Į KLAUSIMĄ DĖL ATSPARUMO UGNIEKIŲ PLOKŠČIŲ APSKAIČIAVIMO

Į KLAUSIMĄ DĖL ATSPARUMO UGNIEKIŲ PLOKŠČIŲ APSKAIČIAVIMO

V.V. Žukovas, V.N. Lavrovas

Straipsnis publikuotas leidinyje „Betonas ir gelžbetonis - plėtros būdai. 2-osios visos Rusijos (tarptautinės) betono ir gelžbetonio konferencijos moksliniai darbai. 2005 m. rugsėjo 5-9 d. Maskva; 5 tomuose. NIIZhB 2005, 2 tomas. Skyrių ataskaitos. Skyrius „Pastatų ir konstrukcijų gelžbetoninės konstrukcijos“, 2005 m.

Apsvarstykite besijų lubų atsparumo ugniai ribos apskaičiavimą pagal statybos praktikoje gana įprastą pavyzdį. Besijų gelžbetoninės grindys yra 200 mm storio iš B25 klasės suspaudimo betono, sutvirtintos tinkleliu su 200x200 mm ląstelėmis iš A400 klasės armatūros, kurios skersmuo 16 mm, su apsauginiu sluoksniu 33 mm (iki centro centro). armatūros gravitacija) apatiniame grindų paviršiuje ir A400, kurio skersmuo 12 mm su apsauginiu sluoksniu 28 mm (iki c.t.) viršutiniame paviršiuje. Atstumas tarp kolonų 7m. Nagrinėjamame pastate perdanga yra pirmojo tipo priešgaisrinė užtvara pagal ir turi turėti atsparumo ugniai ribą šilumos izoliacijos (I), vientisumo (E) ir laikomosios galios (R) praradimui REI 150. Perdangos atsparumo ugniai ribos įvertinimas pagal esamus dokumentus gali būti nustatomas skaičiuojant tik pagal statiškai nulemtai konstrukcijai apsauginio sluoksnio storį (R), lubų storį (I) ir, jei įmanoma, trapų įtrūkimą. gaisras (E). Tuo pačiu metu I ir E skaičiavimai duoda gana teisingą įvertinimą, o lubų, kaip statiškai neapibrėžtos konstrukcijos, laikomoji galia gaisro atveju gali būti nustatyta tik apskaičiuojant termiškai įtemptą būseną, naudojant tamprumo teoriją. gelžbetonio plastiškumas kaitinant arba konstrukcijos ribinės pusiausvyros, veikiant statinėms ir šiluminėms apkrovoms gaisro metu, metodo teorija. Pastaroji teorija yra pati paprasčiausia, nes joje reikia nustatyti ne statinės apkrovos ir temperatūros įtempius, o tik jėgas (momentus) veikiant statinei apkrovai, atsižvelgiant į betono ir armatūros savybių pokyčius. kaitinama tol, kol plastikiniai vyriai atsiranda statiškai neapibrėžtoje struktūroje, kai ji virsta mechanizmu. Atsižvelgiant į tai, besijų grindų laikomoji galia gaisro atveju buvo įvertinta pagal ribinės pusiausvyros metodą, o santykiniais vienetais perdangos laikomosios galios normaliomis eksploatavimo sąlygomis. Apžvelgti ir išanalizuoti pastato darbo brėžiniai, atlikti gelžbetoninių besijinių perdangų atsparumo ugniai ribiniai skaičiavimai, atsiradus šioms konstrukcijoms normalizuotų ribinių būsenų požymiams. Laikamosios galios atsparumo ugniai ribos apskaičiuojamos atsižvelgiant į betono ir armatūros temperatūros pokytį 2,5 valandos standartinių bandymų. Visos šioje ataskaitoje pateiktos statybinių medžiagų termodinaminės ir fizikinės-mechaninės charakteristikos paimtos remiantis VNIIPO, NIIZhB, TsNIISK duomenimis.

ŠILUMOS IZOLIACIJOS DENGIMAS ATSPARUMO UGNIUI RIBA (I)

Praktiškai konstrukcijų šildymas nustatomas baigtinių skirtumų arba baigtinių elementų skaičiavimu naudojant kompiuterį. Sprendžiant šilumos laidumo problemą, atsižvelgiama į betono ir armatūros termofizinių savybių pokyčius kaitinant. Temperatūrų skaičiavimas konstrukcijoje esant standartiniam temperatūros režimui atliekamas esant pradinei sąlygai: konstrukcijų ir išorinės aplinkos temperatūra yra 20C. Aplinkos temperatūra tc gaisro metu kinta priklausomai nuo laiko pagal . Apskaičiuojant temperatūrą konstrukcijose, atsižvelgiama į konvekcinį Qc ir spindulinį Qr šilumos perdavimą tarp šildomos terpės ir paviršiaus. Temperatūrų skaičiavimas gali būti atliktas naudojant sąlyginį nagrinėjamo betono sluoksnio Xi* storį nuo šildomo paviršiaus. Norėdami nustatyti temperatūrą betone, apskaičiuokite

Pagal (5) formulę nustatykime temperatūros pasiskirstymą per grindų storį po 2,5 valandos ugnies. Pagal (6) formulę nustatykime perdangų storį, kuris reikalingas kritinei 220C temperatūrai ant jų nešildomo paviršiaus pasiekti per 2,5 val. Šis storis yra 97 mm. Todėl 200 mm storio persidengimo atsparumo ugniai riba bus ne mažesnė kaip 2,5 valandos šilumos izoliacijos praradimui.

