2.2. Определяем фактический предел огнестойкости колонны кср-433-29 по пособию:

Краткая характеристика конструкции:

Колонны КСР-433-29 среднего ряда являются сжатыми несущими элементами, размером сечения 400400 мм, Вид бетона - тяжелый, гранитном щебне, плотность составляет =2330кг/м². Класс бетона В20. Влажность - 2. Ввиду, несовершенства геометрических форм элементов конструкций, отклонения их реальных размеров от назначаемых по проекту, неоднородности бетона, центральное сжатие в чистом виде не наблюдается, а имеет место внецентренное сжатие с так называемым случайным эксцентриситетом.

Поведение сжатых железобетонных колонн в условиях пожара зависит от схемы обогрева, размеров поперечного сечения, величины эксцентриситета приложения внешней нагрузки, коэффициента и вида армирования, а также эффективной работы защитного слоя бетона.

В процессе пожара по сечению колонн наблюдается перепад температур порядка 800-1000 °С с наименьшей температурой в центре сечения. Поэтому фактическая прочность бетона по сечению колонн изменяется от первоначальной величины при 20°С до нуля при критической температуре и выше. Это и определяет поведение колонн в условиях пожара. Неравномерность прогрева вызывает перераспределение напряжений по сечению колонны. Температурные напряжения возрастают при увеличении температурного перепада между средней частью сечения колонны и поверхностью ее обогрева (20-30 мин). В начальный период обогрева наблюдается удлинение колонн. Устойчивость колонны в начальной стадии пожара не снижается в связи с тем, что сечение колонны сохранено и в средней части несколько разгружено.

Дальнейшее развитие пожара приводит к прогреву защитного слоя бетона до 600-800 °С. Это приводит к уменьшению температурных напряжений в сечении колонны. Наиболее прогретые части сечения бетона и рабочая арматура у поверхности колонны разгружаются за счет развития температурной ползучести, усадки, снижения прочности и деформативности. Это вызывает увеличение напряжений в центре сечения колонны, слабо нагретый бетон сохраняет прочность и упругость.

После 1-1,5 часа огневого воздействия колонны начинают укорачиваться. Спустя 2-3 часа высота нагретых колонн примерно равна их высоте в нагруженном состоянии до пожара. Нагруженные слои бетона и рабочая арматура, нагретые до температуры выше 600 °С, теряют прочность и в дальнейшей работе практически участия не принимают. Колонны укорачиваются с возрастающей скоростью до момента их обрушения. Предел огнестойкости колонн зависит и от уровня предварительного нагружения с увеличением которого предел огнестойкости колонн уменьшается. Необходимая несущая способность колонн обеспечивается изменением сечения арматуры и марки бетона в соответствии с нагрузкой.

С уменьшением процента армирования от 1,13 до 0,52 предел огнестойкости колонн из высокопрочного бетона увеличивается на 14%.

Данные по колонне:

в=400мм

а=50мм

а₁=а+d₁/2=50+32/2=66 мм.

По Табл.2 [9] определяем П_ф=2,5ч.

2.3.Определяем фактический предел огнестойкости ригеля р2-110-26 по пособию:

Краткая характеристика конструкции:

Ригель – элемент каркаса здания, на который опираются плиты перекрытия.

В поперечном сечении ригеля рабочая арматура размещена в растянутой зоне сечения в один ряд.

Продольную рабочую арматуру в ригелях укладывают согласно эпюрам изгибающих моментов в растянутых зонах, где она должна воспринимать растягивающие усилия, возникающие при изгибе конструкций под действием нагрузок. Для продольного армирования применяют стержни периодического профиля диаметром 32 мм.

В железобетонных ригелях одновременно с изгибающими моментами действуют поперечные силы. Поперечные силы воспринимаются бетоном и поперечной арматурой (поперечными стержнями или хомутами).

Кроме того, в ригелях из конструктивных и производственных соображений устанавливают монтажную арматуру для крепления поперечной арматуры и образования арматурных каркасов. Ригель армирован сварным каркасом. Количество плоских сварных каркасов в сечении зависит от ширины.

В качестве несущей арматуры в изгибаемых элементах используют прокатные профили (жесткая арматура) и сварные пространственные арматурные каркасы. Защитный слой бетона для жесткой арматуры должен быть не менее 50мм.

Особенности повеления балок в условиях пожара

Балочные конструкции в условиях пожара обогреваются с трех сторон, именно это и обуславливает поведение данных строительных элементов Кроме того, отличительной особенностью ригелей является наличие арматуры в сжатой зоне. При двух- и трехмерном потоке тепла сечения элементов прогреваются интенсивнее, чем при одномерном, особенно углы балок. Во всех случаях происходит нагревание сжатой зоны бетона, что влияет на прочность и деформативность бетона и арматуры сжатой зоны.

В статически определимых балках прогрев продольных арматурных стержней до критической температуры приводит к образованию пластического шарнира в сечении, где действует М_n,max, что и является причиной разрушения балки, то есть наступления ее предела огнестойкости.

Поэтому с точки зрения огнестойкости выгодно увеличивать армирование опорных сечений.

Разрушение статически определимых изгибаемых элементов может происходить не только по растянутой зоне, но и по сжатому бетону. В этом случае сжатая зона разрушается раньше начала резкого увеличения деформаций температурной ползучести растянутой арматуры. Такой характер разрушения изгибаемых элементов происходит из-за криволинейного распределения температуры по высоте сечения. Такое разрушение характерно для переармированных изгибаемых железобетонных элементов, работающих в условиях эксплуатации при предельно допустимых нагрузках. Потеря несущей способности их происходит от хрупкого разрушения сжатой зоны бетона при сравнительно небольших деформациях растянутой арматуры.

Ригель Р2-110-26 двухполочный, размер пролета 2,6м, расчетная нагрузка 110 т/м. Вид бетона – на гранитном щебне плотность составляет =2330кг/м². Класс бетона В20. Влажность - 2. Арматура класса А III.

Конструктивные параметры ригеля:

Находим площадь сечения арматуры (Прил.5 [10])

А_S1=157мм²

А_S2=928мм²

b^I=400 а^I =35 П_о =1,5ч

b^II=500 а^II =45 П_о=2ч

φ₁=1,1 п.2.18. [9]

φ₁=1 п.2.20. [9]

Определяем отношение площади арматуры над опорой к площади арматуры в пролете.

Определяем увеличение предела огнестойкости изгибаемого статически неопределимого элемента, % по сравнению с пределом огнестойкости статически определимого элемента:

φ₃=1,096

=1,5ч

Таблица 1

№ п\п	Наименование строительных конструкций	Принято по проекту		Обоснование	Требование по нормам		Обоснование	Вывод
1	Плита перекрытия ПК6-58.15	55,2	К0	Пособие	15	К1	ФЗ № 123 ст. 87 ч. 2 табл. 21	Соответствует
2	Ригель Р2-110-26	90	К0	Пособие	15	К1	ФЗ № 123 ст. 87 ч. 2 табл. 21	Соответствует
3	Колонна КСР-433-29	150	К0	Пособие	15	К1	ФЗ № 123 ст. 87 ч. 2 табл. 21	Соответствует

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