7. Предел огнестойкости плит и стен по потере теплоизолирующей способности

7.1. Температура необогреваемой поверхности конструкции при одностороннем огневом воздействии зависит от условий теплообмена на этой поверхности, который характеризуется коэффициентом теплоотдачи:

 = _с + _r (47)

где: _с - коэффициент передачи тепла конвекцией на необогреваемой поверхности;

_r - коэффициент передачи тепла излучением на необогреваемой поверхности.

В расчет вводится среднее арифметическое из начального и конечного значений коэффициента теплоотдачи . Начальное значение находят при повышении температуры на 1°С необогреваемой поверхности.

Конечное значение определяют при повышении температуры необогреваемой поверхности на 160°С, т.е. при наступлении предела огнестойкости по потере теплоизолирующей способности. Затем теплотехническим расчетом находят время достижения предела огнестойкости по потере теплоизолирующей способности.

7.2. Предел огнестойкости по потере теплоизолирующей способности при одностороннем нагреве плит (стен) из тяжелого бетона на гранитном и известняковом заполнителях и конструкционного керамзитобетона при стандартном огневом воздействии приведен на Рис. 4.

Рис. 4. Предел огнестойкости по теплоизолирующей способности плит (стен)

при одностороннем нагреве из бетона:

1 - тяжелого на гранитном заполнителе;

2 - то же, на известняковом заполнителе;

3 - конструкционного керамзитобетона.

8. Расчет предела огнестойкости по потере несущей способности балочные плиты

8.1. Плиты считаются балочными, если l_у/l_х2.

Для обеспечения требуемого предела огнестойкости плит они должны иметь высоту h и расстояние от нагреваемой поверхности до оси арматуры «а» не менее значений, указанных в Табл. 10.

Таблица 10

Вид бетона	Вид плиты и опирания	Минимальная толщина плиты h и расстояние до оси арматуры а, мм, при пределе огнестойкости, мин
		30	60	90	120	180	240
Толщина плиты, мм		60	80	100	120	150	175
	Балочная плита.
Тяжелый с гранитным заполнителем	Опирание по двум сторонам.	10	25	35	45	60	70
	Опирание по контуру при lу/lх1,5	10	10	15	20	30	40
	Опирание по контуру при lу/lх>2,0	10	25	35	45	60	70
Толщина плиты, мм		60	65	80	95	120	140
	Балочная плита.
Конструкционный керамзитобетон D 1400-1600	Опирание по двум сторонам.	10	20	30	40	50	55
	Опирание по контуру при lу/lх1,5	10	10	10	15	25	30
	Опирание по контуру при lу/lх>2,0	10	20	30	40	50	55

8.2. Балочные статически определимые плиты, опертые по двум противоположным сторонам, при одностороннем нагреве разрушаются в результате образования пластического шарнира в середине пролета из-за снижения нормативного сопротивления арматуры растяжению до критического значения, т.е. до напряжения от нормативной нагрузки (Рис. 5).

При расчете можно пренебречь прогревом сжатой зоны бетона и сжатой арматуры, так как они нагреваются незначительно.

а)
б)

Рис. 5. Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси:

а) балочной плиты в пролете; б) консольной плиты на опоре,

обогреваемых с нижней стороны.

8.3. Критическое значение коэффициента условий работы растянутой арматуры вычисляют по формулам:

при одиночном армировании, когда х < _R:

(48)

при двойном армировании:

(49)

где: (50)

Зная критическое значение коэффициента условий работы арматуры _st,cr в зависимости от класса арматуры по Рис. 22-24 определяют критическую температуру нагрева арматуры t_s,cr, при которой наступает предел огнестойкости по потере несущей способности.

Время наступления предела огнестойкости по потере несущей способности находят по кривым прогрева бетона плит, принимая критическую температуру нагрева арматуры равной температуре бетона на уровне ее центра тяжести (Рис. 32-37).

8.4. У сильно армированных плит, когда разрушение может начаться со сжатой зоны, до начала резкого увеличения пластических деформаций температурной ползучести растянутой арматуры, критическую деформацию арматуры _s,cr следует определять по зависимости, связывающей полные деформации арматуры с относительной высотой сжатой зоны  нагретого элемента в предельном состоянии:

(51)

Характеристика сжатой зоны:

(52)

где: - принимают для тяжелого бетона 0,85 и для конструкционного керамзитобетона 0,80;

R_bn - нормативное сопротивление бетона сжатию, МПа.

Относительная высота сжатой зоны:

(53)

Деформации предельной сжимаемости бетона _b2 в изгибаемых плитах принимают по Табл. 5 в зависимости от вида бетона и средней температуры нагрева сжатой зоны.

Зная критическую деформацию _s,cr и коэффициент условий работы растянутой арматуры _st,cr, по кривым деформирования арматуры (Рис. 28-31) находят критическую температуру нагрева арматуры t_s,cr. По кривым прогрева бетона (Рис. 32-37) находят время наступления предела огнестойкости плиты по потере несущей способности, принимая температуру арматуры по температуре бетона на уровне ее центра тяжести.