GRINDŲ PLOKŠČIŲ NUTRAUKIMAS ATSPARUMO UGNIAI RIBA (E)

Kilus gaisrui pastatuose ir konstrukcijose, kuriose naudojamos betoninės ir gelžbetoninės konstrukcijos, galimas trapus betono lūžimas, dėl kurio prarandamas konstrukcijos vientisumas. Sunaikinimas įvyksta staiga, greitai ir todėl yra pavojingiausias. Trapus betono lūžimas paprastai prasideda praėjus 5-20 minučių nuo ugnies poveikio pradžios ir pasireiškia kaip įkaitusio betono gabalų konstrukcijos paviršiaus atskilimas, dėl to gali atsirasti kiaurymė. struktūra, t.y. konstrukcija gali pasiekti priešlaikinį atsparumą ugniai praradus vientisumą (E). Trapus betono sunaikinimas gali būti lydimas garso efekto, pasireiškiančio lengvu trenksmu, įvairaus intensyvumo traškėjimu arba „sprogimu“. Trapaus betono lūžimo atveju iki kelių kilogramų sveriančios skeveldros gali išsibarstyti iki 10-20 m atstumu garų filtravimas per betono konstrukciją. Betono trapus lūžimas gaisro metu priklauso nuo betono struktūros, sudėties, drėgmės, temperatūros, ribinių sąlygų ir išorinės apkrovos, t.y. tai priklauso ir nuo medžiagos (betono), ir nuo betono ar gelžbetoninės konstrukcijos tipo. Gelžbetoninių perdangų atsparumo ugniai ribos vertinimas pagal vientisumo praradimą gali būti atliktas pagal trapios lūžio kriterijaus (F) vertę, kuri nustatoma pagal formulę, pateiktą:

LOSS LOSS ATSPARUMO UGNAI RIBA (R)

