книги из ГПНТБ / Ильин, Н. А. Проектирование железобетонных и каменных конструкций сооружений гражданской обороны лекции для студентов строительных специальностей

(при расчете по случаю 1а); ео^ 0,8 -у (при расчете по случаю 16), где у — расстояние от центра тяжести сечения элемента до края сечений в сторону эксцентриситета.

6.6. Расчет оснований фундаментов

Расчет оснований фундаментов производят в соответствии с действующими строительными нормами и правилами [5].

Нормативные и расчетные динамические давления на нескаль­ ные и скальные грунты определяют соответственно по форму­ лам (22) и (23).

§7. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУИРОВАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ УБЕЖИЩ

Конструктивные требования принимают согласно указаниям по конструированию железобетонных конструкций (см. главу

9 [2]).

7.1. Минимальные размеры сечений элементов

Размеры сечений сжатых железобетонных элементов назна­ чают такими, чтобы их гибкость не превышала величин, ука­ занных в табл. 4. 2 [2].

Размеры колонн квадратного сечения принимают со сторо­ нами от 400 до 800 мм.

Толщину монолитных плит определяют расчетом. Она должна быть не менее 100 мм. Толщину сборных железобетонных плит определяют из условия требований к расположению арматуры

ческом и тепловом отношениях элементов конструкций толщину защитного слоя бетона принимают в зависимости от времени прогрева конструкции при пожарах.

7.2. Армирование железобетонных элементов

Оптимальный процент армирования железобетонных элемен­ тов определяют расчетом. Для элементов балочных и рамных конструкций процент армирования принимают с учетом вели­ чины а, определяемой по формуле (37). Оптимальную величину а в зависимости от способа изготовления конструкций принима­ ют по табл. 21.

20

В изгибаемых железобетонных конструкциях убежищ с рас­ четной продольной арматурой только в растянутой зоне в сжа­ той зоне сечения предусматривают конструктивную продольную арматуру в количестве

где b и h0 — ширина и рабочая высота сечения элемента.

7.3. Требования к сварным соединениям арматуры

Арматуру железобетонных конструкций из стержней диамет­ ром до 32 мм классов A-I, А-П и A-III изготовляют с при­ менением для соединения стержней контактной стыковой свар­ кой, дуговой с многослойными швами на стальных подкладках, ванной дуговой многоэлектродной на составных стальных под­ кладках и ванной в инвентарной медной форме.

Сварные соединения арматуры выполняют согласно требо­ ваниям СН 393-69 [7]. В растянутой зоне элементов конструкций сварные стыки располагают вразбежку не ближе 0,5 м друг от друга и не в местах наибольших внутренних усилий.

При сварке стержней рабочей арматуры другими способами или при других условиях их расположения б е о д я т коэффициенты условий работы в соответствии с табл. 22.

При дуговой сварке пересекающихся стержней арматурных каркасов расчетную величину относительной деформации рабо­

принимаемое по табл. 14.

7.4. Отдельные конструктивные указания

Вубежищах значительной протяженности предусматривают температурно-усадочные швы, расстояния между ними устанав­ ливают расчетом. Швы в сплошных бетонных и железобетонных конструкциях выполняют сквозными, разрезая конструкцию до подошвы фундамента. В железобетонных каркасах швы осуще­ ствляют либо посредством двойных колонн с доведением до вер­ ха фундамента, либо в виде двухсторонних консолей без вклады­ шей.

Для восприятия перерезывающей силы на опорах элементов предусматривают дополнительные конструктивные решения, обе­ спечивающие совместную работу монолитной и сборных частей элементов железобетонных конструкций. Для этого целесообраз­ но между сборными элементами оставлять замоноличиваемые

21

участки с установкой в них расчетной арматуры на поперечную силу.

В сборно-монолитных железобетонных конструкциях обеспечи­ вают связи между сборными элементами и дополнительно уло­ женным бетоном путем устройства шпонок, придания шерохова­ тости сборным элементам и т. д.

