МЧС России

Санкт-Петербургский университет

Государственной противопожарной службы

Кафедра пожарной безопасности зданий и

автоматизированных систем пожаротушения

УТВЕРЖДАЮ

Начальник кафедры ПБЗиАСП

подполковник вн. службы

С.Н. Терехин

«_____» _____________ 2012 г.

Фондовая лекция

по теме № 16 «Железобетонные, каменные конструкции и их поведение в условиях пожара» дисциплины «Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре» для курсантов 3 курса

Время: 4 часа

План лекции

Введение.

1. Исходные сведения о железобетоне.

2. Основные типы железобетонных конструкций.

3. Поведение железобетонных конструкций в условиях пожара.

4. Особенности поведения конструкций из других каменных материалов в условиях пожара.

Введение

Темы №№ 16, 17 посвящены изучению особенности железобетонных конструкций (ЖБК). После прочтения лекций запланировано проведение практических занятий (решение задач по определению пределов огнестойкости конструкций расчётом и с помощью справочного пособия).

Железобетон изобретён в середине прошлого века. В 1867 году француз Жозеф Монье изготовил цветочные кадки из цементного раствора, которым обмазывал стальной каркас из прутьев, и получил патент на устройство из железобетона. Затем он получил патенты на способы изготовления железобетонных шпал, перекрытий, балок и сводов. Но еще в 1849 году также француз, инженер Ламбо изготовил лодку из проволочной сетки, обмазав её с обеих сторон цементным раствором. В 1949 г. году было отмечено столетие железобетона, т. е. признан приоритет изобретения железобетона за Ламбо.

Применение железобетонных изделий в строительстве началось в конце 19 века. Первыми железобетонными конструкциями были небольшие изделия простого сечения – плиты, балки перекрытий. В начале 20 века появились сборные железобетонные мосты, сваи, опоры. В конце 20-х годов начали возводить здания из железобетона. В России интенсивное применение железобетонных конструкций началось с 1954 года. В настоящее время из железобетона изготавливают практически все виды несущих конструкций.

Положительные качества конструкций из железобетона: долговечность, огнестойкость, стойкость против атмосферных воздействий, высокая сопротивляемость статическим и динамическим нагрузкам.

Особенностью железобетона является то, что его не применяют в строительстве как материал, а используют в виде изделий либо конструктивных элементов зданий.

1. Исходные сведения о железобетоне

1.1. Понятие железобетона

Железобетон – композиционный материал, в котором выгодно сочетается работа бетона и стали.

Поведение в условиях пожара отдельно бетона и стали изучали в 1-м семестре, а железобетон, как уже говорилось, применяют в строительстве не в виде материала, а в виде конструкций.

Идея сочетания двух отличающихся механическими свойствами материалов в том, что бетон (каменный материал) хорошо сопротивляется сжимающим нагрузкам, но в силу хрупкости плохо сопротивляется растягивающим усилиям (прочность при растяжении в 10-15 раз меньше прочности на сжатие). Сталь обладает высокой прочностью и при сжатии и при растяжении. Поэтому железобетонные конструкции проектируют так, чтобы стальная арматура воспринимала растягивающие усилия от приложенной нагрузки, а бетон - сжимающие.При выполнении расчетов конструкции на прочность и огнестойкость работу бетона на растяжение не учитывают, принимая во внимание лишь работу арматуры.

Наиболее эффективно применение железобетона для изгибаемых железобетонных конструкций (балок, плит перекрытий и покрытий, внецентренно сжатых колонн); при их работе по толщине конструкции возникают 2 типа противоположно – направленных усилий (напряжений): растягивающие и сжимающие.

Рассмотрим статически определимую железобетонную балку, опирающуюся по краям (рис. 1.1). Из рисунка видно, что растягивающие усилия возникают в нижней зоне, где помещена стальная арматура (рабочая). Усилия сжатия в верхней зоне воспринимает бетон.

Рис. 1.1. Работа статически определимой балки под нагрузкой.