Pagal laikomąją galią lubų atsparumas ugniai taip pat nustatomas skaičiavimu, kas yra leistina. Išspręstos šiluminės inžinerijos ir statinės problemos. Termotechninėje skaičiavimo dalyje temperatūros pasiskirstymas per plokštės storį nustatomas esant standartinei šiluminei ekspozicijai. Statinėje skaičiavimo dalyje nustatoma plokštės laikomoji galia kilus gaisrui, trunkančiam 2,5 val.. Apkrovos ir atramos sąlygos paimamos pagal statinio projektą. Apkrovų deriniai, skirti apskaičiuoti atsparumo ugniai ribą, laikomi specialiais. Šiuo atveju leidžiama neatsižvelgti į trumpalaikius apkrovimus ir įtraukti tik nuolatinius ir laikinus ilgalaikius standartinius krovinius. Plokštės apkrovos gaisro atveju nustatomos pagal NIIZhB metodą. Jei skaičiuotinė plokštės laikomoji galia normaliomis eksploatavimo sąlygomis yra R, tai skaičiuojama apkrovos reikšmė P = 0,95 R. Standartinė apkrova gaisro atveju yra 0,5R. Medžiagų projektinės varžos skaičiuojant atsparumo ugniai ribas priimamos su patikimumo koeficientu 0,83 betonui ir 0,9 armatūrai. Gelžbetoninių perdangos plokščių, sutvirtintų strypine armatūra, atsparumo ugniai riba gali atsirasti dėl priežasčių, į kurias būtina atsižvelgti: armatūros slydimas ant atramos, kai betono ir armatūros kontaktinis sluoksnis įkaista iki kritinės temperatūros; armatūros šliaužimas ir lūžimas, kai armatūra įkaista iki kritinės temperatūros. Nagrinėjamame pastate naudojamos monolitinės gelžbetoninės perdangos ir jų laikomoji galia gaisro atveju nustatoma ribinės pusiausvyros metodu, atsižvelgiant į betono ir armatūros fizikinių ir mechaninių savybių pokyčius šildymo metu. Būtina padaryti nedidelį nukrypimą nuo galimybės naudoti ribinės pusiausvyros metodą apskaičiuojant gelžbetoninių konstrukcijų atsparumo ugniai ribą, esant šiluminiam poveikiui gaisro metu. Remiantis duomenimis, „kol galioja ribinės pusiausvyros metodas, laikomosios galios ribos visiškai nepriklauso nuo faktinių atsirandančių savaiminių įtempių, taigi ir nuo tokių veiksnių kaip šiluminės deformacijos, atramų poslinkiai, ir tt“. Tačiau tuo pat metu būtina atsižvelgti į šių prielaidų įvykdymą: konstrukciniai elementai neturi būti trapūs nepasiekę ribinės stadijos, savaiminiai įtempimai neturi turėti įtakos elementų ribojančioms sąlygoms. Gelžbetoninėse konstrukcijose išsaugomos šios ribinės pusiausvyros metodo taikymo prielaidos, tačiau tam būtina, kad plastikinių vyrių formavimosi vietose nebūtų armatūros slydimo ir konstrukcinių elementų trapios lūžimo iki ribinės būsenos. yra pasiektas. Gaisro atveju didžiausias perdangos įkaitimas stebimas iš apačios didžiausio momento zonoje, kur paprastai suformuojamas pirmasis plastikinis vyris su pakankamu tempiamosios armatūros inkaravimu, turinčiu didelę deformaciją nuo įkaitimo iki sukimosi. vyryje ir perskirstyti jėgas į atramos zoną. Pastarajame plastikinio lanksto deformuojamumo padidėjimą palengvina įkaitęs betonas. „Jei galima taikyti ribinės pusiausvyros metodą, tai savaiminiai įtempiai (galimi temperatūros įtempių pavidalu – autoriaus pastaba) neturi įtakos konstrukcijų laikomosios galios vidinei ir išorinei ribai. Skaičiuojant ribinės pusiausvyros metodu, daroma prielaida, kad esant atitinkamiems eksperimentiniams duomenims, plokštė gaisro metu, veikiama apkrovos, suyra į plokščias grandis, sujungtas viena su kita išilgai lūžio linijų linijiniais plastikiniais vyriais. Dalies apskaičiuotos konstrukcijos laikomosios galios normaliomis eksploatavimo sąlygomis panaudojimas kaip apkrova gaisro atveju ir ta pati plokštės sunaikinimo schema normaliomis sąlygomis ir gaisro atveju leidžia apskaičiuoti atsparumo ugniai ribą. plokštės santykiniais vienetais, nepriklausomai nuo plokštės geometrinių charakteristikų plane. Apskaičiuokime B25 stiprio gniuždymui klasės sunkiojo betono plokštės atsparumo ugniai ribą, kai standartinis atsparumas gniuždymui 20 C temperatūroje yra 18,5 MPa. A400 klasės armatūra su standartiniu tempimo stipriu (20C) 391,3 MPa (4000 kg/cm2). Betono ir armatūros stiprumo pokyčiai kaitinant imami pagal. Atskiros plokščių juostos lūžimo analizė atliekama darant prielaidą, kad nagrinėjamoje plokščių juostoje lygiagrečiai šios juostos ašiai suformuoti linijiniai plastikiniai vyriai: vienas linijinis plastikinis vyris tarpatramyje su įtrūkimu iš apačios ir vienas linijinis plastikinis vyris. prie kolonų su plyšiu, atsiveriančiu iš viršaus. Pavojingiausi gaisro atveju yra įtrūkimai iš apačios, kur tempimo armatūros įkaitimas yra daug didesnis nei plyšiuose iš viršaus. Grindų, kaip visumos, laikomosios galios R apskaičiavimas gaisro atveju atliekamas pagal formulę:

Šios armatūros temperatūra po 2,5 valandos ugnies yra 503,5 C. Suspaustos zonos aukštis plokštės betone viduriniame plastikiniame vyryje (sandėliuose neatsižvelgiant į armatūrą betono suspaustoje zonoje).

Nustatykime atitinkamą skaičiuojamąją perdangos R3 laikomąją galią normaliomis eksploatavimo sąlygomis 200 mm storio grindims, kai vidurinio lanksto suspaustos zonos aukštis yra xc = ; vidinės poros petys Zc=15,8 cm ir kairiojo bei dešiniojo vyrių suspaustos zonos aukštis Хс = Хn=1,34 cm, vidinės poros petys Zx=Zn=16,53 cm Skaičiuojama grindų laikomoji galia R3 20 cm storio 20 C temperatūroje.

Šiuo atveju, žinoma, turi būti laikomasi šių reikalavimų: a) mažiausiai 20 % viršutinės armatūros, reikalingos atramai, turi praeiti per tarpatramio vidurį; b) viršutinė armatūra virš ištisinės sistemos kraštinių atramų pradedama ne mažiau kaip 0,4l atstumu tarpatramio kryptimi nuo atramos ir po to palaipsniui nutrūksta (l yra tarpatramio ilgis); c) visa viršutinė armatūra virš tarpinių atramų turi išsiplėsti iki tarpatramio bent 0,15 l.

