна:

Расстояние от центра до расчетной точки

Для времени по (прил. 18 методических указаний для выполнения контрольных работ) находим размеры сжатой зоны за счет потери прочности наружными слоями бетона (t_cr = 650 C):

По координатам расположения стрежней арматуры определяем их температуру (прил. 19 методических указаний для выполнения контрольных работ) Этим значениям температур соответствует коэффициент снижения прочности арматурной стали (прил. 16 методических указаний для выполнения контрольных работ)

↔

тогда .

Высота сжатой зоны бетона равна

Несущая способность ригеля составит:

Для времени находим (прил. 18 методических указаний для выполнения контрольных работ);

Температура арматурных стержней составит (прил. 19 методических указаний для выполнения контрольных работ);

Соответственно значения коэффициентов снижения прочности арматуры будут равны (прил. 16 методических указаний для выполнения контрольных работ);

Так как арматура в один ряд, то:

Высота сжатой зоны бетона равна

Тогда несущая способность ригеля будет равна:

Строим график снижения несущей способности ригеля

Определяем фактический предел огнестойкости ригеля По^ф = 1,92 ч

3.3 Расчет предела огнестойкости колонны

Железобетонная колонна КСР-442-34 среднего ряда, расчетная длина l₀=4,2м, размером сечения 0,40,4 мм, Бетон класса В15, средняя плотность бетона в сухом состоянии на известняковом щебне составляет _ос=2250 кг/м². Весовая влажность -  = 2. Арматура класса А III 6 стержней 32мм. Толщина защитного слоя а=50мм. Расчетная нагрузка N_р=340 т

Нормативная нагрузка: N_n=N_{р *} *9,8 /1,2 = 340*9,8/1,2 = 2779,5 кН

1,2 - усредненный коэффициент надежности по нагрузке

Решение:

По (табл.19 СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции»]) арматура класса А-III определяем нормативное сопротивление растяжению

Определяем расчетное сопротивление:

- соответствующий коэффициент надежности по бетону

Определяем суммарную площадь арматуры (по прил. 17 методических указаний для выполнения контрольных работ)

Бетон класса В15 с (табл.12 СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции»)

-коэффициент надежности по арматуре

=0,83

Теплофизические характеристики бетона.

(прил. 12 методических указаний для выполнения контрольных работ);

Определяем приведенный коэффициент температуропроводности бетона

Для дальнейших расчётов задаёмся интервалами времени , равными ; .

1. Для несущая способность колонны будет равна:

- коэффициент продольного изгиба, учитывающий длительность загружения и гибкость бетона принят по ( прил. 15 методических указаний для выполнения контрольных работ); в зависимости от отношения (методом интерполяции)

2. Для .

Критерий Фурье равен

,

,

где .

К-коэффициент, зависящий от средней плотности бетона

;

К=37 –приложение 8а «Методические указания к выполнению курсового проекта»

Из прил. 10 методических указаний для выполнения контрольных работ находим относительную избыточную температуру в неограниченной пластине ,

.

t0-начальная температура конструкций для пожара равна 20 °С

Температура арматурных стержней при обогреве колонны с четырех сторон будет равна:

где определяется по формуле;

По (прил. 16 методических указаний для выполнения контрольных работ) 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 методических указаний для выполнения контрольных работ) при

При критической температуре бетона на известняковом щебне

Из (прил. 10 методических указаний для выполнения контрольных работ) при находим Тогда

Несущая способность колонны при будет равна

- коэффициент продольного изгиба, учитывающий длительность загружения и гибкость бетона принят по ( прил. 15 методических указаний для выполнения контрольных работ); в зависимости от отношения . (методом интерполяции)

3. Для

При (см. расчет) и из (прил. 10 методических указаний для выполнения контрольных работ) находим

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

По (прил. 16 методических указаний для выполнения контрольных работ) находим (методом интерполяции)

При из прил. 11 методических указаний для выполнения контрольных работ

(методом интерполяции) из прил. 11 методических указаний для выполнения контрольных работ

При и (из прил. 10 методических указаний для выполнения контрольных работ) находим

Несущая способность колонны при составляет

- коэффициент продольного изгиба, учитывающий длительность загружения и гибкость бетона принят по ( прил. 15 методических указаний для выполнения контрольных работ); в зависимости от отношения .

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

Определяем фактический предел огнестойкости По^ф = 1,66 ч