Рис. 6. Соединение бетонной шпонкой двух плит (а) и расчетная схема бетонной шпонки (б):

1 — бетонные шпонки, 2 — заливка шва бетоном

Размеры бетонных шпонок — глубину и высоту (рис. 6) опре­

где Qca— сдвигающая сила, действующая на шпонку; /ш— длина шпонки;

пш-< 3 — количество шпонок, вводимое в расчет.

При расположении сборных элементов в сжатой зоне произво­ дят проверку на скалывание. При этом расчетное сопротивление бетона скалыванию по шву принимают в зависимости от вида обработанной поверхности по табл. 23.

Для железобетонных перекрытий и стен (при толщине их менее 600 мм, определяемой расчетом), не обсыпанных грунтом, устраивают термоизоляционный слой согласно табл. 24.

Элементы перекрытий и стен из сборного железобетона на­ дежно связывают путем сварки закладных деталей или выпус­ ков арматуры.

22

Железобетонные перекрытия со стенами из каменных или бе­ тонных материалов связывают путем установки анкеров сечени­ ем не менее 2 см2 на 1 м стены. Заделку анкеров принимают не менее 30 диаметров арматуры.

Углы примыкания, пересечения и др. сопряжения каменных и бетонных стен усиливают арматурой класса A-I в виде от­ дельных стержней или сеток общим сечением не менее 4 см2 на 1 м высоты стены. Выпуск арматуры от грани стены принима­ ют не менее 50 см.

Перегородки крепят к стенам и колоннам анкерами сечением 1 см2 на 1 м ее высоты. При длине перегородки более 3 м анало­ гичное крепление ее осуществляют к перекрытию убежища.

§ 8. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ УБЕЖИЩ НА ОГНЕСТОЙКОСТЬ И ТЕПЛОСТОЙКОСТЬ

8.1. Общие положения

Конструкции убежищ рассчитывают на температурные и тепловое воздействия при пожарах.

Расчет на температурные воздействия при пожарах (нсГогнгстойкость) железобетонных конструкций убежищ производят с целью определения времени прогрева до критических температур арматуры и бетона.

Расчет огнестойкости конструкций убежищ производят по двум вариантам.

Вариант /. Огнестойкость конструкций рассчитывают на воз­ действие высокой температуры (температуры окружающей сре­ ды) при пожарах, возникающих от ядерного взрыва.

Вариант II. Огнестойкость конструкций определяют на воз­ действие высокой температуры (температуры внутренней среды) при пожарах внутри убежищ, возможных при эксплуатации по­ мещений в мирное время.

Расчет конструкций на воздействие тепловой радиации (про­ грева при пожарах от ядерного взрыва ' (расчет на теплостой­ кость) производят с целью определения термического сопротив­ ления ограждающих конструкций, которое исключает возмож­ ность повышения температуры воздуха в убежище сверх допу­ стимого для укрывающихся.

Расчет огнестойкости конструкций убежищ по варианту I производят только для таких убежищ, в местах расположения которых наиболее вероятны сплошные пожары и огненные штор­ мы.

Пожароопасность проектируемого убежища определяют по величине огневой нагрузки на территории радиусом 100 м от убежища.

23

8.2. Определение величины огневой нагрузки

Огневую нагрузку получают умножением величины сгорае­ мой нагрузки на коэффициенты, учитывающие специфику про­ цесса сгорания а, р и /, и продолжительность температурного воздействия на элементы убежища у.

Сгораемая нагрузка представляет собой общее количество горючих материалов (в кг/im2), ее приводят к условному виду топлива (древесные) по формуле

2 (Pi • Qi)

(49)

Ро Qy ■F0T ’

где Pi — массы отдельных горючих материалов, кг;

Qi — теплотворная способность материалов, ккал/кг; Qy=4000 ккал/кг — теплотворная способность древесины;

Fcr —площадь, на которой находятся сгораемые материалы, м2.