IŠVADOS

1. Norint įvertinti besijų gelžbetoninių perdangų atsparumo ugniai ribą, turi būti atlikti jos atsparumo ugniai ribos skaičiavimai pagal tris ribinių būsenų požymius: laikomosios galios R praradimas; vientisumo praradimas E; šilumą izoliuojančių gebėjimų praradimas I. Šiuo atveju gali būti naudojami šie metodai: ribinė pusiausvyra, įkaitimas ir įtrūkimų mechanika.
2. Skaičiavimai parodė, kad nagrinėjamam objektui visoms trims ribinėms būsenoms atsparumo ugniai riba yra 200 mm storio plokštės, pagamintos iš B25 stiprio gniuždymui klasės betono, sutvirtintos armavimo tinkleliu, kurio ląstelės yra 200x200 mm, plieno A400 su 16 mm skersmens armatūros apsauginio sluoksnio storis apatiniame paviršiuje 33 mm, o viršutinis skersmuo 12 mm - 28 mm yra ne mažesnis kaip REI 150.
3. Šios besijinės gelžbetoninės perdangos gali tarnauti kaip ugnies barjeras, pagal pirmąjį tipą.
4. Besijinių gelžbetoninių perdangų minimalios atsparumo ugniai ribos įvertinimas gali būti atliktas ribinės pusiausvyros metodu esant pakankamai įtemptos armatūros įtvirtinimui tose vietose, kur susidaro plastikiniai vyriai.

Literatūra

1. Gelžbetoninių statybinių konstrukcijų faktinių atsparumo ugniai ribų skaičiavimo instrukcijos, remiantis kompiuterių naudojimu. – M.: VNIIPO, 1975 m.
2. GOST 30247.0-94. Statybinės konstrukcijos. Atsparumo ugniai bandymo metodai. M., 1994. - 10 p.
3. SP 52-101-2003. Betoninės ir gelžbetoninės konstrukcijos be įtempimo armatūros. - M.: FSUE TsPP, 2004. -54 p.
4. SNiP-2.03.04-84. Betoninės ir gelžbetoninės konstrukcijos, skirtos veikti aukštoje ir aukštoje temperatūroje. - M .: TSRS CITP Gosstroy, 1985 m.
5. Betoninių ir gelžbetoninių konstrukcijų atsparumo ugniai ribų skaičiavimo rekomendacijos. – M.: Stroyizdat, 1979. – 38 p.
6. SNiP-21-01-97* Pastatų ir konstrukcijų priešgaisrinė sauga. GUP TsPP, 1997. - 14 p.
7. Betoninių ir gelžbetoninių konstrukcijų apsaugos nuo trapios lūžimo gaisro metu rekomendacijos. - M.: Stroyizdat, 1979. - 21 p.
8. Reikalingo atsparumo ugniai tuščiavidurių grindų plokščių projektavimo rekomendacijos. – M.: NIIZhB, 1987. – 28 p.
9. Statiškai neapibrėžtų gelžbetoninių konstrukcijų skaičiavimo gairės. – M.: Stroyizdat, 1975. S.98-121.
10. Gelžbetoninių konstrukcijų atsparumo ugniai ir gaisrinės saugos skaičiavimo gairės (MDS 21-2.000). – M.: NIIZhB, 2000. – 92 p.
11. Gvozdev A.A. Konstrukcijų laikomosios galios apskaičiavimas naudojant ribinės pusiausvyros metodą. Valstybinė statybinės literatūros leidykla. - M., 1949 m.

Labiausiai paplitusi medžiaga
konstrukcija gelžbetoninė. Jis sujungia betono ir plieno armatūrą,
racionaliai išdėstyta projekte, kad būtų galima suvokti tempimą ir gniuždymą
pastangas.

Betonas turi gerą gniuždymo stiprumą ir
blogiau – tempimas. Ši betono savybė nepalanki lenkimui ir
ištempti elementai. Labiausiai paplitę lankstūs statybiniai elementai
yra plokštės ir sijos.

Norint kompensuoti neigiamą
betonavimo procesus, įprasta konstrukcijas armuoti plienine armatūra. Sustiprinti
plokštės su suvirintais tinkleliais, sudarytos iš strypų, esančių dviejose tarpusavyje
statmenos kryptys. Tinkleliai klojami į plokštes taip, kad
jų darbinės armatūros strypai buvo išdėstyti išilgai tarpatramio ir suvokiami
tempimo jėgos, atsirandančios konstrukcijose lenkiant veikiant apkrovai, in
pagal lenkimo apkrovų schemą.

AT
gaisro sąlygomis plokštes iš apačios veikia aukšta temperatūra,
jų laikomoji galia mažėja daugiausia dėl to, kad sumažėja
šildomos tempimo armatūros stiprumas. Paprastai šie daiktai
yra sunaikinami dėl plastikinio vyrio susidarymo skerspjūvyje su
didžiausias lenkimo momentas, sumažinant tempimo stiprumą
šildoma įtempta armatūra iki eksploatacinių įtempių vertės jos skerspjūvyje.

