27. Основные положения методики расчёта огнестойкости деревянных конструкций
В общем случае для расчета предела огнестойкости деревянных конструкций необходимо решение двух задач: теплотехнической и прочностной.
Решение 1 задачи огнестойкости, применительно к дер.конструкциям, заключается:
а) в определении времени τr - от начала теплового воздействия пожара до воспламенения древесины конструкции
б) в определении изменения рабочего сечения деревянной конструкции после воспламенения древесины при пожаре, за счет процесса ее обугливания(определяется в зависимости от скорости обугливания древесины при воздействии стандартного пожара).
Решение 2 задачи огнестойкости, применительно к дер.конструкциям, заключается:
а) в определении изменения соответствующих напряжений в расчетных сечениях конструкций от нормативных нагрузок в зависимости от изменения рабочих сечений деревянной конструкции за счет обугливания древесины после ее воспламенения при пожаре;
б) в проверке условий прочности деревянной конструкции на воздействие соответствующих нормативных нагрузок, с учетом изменения напряжений от этих нормативных нагрузок в зависимости от времени горения древесины; и определения времени τr - от начала воспламенения древесины до утраты конструкцией несущей способности.
Предел огнестойкости несущих деревянных конструкций определяется выражением:
τfr(R)=τf+ τr
Приведенные ниже методы расчета пределов огнестойкости несущих деревянных конструкций относятся к случаю воздействия стандартного режима пожара и не распространяются на элементы каркаса панелей ограждений, выполненных из древесины; на конструкции, несущими элементами которых являются фанера, древесно-волокнистые и древесно-стружечные плиты.
Рекомендуемый метод расчета несущих деревянных конструкций на огнестойкость основан на следующих допущениях:
- обугливание древесины конструкции, после ее воспламенения при пожаре, происходит с постоянной скоростью;
- свойства древесины не обуглившейся (рабочей) части сечения конструкции одинаковы по всей его площади.
Теплотехнический расчёт
1. Время от начала теплового воздействия пожара на деревянную конструкцию до начала воспламенения древесины τr определяется по справочной таблице.
2. Изменение рабочего сечения деревянных конструкций за счет обугливания древесины, после ее воспламенения при пожаре, определяется в зависимости от скорости обугливания древесины при воздействии стандартного пожара. Значения скорости обугливания древесины V, в зависимости от размеров сечения конструкции, клееной или цельной древесины, следует принимать по справочной таблице.
3. При расчете изменения рабочего сечения деревянных конструкций при пожаре следует учитывать схему воздействия пожара на рассматриваемую конструкцию:
одностороннее воздействие пожара (междуэтажные деревянные перекрытия);
трехстороннее воздействие пожара (деревянные балки, деревянные стойки, примыкающие к стенам);
-четырехстороннее воздействие пожара (деревянные колонны, стойки и т.п.).
28. Общие сведения о железобетонных конструкциях.
Железобетон представляет собой строительный материал, в котором соединены в монолитное целое затвердевший бетон и стальная арматура. В железобетоне сжимающие нагрузки воспринимает бетон, а растягивающие усилия — стальная арматура. Совместная работа бетона и арматуры в железобетонных конструкциях оказалась возможной благодаря прочному сцеплению (склеиванию) бетона и стальной арматуры с очень близкими по значению их коэффициентами линейного расширения, защищенности находящейся в бетоне арматуры от коррозии и непосредственного воздействия огня.
Ж/б как строительный материал обладает высокой прочностью, огнестойкостью, сейсмической стойкостью и долговечностью, так как прочность бетона со временем не только не уменьшается, но в благоприятных условиях увеличивается. Ж/б конструкциям при изготовлении могут быть приданы любые целесообразные конструктивные и архитектурные формы. Сырьем для основной составляющей ж/б — бетонной массы (до 70—80%) служат местные материалы (песок, гравий или щебень и вода).
К ж/б конструкциям относятся: плиты перекрытий, стеновые панели, железобетонные колонны, ригели, балки. Плиты подразделяются на: сплошные, многопустотные и ребристые.
Колонны подразделяются: одноэтажные, двухэтажные; многоэтажные, а также центральные, крайние. Прочность бетона на сжатие в 10-20 раз превышает прочность бетона на растяжение.
Основную нагрузку на растяжение будет воспринимать стальная арматура.
Армирование ж/б колонн
29. Поведение ж/б конструкций в условиях пожара.
Благодаря своей массивности и хор.теплофизическим показателям ж/б конструкции хорошо сопротивляются действию огня в условиях пожара.Причины наступления пределов огнестойкости ж/б конструкций во многом определяются характером их работы в условиях пожара. Для конструкций, в кот.предельное состояние обуславливается работой на растяжение,предел огнестойкости наступает в момент прогрева арматуры до критической t.Для конструкций,в кот. предельное состояние обуславливается работой на растяжение,предел огнестойкости наступает в момент прогрева арматуры до критич.t.Для конструкций,предельное состояние кот.обуславливается работой на сжатие,предел огнестойкости наступает тогда,когда работоспособное сечение бетона уменьшается до критич.величины.В частности при прочных равных условиях, предел огнестойкости центрально-нагруженной колонны больше предела огнестойкости внецентренно-сжатой колонны.Это объясняется тем,что у центрально-нагруженной колонн поперечное сечение целиком работает на сжатие, и арматура не влияет на огнестойкость колонны.Во внецентренно-сжатых колоннах предел огнестойкости определяется прогревом арматуры в растянутой зоне до критической температуры. Предел огнестойкости железобетонных колонн нормируется с учетом площади поперечного сечения и нагрузки. Предел огнестойкости ж/б навесных стен, внутр.несущих стен и перегородок определяется по потере теплоизолирующей способности или по потере плотности и зависит от вида бетона (тяжелый, легкий, ячеистый) и толщины конструкции. В свободно опертых ж/б элементах под действием эксплуатационной нагрузки возникают зона растяжения (внизу) и зона сжатия (вверху). Растягивающие усилия воспринимает рабочая арматура нижней зоны.При этом наибольшие напряжения возникают в середине пролета.В условиях пожара последовательно прогреваются защитный бетонный слой и рабочая арматура. Если арматура не прогрелась до критической температуры, то деформации ее обратимы, и после охлаждения железобетонный элемент занимает первоначальное положение. При прогреве до критической температуры в середине пролета появляется так называемый «пластический шарнир», что связано со значительным раскрытием трещин в растянутой зоне плиты, появлением необратимых деформаций и полным разрушением ж/б элемента.