Расчет огнестойкости деревянных элементов конструкций работающих на растяжение

Равенство (2.3) для растяжения примет вид _ft = R_ft. Данное равенство можно представить в следующем виде:

Отсюда:

(2.13)

где:

N – продольная нормативная сила, Н;

R_ft – расчетное сопротивление на растяжение (табл. 2.2), Па.

Далее, используя зависимость =f(h/b,Z_cr /h) (п. 2.3 [2]), определяется значения параметра Z_cr /h, затем глубина обугливания Z_cr. Значения _cr и П_ф определяются по формулам (2.1) и (2.2).

Расчет огнестойкости деревянных конструкций работающих на сжатие (из условия потери прочности)

Равенство (2.3) для сжатия примет вид _fс = R_fс. Данное равенство можно представить в следующем виде:

Отсюда:

(2.14)

где:

N – продольная нормативная сила, Н;

R_fс – расчетное сопротивление на сжатие (табл. 2.2), Па.

Далее, используя зависимость =f(h/b,Z_cr /h) (п. 2.3 [2]), определяется значения параметра Z_cr /h, затем глубина обугливания Z_cr. Значения _cr и П_ф определяются по формулам (2.1) и (2.2).

Таблица 2.2 – Расчетные сопротивления R_f для определения пределов огнестойкости деревянных конструкций

Напряженное сопротивление	Условное обозначение	Расчетное сопротивление, МПа, в зависимости от сорта древесины
		1	2	3
Изгиб Сжатие вдоль волокон Растяжение вдоль волокон Скалывание вдоль волокон: цельной клееной	Rfw Rfc Rft Rfqs	29 26 20 3,0 1,2	26 23 15 2,7 1,1	18 16 - 2,7 1,1

Тема 12. Расчет огнестойкости железобетонных конструкций

Цель: Знать виды железобетонных конструкций, их поведение в условиях пожара. Уметь рассчитывать фактический предел огнестойкости железобетонных конструкций и элементов, работающих на растяжение, сжатие и изгиб. Иметь представление о способах усиления и восстановления железобетонных конструкций.

Контрольные вопросы:

1. Понятие о железобетоне и виды железобетонных конструкций.

2. Преимущества и недостатки железобетона.

3. Основы проектирования железобетонных конструкций.

4. Поведение несущих и ограждающих железобетонных конструкций в условиях пожара.

5. Особенности расчета фактических пределов огнестойкости железобетонных конструкций.

6. Расчет температур в сечении бетона и арматуры железобетонных конструкций при различных условиях обогрева.

7. Определение толщины бетонных слоев прогретых до заданных критических температур.

8. Расчет огнестойкости сжатых железобетонных элементов со случайным эксцентриситетом.

9. Основные положения расчета огнестойкости внецентренно-сжатых железобетонных конструкций.

10. Расчет огнестойкости изгибаемых железобетонных конструкций (статически определимых, статически неопределимых).

11. Расчет огнестойкости железобетонных с учетом сроков эксплуатации в агрессивных средах.

12. Способы повышения огнестойкости железобетонных конструкций.

Рекомендуемая литература:

Основная: [1, 2, 3, 4]

Дополнительная: [5, 6, 7, 8, 9, 10]

Краткие теоретические основы лекционного материала и примеры расчета огнестойкости железобетонных конструкций, рассматриваемых на практических занятиях

Как правило, предел огнестойкости железобетонной конструкции достигается в результате потери ею несущей способности (обрушения) за счет снижения прочности (температурной ползучести) арма­турной стали и бетона при нагревании – достижения первого пре­дельного состояния по огнестойкости [3], либо вследствие потери (утраты) теплоизолирующей способности (прогрева конструкции выше допустимой температуры) – второе предельное состояние конструкции по огнестойкости, а также в результате потери (утраты) целостности (плотности) ограждающей конструкции – третье предельное состояние конструкции по огнестойкости.

Предел огнестойкости железобетонной внутренней не несущей стены и перегородки определяют по потере теплоизолирующей способности или по потере плотности. Он зависит от вида бетона (тяжелый, легкий, ячеистый) и толщины конструкции.

Для самонесущих и несущих железобетонных конструкций (конс­трукций наружных стен, плит покрытия, балок, ферм, колонн) преде­лы огнестойкости определяют по потере несущей способности.

Железобетонные конструкции, выполняющие одновременно ограж­дающую и несущую функции, рассчитывают исходя из двух условий: по потере несущей и теплоизолирующей способности. Из двух полученных значений за предел огнестойкости принимают наименьшее.

При определении пределов огнестойкости строительных конс­трукций в общем случае необходимо решить две части задачи: тепло­техническую и статическую. Теплотехническая часть имеет целью определить температуры по сечению конструкции во время воз­действия на нее стандартного температурного режима.

В статистической части вычисляют изменение несущей способ­ности (прочности) нагретой конструкции с учетом изменения свойств бетона и арматуры при высоких температурах. Затем строят график изменения несущей способности конс­трукции во времени. Время нагрева конструкции, по истечении кото­рого несущая способность снизится до величины нормативной (рабо­чей) нагрузки, является пределом ее огнестойкости, т.е. когда бу­дет достигнуто равенство:

N_t(M_t) =N_n(M_n), (3.1)

где N_t (М_t) - несущая способность (от изгибающего момента – для изгибаемой конструкции) конструкций при нагревании, Н (Нм); N_n (M_n) - продольное усилие (изгибающий момент) от нормативной нагрузки, Н (Нм).

Выполнение условия (3.1) схематично изображено на графике (рис. 3.1).

Несущая способность Np,t (Mp,t)

Np,t (Mp,t) Np (Mp) τ – предел огнестойкости

Нормативная рабочая нагрузка Nn (Mn)

Время нагрева

Рисунок 3.1 – Схематическое изображение принципа определения предела огнестойкости конструкции по потере несущей способности