Suteikia ugnies
pastato apsaugai reikalingas didesnis atsparumas ugniai ir priešgaisrinė sauga
gelžbetoninės konstrukcijos. Tam naudojamos šios technologijos:

• armavimo plokštes gaminti
  tik megzti arba suvirinti rėmai, o ne palaidi atskiri strypai;
• kad būtų išvengta išilginės armatūros išsipūtimo, kai ji kaitinama
  gaisro metu būtina numatyti konstrukcijų sutvirtinimą spaustukais arba
  skersiniai strypai;
• apatinio apsauginio lubų betono sluoksnio storis turėtų būti
  pakanka, kad sušiltų ne aukštesnė kaip 500 °C, o po gaisro - ne
  turėjo įtakos tolesniam saugiam statinio eksploatavimui.
  Tyrimais nustatyta, kad esant standartizuotam atsparumui ugniai R = 120, storis
  apsauginis betono sluoksnis turi būti ne mažesnis kaip 45 mm, esant R = 180 – ne mažesnis kaip 55 mm,
  esant R=240 - ne mažiau 70 mm;
• apsauginiame betono sluoksnyje 15–20 mm gylyje nuo dugno
  grindų paviršius turi būti aprūpintas sutvirtinimo tinkleliu nuo skilimo
  iš 3 mm skersmens vielos, kurios akies dydis 50–70 mm, o tai sumažina intensyvumą
  sprogus betono sunaikinimas;
• skersinių plonasienių lubų atraminių sekcijų sutvirtinimas
  jungiamosios detalės, nenumatytos įprastu skaičiavimu;
• padidėjęs atsparumas ugniai dėl plokščių padėties,
  palaikoma išilgai kontūro;
• specialių tinkų (naudojant asbesto ir
  perlitas, vermikulitas). Net ir naudojant mažus tokių tinkų dydžius (1,5–2 cm)
  gelžbetoninių plokščių atsparumas ugniai padidėja kelis kartus (2 - 5);
• atsparumo ugniai padidėjimas dėl pakabinamų lubų;
• mazgų ir konstrukcijų sandūrų apsauga betono sluoksniu su reikiamu
  atsparumo ugniai riba.

Šios priemonės užtikrins tinkamą pastato priešgaisrinę saugą.
Gelžbetoninė konstrukcija įgis reikiamą atsparumą ugniai ir
priešgaisrinė sauga.

Naudotos knygos:
1. Pastatai ir statiniai bei jų tvarumas
gaisro atveju. Rusijos valstybinės priešgaisrinės tarnybos EMERCOM akademija, 2003 m
2. MDS 21-2.2000.
Gelžbetoninių konstrukcijų atsparumo ugniai skaičiavimo gairės.
- M. : Valstybinė vieninga įmonė "NIIZhB", 2000. - 92 p.

2.18 lentelė

Lengvojo betono tankis? = 1600 kg/m3 su stambaus keramzito užpildu, plokštės su apvaliomis tuštumomis po 6 vnt., plokščių atrama - laisva, iš abiejų pusių.

1. Nustatykime efektyvų tuščiavidurės perdangos storį teff, kad įvertintume atsparumo ugniai ribą šilumos izoliacijos požiūriu pagal vadovo 2.27 punktą:

kur yra plokštės storis, mm;

• - plokštės plotis, mm;
• - tuštumų skaičius, vnt.;
• - tuštumos skersmuo, mm.
• 2. Nustatome pagal lentelę. 8 Plokštės atsparumo ugniai nuolaidos dėl šilumos izoliacijos gebos praradimo plokštei iš sunkiojo betono dalies, kurios efektyvusis storis 140 mm:

Plokštės atsparumo ugniai riba dėl šilumos izoliacijos praradimo

3. Nustatykite atstumą nuo šildomo plokštės paviršiaus iki strypo armatūros ašies:

kur betono apsauginio sluoksnio storis, mm;

• - darbinės armatūros skersmuo, mm.
• 4. Pagal lentelę. 8 Nuolaidos nustato plokštės atsparumo ugniai ribą pagal laikomosios galios praradimą, kai a = 24 mm, sunkiam betonui ir kai remiamas iš dviejų pusių.

Norima atsparumo ugniai riba yra nuo 1 valandos iki 1,5 valandos, ją nustatome tiesinės interpoliacijos metodu:

Plokštės atsparumo ugniai riba be pataisos koeficientų yra 1,25 val.

• 5. Pagal Vadovo 2.27 punktą tuščiavidurių plokščių atsparumo ugniai ribai nustatyti taikomas 0,9 sumažinimo koeficientas:
• 6. Bendrą plokštės apkrovą nustatome kaip nuolatinių ir laikinų apkrovų sumą:
• 7. Nustatykite ilgai veikiančios apkrovos dalies ir visos apkrovos santykį:

8. Apkrovos pataisos koeficientas pagal vadovo 2.20 punktą:

• 9. Pagal Išmokos 2.18 punktą (1 a dalis) priimame koeficientą? jungiamosioms detalėms A-VI:
• 10. Nustatome plokštės atsparumo ugniai ribą, atsižvelgdami į apkrovos ir armatūros koeficientus:

Plokštės atsparumo ugniai riba pagal laikomąją galią yra R 98.

Plokštės atsparumo ugniai ribai imame mažesnę iš dviejų verčių - šilumos izoliacijos praradimui (180 min.) ir laikomosios galios praradimui (98 min.).

