3. Определение фактических пределов огнестойкости конструкций расчетом.

3.1.Расчет предела огнестойкости плиты пк6-58.12;

Многопустотная плита перекрытия, свободно опирающаяся по двум сторонам. Размеры сечения: В=1490мм; h=220мм; длина рабочего пролёта l_р=5700мм; растянутая арматура класса А-IV - 3 стержня диаметром - 10мм,

1 стержень диаметром - 12мм.

Тяжелый бетон класса В25. весовая влажность бетона W₀=2/

Средняя плотность бетона в сухом состоянии _ос=2250кг/м²

Диаметр пустот равен 160мм.

Решение:

1. Расчет нормативной нагрузки

-расчетная нагрузка

- усредненный коэффициент надежности по нагрузке

2. Определяем максимальный изгибающий момент от действия нормативной нагрузки;

3. Определяем расстояние до оси арматуры;

а₁=25мм

а₁=26мм

4. Определяем среднее расстояние до оси арматуры;

А₁=236 мм²

А₂=113,1 мм² ( прил.17 [11] )

5. Определяем высоту рабочей зоны:

6. Определяем рабочую (полезную) высоту сечения;

7. Определяем расчетное сопротивление сжатого бетона;

Для бетона класса В25 (табл.12, [4]);

МПа,

-коэффициент надежности по бетону;

8. Определяем нормативное сопротивление растяжению арматуры (табл.19, [4]);

9. Находим расчетное сопротивление;

-коэффициент надежности по арматуре;

10. Находим А_s- площадь сечения растянутой арматуры.

А_s=А₁+А₂=349,1 мм² (прил.17 [11]) ;

11. Находим высоту сжатой зоны бетона в предельном состоянии , предполагая, что :

12. Определяем напряжение в сечении растянутой арматуры:

13. Вычисляем коэффициент снижения прочности стали:

14. По найденному значению из (прил. 16 [11]) находим температуру растянутой арматуры, при которой предел огнестойкости, то есть критическую температуру для арматуры класса А-IV;

Для арматуры класса А-IV

15. Находим значение Гауссового интеграла ошибок (прил. 9[11]);

16. Теплофизические характеристики бетона.

Средний коэффициент теплопроводности при t=450⁰C(прил. 12 [11])

Средний коэффициент теплоёмкости при t=450⁰C(прил. 12 [11])

17. Определяем приведенный коэффициент температуропроводности

50,4-влияние испарения воды в бетоне при нагреве;

-влажность бетона;

-плотность бетона;

18. Находим предел огнестойкости:

По прил.13[11] находим коэффициент, зависящий от плотности бетона:

К=37

По прил.14[11] находим коэффициент, зависящий от плотности сухого бетона:

К₁=0,5

у- расстояние от нормали обогреваемой поверхности до расчетной точки

С учетом пустотности плиты её фактический предел огнестойкости находится путем умножения найденного значения на коэффициент 0,9;

=50,8 мин

3.2.Расчет предела огнестойкости колонны кср-433-29;

Железобетонная колонна КСР-433-29 среднего ряда, расчетная длина l₀=3,3м, размером сечения 0,40,4м, Бетон класса В20, средняя плотность бетона в сухом состоянии на гранитном щебне составляет =2330 кг/м². Весовая влажность -  = 2. Арматура класса А III 4 стержня 20мм. Толщина защитного слоя а=50мм. Расчетная нагрузка N_р=290 т

Нормативная нагрузка:

1,2 - усредненный коэффициент надежности по нагрузке.

Решение:

Арматура класса А-III (табл.19 СНиП 2.03.01-84)

Определяем расчетное сопротивление:

- соответствующий коэффициент надежности по бетону

Определяем суммарную площадь арматуры («Методические указания… Приложение 17»)

Бетон класса В20 с (табл.12 СНиП 2.03.01-84*)

-коэффициент надежности по арматуре =0,83

Теплофизические характеристики бетона.

;

(«Методические указания… Приложение 12»);

Определяем приведенный коэффициент температуропроводности бетона

Для дальнейших расчётов задаёмся интервалами времени , равными ; .

1. Для несущая способность колонны будет равна:

- коэффициент продольного изгиба, учитывающий длительность загружения и гибкость бетона принят по «Методическим указаниям…» Приложение 15 в зависимости от отношения

Так как промежуточное отношение, то применяем метод линейной интерполяции:

8	8,25	10
1,0	0,9975	0,98

2. Для .

Критерий Фурье равен

,

где К=37,56 с^1/2

Для плотности бетона 2330 кг/м³ найдем коэффициент К (согласно «Методические указания для выполнения контрольных работ Приложение 13»), т.к. получается промежуточное значение, используем метод линейной интерполяции:

2300	2330	2450
37,2	37,56	39,0

,

где .

Из «Методические указания… Приложение 10» находим относительную избыточную температуру в неограниченной пластине ,

.

t₀ - начальная температура конструкций для пожара равна 20 °С

Температура арматурных стержней при обогреве колонны с четырех сторон будет равна:

где определяется по формуле;

По «Методические указания… Приложение 16» находим значение коэффициента снижения прочности арматуры A-III

Для определения размеров ядра бетонного сечения необходимо найти значение

Величину - температура в средней неограниченной пластине находится из «Методические указания… Приложение 11» при

При критической температуре бетона на гранитном щебне

Из «Методические указания… Приложение 10» при находим

Тогда

Несущая способность колонны при будет равна

- коэффициент продольного изгиба, учитывающий длительность загружения и гибкость бетона принят по «Методические указания… Приложение 15» в зависимости от отношения .

Так как промежуточное отношение, то применяем метод линейной интерполяции:

8	8,4	10
1,0	0,996	0,98

3. Для

При (см. расчет) и из «Методических указаний… Приложение 10» находим

где - изменение температуры при стандартном температурном режиме определяется по формуле:

По «Методическим указаниям… Приложение 16» находим

Так как промежуточное значение, применяем метод линейной интерполяции:

650	656,6	700
0,30	0,2856	0,18

При

Из «Методических указаний… Приложение 11»

При и «Методических указаний… Приложение 10» находим

Несущая способность колонны при составляет

- коэффициент продольного изгиба, учитывающий длительность загружения и гибкость бетона принят по «Методические указания… Приложение 15» в зависимости от отношения .

Так как промежуточное отношение, то применяем метод линейной интерполяции:

8	9,48	10
1,0	0,985	0,98

По результатам расчета строим график снижения несущей способности колонны в условиях пожара:

Определяем фактический предел огнестойкости По^ф = 1,83ч = 109 мин