где а — коэффициент этажности при расчете по варианту I (табл. 25); он же коэффициент условий дымоудаления при расчете по варианту II (см. табл. 3[19]);

Р — коэффициент возгорания материалов (табл. 26), сред­ нюю величину р при неоднородных сгораемых материа­ лах определяют по формуле

рований на ликвидацию пожара при ведении спасательных работ и результирующий коэффициент пожароопасности убежища. При расчете по варианту I значения у принимают по табл. 28, при ва­ рианте II — по табл. 6 [19].

Расчетную величину огневой нагрузки определяют по форму­

где ро — сгораемая нагрузка, определяемая по формуле 49.

8.3. Расчетная продолжительность огневого воздействия при пожарах

Продолжительность пожара можно определить по известной величине огневой нагрузки, которая представляет собою количе­ ство горючих материалов и скорость их выгорания в определен­ ных условиях,

24

8.5.Расчет фактических пределов огнестойкости железобетонных конструкций убежищ

Общие положения расчета. Расчет огнестойкости железобе­ тонных конструкций убежища производят по признакам преде­ ла снижения несущей способности конструкции при огневом воз­ действии и после него (рис. 7).

Определение пределов сопротивления конструкций огневому воздействию состоит в решении двух частей: теплотехнической

истатической.

Втеплотехнической части расчета определяют распределение

температуры по сечению элемента конструкции в процессе нагре­ ва заданной продолжительности по стандартному температурно­ му режиму.

В статической части определяют величины критической тем­ пературы арматуры или сжатого бетона в момент появления од­ ного из признаков потери конструкцией несущей способности.

Статическим расчетом находят прочность нагретой конструк­ ции и строят график снижения ее несущей способности в зависи­ мости, от времени нагрева Mt = f(%). По заданной величине нор­ мативной (рабочей) нагрузки Мн находят предел огнестойкости конструкции. Время сопротивления конструкции огневому воз­ действию по признакам разрушения конструкции (признаки I группы по рис. 7) равно, когда

(56)

Расчет огнестойкости по варианту I производят для конструк­ ций убежища, которые сопротивляются огневому воздействию, возникшему от ядерного удара. К таким конструкциям относят элементы перекрытия (плиты и балки), не защищенные грунтом стены, защитно-герметические наружные двери, оголовки выхо­ дов и т. п. Расчет производят на нормативные нагрузки при осо­ бом их сочетании при нормативных значениях сопротивлений материалов. Упрочнение материалов при этом от ударной наг­ рузки не учитывают, т. к. огневое воздействие на конструкции убежищ следует ожидать не только в зонах сильных' разрушений (в которых избыточное давление на фронте ударной волны сос­ тавляет более 0,3 кгс/см2), но и в зонах средних и слабых разру­ шений (где Арф^0,3 кгс/см2), характеризующихся соответ­ ственно возникновением сплошных пожаров и отдельными оча­ гами.

Проверку огнестойкости по варианту II производят для всех элементов конструкций убежища, которые сопротивляются воз­ действию огня от внутреннего пожара. Расчет производят на нормативные нагрузки при основном или дополнительном их со­ четании и нормативных значениях сопротивлений материалов.

Теплотехнический расчет сечений конструкций. Прогрев эле­ ментов убежищ при пожаре происходит по законам нестационар-

26

ь»

или их обрушение

Рис. 7. Показатели огнестойкости железобетонных конструкций.

8S

ной теплопроводности. Расчет температур по сечению произво­ дят на основе уравнения теплопроводности Фурье.

При огневом воздействии по стандартному режиму темпера­ туру по сечению плит во времени определяют по формуле

Решение теплотехнической задачи для сечений стержневых конструкций (двухмерные температурные поля), пустотелых плоских конструкций и т. п. приведены в [11, 19].

Статический расчет сечений, Обогрев плиты балок покрытий при расчете на огнестойкость по варианту I предусматривают сверху (снаружи убежища). Снижение несущей способности этих конструкций происходит в основном за счет снижения прочности

нагретого бетона сжатой зоны.

28

Рис. 8. Расчетная схема усилий в сечении нагретого статически определимого изгибаемого элемента:

а) при расчете по варианту I (обогрев сверху); б) при расчете по варианту II (обогрев снизу)