Išvada: gelžbetoninės plokštės atsparumo ugniai riba yra REI 98

Kaip minėta aukščiau, sulenktų gelžbetoninių konstrukcijų atsparumo ugniai riba gali atsirasti dėl įtempimo zonoje esančios darbinės armatūros įkaitimo iki kritinės temperatūros.

Šiuo atžvilgiu daugiatuščios perdangos plokštės atsparumo ugniai apskaičiavimas bus nustatomas pagal įkaitimo laiką iki kritinės ištemptos darbinės armatūros temperatūros.

Plokštės pjūvis parodytas 3.8 pav.

b p b p b p b p b p

h h 0

A s

3.8 pav. Numatomas tuščiavidurės perdangos plokštės pjūvis

Norint apskaičiuoti plokštę, jos skerspjūvis sumažinamas iki T formos (3.9 pav.).

b' f

x tema ≤h' f

h' f

h val 0

x tema >h' f

A s

a∑b R

3.9 pav. Kelių tuščiavidurės plokštės trišakis, skirtas jos atsparumui ugniai apskaičiuoti

Pasekmė

plokščių lanksčių daugiatuburių gelžbetonio elementų atsparumo ugniai ribos skaičiavimas

3. Jei, tai  s , tema nustatoma pagal formulę

Kur vietoj b naudotas ;

Jeigu
, tada jį reikia perskaičiuoti pagal formulę:

Pagal 3.1.5 yra nustatoma t s , kr(kritinė temperatūra).

Gauso klaidos funkcija apskaičiuojama pagal formulę:

Pagal 3.2.7 randamas Gauso funkcijos argumentas.

Atsparumo ugniai riba P f apskaičiuojama pagal formulę:

5 pavyzdys.

Duota. Tuščiavidurė grindų plokštė laisvai remiama iš abiejų pusių. Sekcijos matmenys: b=1200 mm, darbinis tarpatramio ilgis l= 6 m, sekcijos aukštis h= 220 mm, apsauginio sluoksnio storis a l = 20 mm, A-III klasės įtempimo armatūra, 4 strypai Ø14 mm; Sunkusis betonas B20 klasė ant skaldos kalkakmenio, betono masės drėgnumas w= 2%, vidutinis sauso betono tankis ρ 0s\u003d 2300 kg / m 3, tuštumos skersmuo d n = 5,5 kN/m.

Apibrėžkite tikroji plokštės atsparumo ugniai riba.

Sprendimas:

Betono klasei B20 R mlrd= 15 MPa (3.2.1 punktas)

R bu\u003d R bn / 0,83 \u003d 15 / 0,83 \u003d 18,07 MPa

Armatūros klasei A-III R sn = 390 MPa (3.1.2 punktas)

R su= R sn /0,9 = 390/0,9 = 433,3 MPa

A s= 615 mm 2 = 61510 -6 m 2

Betono termofizinės savybės:

λ tem \u003d 1,14 - 0,00055450 \u003d 0,89 W / (m ˚С)

kai temperatūra = 710 + 0,84450 = 1090 J/(kg ˚C)

k= 37,2 p.3.2.8.

k 1 = 0,5 p.3.2.9. .

Faktinė atsparumo ugniai riba nustatoma:

Atsižvelgiant į plokštės tuštumą, faktinis jos atsparumas ugniai turi būti dauginamas iš koeficiento 0,9 (2.27. p.).

Literatūra

Šelegovas V.G., Kuznecovas N.A. „Pastatai, statiniai ir jų stabilumas gaisro atveju“. Vadovėlis disciplinos studijoms - Irkutskas: VSI Rusijos VRM, 2002. - 191 p.

Šelegovas V.G., Kuznecovas N.A. Pastato konstrukcija. Vadovas disciplinai „Pastatai, konstrukcijos ir jų stabilumas gaisro atveju“. - Irkutskas.: VSI Rusijos vidaus reikalų ministerija, 2001. - 73 p.

Mosalkovas I.L. ir kt.Pastatinių konstrukcijų atsparumas ugniai: M .: UAB "Spetstechnika", 2001. - 496 p., iliustr.

Jakovlevas A.I. Statybinių konstrukcijų atsparumo ugniai skaičiavimas. - M .: Stroyizdat, 1988.- 143s., Ill.

Šelegovas V.G., Černovas Yu.L. „Pastatai, statiniai ir jų stabilumas gaisro atveju“. Kursinio projekto užbaigimo vadovas. - Irkutskas.: VSI Rusijos vidaus reikalų ministerija, 2002. - 36 p.

Konstrukcijų atsparumo ugniai ribų, ugnies plitimo išilgai konstrukcijų ribų ir medžiagų degumo grupių nustatymo vadovas (pagal SNiP II-2-80), TsNIISK im. Kučerenko. – M.: Stroyizdat, 1985. – 56 p.

GOST 27772-88: Valcuoti gaminiai, skirti statybinėms plieninėms konstrukcijoms. Bendrosios techninės sąlygos / TSRS Gosstroy. - M., 1989 m

SNiP 2.01.07-85*. Apkrovos ir smūgiai / TSRS gosstroy. - M.: CITP Gosstroy SSRS, 1987. - 36 p.

