Пример выполнения теплотехнической части расчёта предела огнестойкости железобетонной многопустотной плиты

Исходные данные:

вид конструкции – железобетонная многопустотная плита перекрытия;

размеры сечения: ширина b = 1,2 м, высота h = 0,24 м;

толщина защитного слоя бетона δ = 0,02 м,

диаметр пустот d_п = 0,159 м;

количество пустот – 6 шт.;

бетон тяжелый, на гранитном заполнителе, класс по прочности В15;

критическая температура рабочей арматуры ;

арматура: 2 стержня диаметром 12 мм и два стержня диаметром 14 мм;

Рис. 1. Расчётная схема железобетонной многопустотной плиты перекрытия:

а) поперечное сечение плиты; б) расчетная схема определения предела

огнестойкости плиты

1) Определяется средний диаметр рабочей арматуры по формуле:

(1)

где – порядковый номер арматурного стержня;

– диаметр арматурного стержня 1;

– количество арматурных стержней диаметром , шт.;

– диаметр арматурного стержня 2;

– количество арматурных стержней диаметром , шт.;

– площадь поперечного сечения всей рабочей арматуры, м².

2) Определяется время прогрева бетона до достижения критической температуры в растянутой арматуре по формуле:

(2)

где – приведенный коэффициент температуропроводности бетона, м²/ч, определяется по табл. П3.4 в зависимости от вида бетона и вида крупного заполнителя:

Таблица П3.4

Теплотехнические характеристики бетона и арматуры

Вид бетона (арматуры)	Средняя плотность, кг/м3	Эксплуатационная массовая влажность, w, %	Приведенный коэффициент температуропроводности, red, м2/ч
Тяжелый бетон с крупным заполнителем из силикатных пород	2350	2,5	0,00133
Тяжелый бетон с заполнителем из карбонатных пород	2350	3,0	0,00116
Легкий бетон с крупным заполнителем из керамзита	1600	5,0	0,000734
Керамзитоперлитобетон	1200	6,0	0,000722
Легкий бетон с крупным и мелким заполнителем из керамзита	750

;

и – поправочные коэффициенты, определяются в зависимости от плотности бетона по табл. П3.5.

Таблица П3.5

Значения коэффициентов и в зависимости от плотности бетона

Плотность бетона, ρ кг/м3	500	1000	1600	2000	2350	2450
, ч1/2	0,46	0,55	0,58	0,60	0,62	0,65
	1,0	0,85	0,65	0,5	0,5	0,5

Для бетона плотностью 2350 кг/м³:

= 0,62; = 0,5.

– средняя толщина защитного слоя бетона, принимается по условию задачи:

– средний диаметр растянутой арматуры, м.

3) Определяется предел огнестойкости по несущей способности для пустотной плиты с понижающим коэффициентом 0,9:

(3)

Вывод: предел огнестойкости плиты по несущей способности составляет R 64.

4) Определяется предел огнестойкости по потере теплоизолирующей способности через приведенную толщину многопустотной плиты:

4.1)Определяется приведенная толщина плиты , м, по формуле:

(4)

где – площадь сечения плиты, м²;

– площадь пустот в плите, м², определяется по формуле:

(5)

где – диаметр пустот, м;

n – количество пустот, шт.

4.2) По табл. П3.6 определяется предел огнестойкости по потере теплоизолирующей способности при условии отсутствия теплоотвода с необогреваемой поверхности плиты. Для промежуточных значений применяется метод интерполяции.

Таблица П3.6

Толщины сплошного бетонного сечения,

необходимые для обеспечения соответствующего предела огнестойкости

по потере теплоизолирующей способности «I» при одностороннем нагреве

и отсутствии теплоотвода с необогреваемой поверхности

Вид бетона	Средняя плотность бетона, кг/м3	Приведённая толщина плиты мм, обеспечивающая по теплоизолирующей способности предел огнестойкости, мин:
		15	30	45	60	90	120	150	180
Тяжелый бетон с крупным заполнителем из силикатных пород	2350	30	50	65	80	100	120	140	155
Мелкозернистый песчаный бетон	1900
Тяжелый бетон с крупным заполнителем из карбонатных пород	2350	30	50	65	80	100	120	135	150
Легкий бетон с крупным заполнителем из керамзита	1600	25	40	53	65	80	95	105	115
Керамзитоперлитобетон	1200	25	40	50	60	75	90	110	105
Легкий бетон с мелким и крупным заполнителем из керамзита	750

Согласно табл. П3.6 предел огнестойкости составляет от 150 минут для до 180 мин. для . Находим его методом линейной интерполяции:

Приведённая толщина плиты	Предел огнестойкости плиты, мин
140	150
141	Х
155	180

Вывод: предел огнестойкости плиты по теплоизолирующей способности составляет I 152.

5) За предел огнестойкости многопустотной железобетонной плиты принимается меньшее из двух значений пределов огнестойкости, рассчитанных для предельных состояний «R» и «I».

Ответ: предел огнестойкости плиты составляет REI 64.