GOST 30247.0 - 94. Statybinės konstrukcijos. Atsparumo ugniai bandymo metodai. Bendrieji reikalavimai.

SNiP 2.03.01-84*. Betoninės ir gelžbetoninės konstrukcijos / Rusijos statybos ministerija. - M.: GP TsPP, 1995. - 80 p.

1ELLING - konstrukcija ant kranto su specialiai sutvarkytu šlaitiniu pamatu ( elingas), kur paguldomas ir statomas laivo korpusas.

2 viadukas - tiltas per sausumos kelius (arba per sausumos trasą) jų sankirtoje. Suteikia jiems judėjimą įvairiais lygiais.

3ATGALINIMAS – tilto pavidalo konstrukcija, skirta vienu keliu pravažiuoti per kitą jų susikirtimo taške, laivams švartuoti, taip pat apskritai keliui tam tikrame aukštyje sukurti.

4 LAIKYMO TAKAS - skysčių ir dujų talpykla.

5 DUJŲ KONTEINERAS– dujų priėmimo, laikymo ir išleidimo įrenginys į dujų tinklą.

6aukštakrosnė- šachtinė krosnis ketui lydyti iš geležies rūdos.

7Kritinė temperatūra yra temperatūra, kuriai esant metalo R un normatyvinė varža sumažėja iki normatyvinio įtempio n reikšmės nuo išorinės konstrukcijos apkrovos, t.y. kuriam esant prarandama laikomoji galia.

8 Nagel - medinis arba metalinis strypas, naudojamas medinių konstrukcijų dalims tvirtinti.

Gelžbetoninės konstrukcijos dėl savo nedegumo ir santykinai mažo šilumos laidumo gana gerai atlaiko agresyvių ugnies veiksnių poveikį. Tačiau jie negali neribotą laiką atsispirti ugniai. Šiuolaikinės gelžbetoninės konstrukcijos, kaip taisyklė, daromos plonasienės, be monolitinio ryšio su kitais pastato elementais, o tai riboja jų galimybę gaisro metu atlikti savo darbines funkcijas iki 1 valandos, o kartais ir mažiau. Drėgnos gelžbetonio konstrukcijos turi dar mažesnę atsparumo ugniai ribą. Jei konstrukcijos drėgmės kiekio padidėjimas iki 3,5% padidina atsparumo ugniai ribą, tada trumpalaikio gaisro metu tolesnis betono, kurio tankis didesnis nei 1200 kg / m 3, drėgmės kiekis gali sukelti sprogimą. betono ir greito konstrukcijos sunaikinimo.

Gelžbetoninės konstrukcijos atsparumo ugniai riba priklauso nuo jos sekcijos dydžio, apsauginio sluoksnio storio, armatūros tipo, kiekio ir skersmens, betono klasės ir užpildo tipo, konstrukcijos apkrovos ir jos paramos schema.

Šildymui skirtų atitvarinių konstrukcijų atsparumo ugniai riba – 140°C ugniai priešingas paviršius (lubos, sienos, pertvaros) priklauso nuo jų storio, betono rūšies ir jo drėgnumo. Didėjant betono storiui ir mažėjant tankiui, didėja atsparumas ugniai.

Atsparumo ugniai riba pagal laikomosios galios praradimą priklauso nuo konstrukcijos tipo ir statinės atramos schemos. Vieno tarpatramio laisvai atremti lenkimo elementai (sijų plokštės, plokštės ir perdangų paklotai, sijos, sijos) sunaikinami gaisro metu, kai išilginė apatinė darbinė armatūra įkaista iki ribinės kritinės temperatūros. Šių konstrukcijų atsparumo ugniai riba priklauso nuo apatinės darbinės armatūros apsauginio sluoksnio storio, armatūros klasės, darbinės apkrovos ir betono šilumos laidumo. Sijų ir sijų atsparumo ugniai riba taip pat priklauso nuo sekcijos pločio.

Esant tokiems pat projektiniams parametrams, sijų atsparumo ugniai riba yra mažesnė nei plokščių, nes gaisro atveju sijos šildomos iš trijų pusių (iš apačios pusės ir dviejų šoninių paviršių), o plokštės šildomos tik iš apatinio paviršiaus pusės.

Geriausias armatūrinis plienas pagal atsparumą ugniai yra A-III klasės 25G2S. Šio plieno kritinė temperatūra standartine apkrova apkrautos konstrukcijos atsparumo ugniai ribos atsiradimo momentu yra 570°C.

Didelės tuščiavidurės iš anksto įtemptos grindų dangos iš sunkiojo betono su apsauginiu 20 mm sluoksniu ir strypų armatūra iš A-IV klasės plieno, gaminamos gamyklose, turi 1 valandos atsparumo ugniai ribą, todėl šias grindis galima naudoti gyvenamosiose patalpose. pastatai.

Kieto profilio plokštės ir plokštės iš paprasto gelžbetonio su apsauginiu sluoksniu 10 mm turi atsparumo ugniai ribas: armatūra iš A-I ir A-II klasių plieno - 0,75 h; A-III (25G2S klasės) – 1 val

Kai kuriais atvejais plonasienės lenkimo konstrukcijos (tuščiavidurės ir briaunuotos plokštės ir grindų dangos, skersiniai ir sijos, kurių skerspjūvio plotis ne didesnis kaip 160 mm, be vertikalių rėmų prie atramų) gaisro metu gali būti per anksti sunaikintos išilgai įstrižos. skyrių ties atramos. Šio tipo sunaikinimo užkertamas kelias įrengiant vertikalius rėmus, kurių ilgis yra ne mažesnis kaip 1/4 tarpatramio ant šių konstrukcijų atraminių sekcijų.

Išilgai kontūro remiamų plokščių atsparumo ugniai riba yra žymiai didesnė nei paprastų lenkimo elementų. Šios plokštės yra sutvirtintos darbine armatūra dviem kryptimis, todėl jų atsparumas ugniai papildomai priklauso nuo armatūros santykio trumpajame ir ilgajame tarpatramiuose. Kvadratinių plokščių, kurių šis santykis yra vienas, kritinė armatūros temperatūra atsparumo ugniai ribos pradžioje yra 800 ° C.

Didėjant plokštės kraštų santykiui, kritinė temperatūra mažėja, todėl mažėja ir atsparumo ugniai riba. Esant didesniems nei keturiems kraštinių santykiams, atsparumo ugniai riba yra praktiškai lygi plokščių, atremtų iš dviejų pusių, atsparumo ugniai ribai.

Statiškai neapibrėžtos sijos ir sijų plokštės, kaitinant, praranda laikomąją galią dėl atraminių ir tarpatramių sekcijų sunaikinimo. Sumažėjus apatinės išilginės armatūros stiprumui, sunaikinamos tarpatramio sekcijos, o atraminės dalys sunaikinamos dėl betono stiprumo praradimo apatinėje suspaustoje zonoje, kuri įkaista iki aukštų temperatūrų. Šios zonos šildymo greitis priklauso nuo skerspjūvio dydžio, todėl statiškai neapibrėžtų sijų plokščių atsparumas ugniai priklauso nuo jų storio, o sijų – nuo ​​pjūvio pločio ir aukščio. Esant dideliems skerspjūvio matmenims, nagrinėjamų konstrukcijų atsparumo ugniai riba yra daug didesnė nei statiškai apsprendžiamų konstrukcijų (vieno tarpatramio laisvai remiamų sijų ir plokščių), o kai kuriais atvejais (storų sijų plokštėms, sijų su stipriomis sijomis). viršutinė atraminė armatūra) praktiškai nepriklauso nuo apsauginio sluoksnio storio ties išilgine dugno armatūra.

Stulpeliai. Kolonų atsparumo ugniai riba priklauso nuo apkrovos taikymo modelio (centrinis, ekscentrinis), skerspjūvio matmenų, armatūros procento, stambaus betono užpildo tipo ir apsauginio sluoksnio storio ties išilgine armatūra.

Kolonos sunaikinamos šildymo metu dėl sumažėjusio armatūros ir betono stiprumo. Ekscentrinės apkrovos taikymas sumažina kolonų atsparumą ugniai. Jei apkrova veikiama su dideliu ekscentriciškumu, tai kolonos atsparumas ugniai priklausys nuo apsauginio sluoksnio storio ties tempimo armatūra, t.y. tokių kolonų veikimo pobūdis kaitinant yra toks pat kaip ir paprastų sijų. Mažo ekscentriškumo kolonos atsparumas ugniai priartėja prie centralizuotai suspaustų kolonų atsparumo ugniai. Betoninės kolonos ant smulkinto granito turi mažesnį atsparumą ugniai (20%) nei kolonos ant skaldos kalkakmenio. Tai paaiškinama tuo, kad granitas pradeda byrėti esant 573 ° C temperatūrai, o kalkakmenis pradeda byrėti esant 800 ° C temperatūrai jų degimo pradžioje.

Sienos. Gaisrų metu, kaip taisyklė, sienos šildomos iš vienos pusės ir dėl to linksta arba link ugnies, arba į priešingą pusę. Siena iš centralizuotai suspaustos konstrukcijos virsta ekscentriškai suspausta, kurios ekscentriškumas didėja laikui bėgant. Esant tokioms sąlygoms, laikančiųjų sienų atsparumas ugniai labai priklauso nuo apkrovos ir nuo jų storio. Didėjant apkrovai ir mažėjant sienelės storiui, mažėja jo atsparumas ugniai ir atvirkščiai.

Didėjant pastatų aukštų skaičiui, didėja sienų apkrova, todėl, siekiant užtikrinti reikiamą atsparumą ugniai, gyvenamųjų namų laikančiųjų skersinių sienų storis laikomas (mm): per 5 . .. 9 aukštų pastatai - 120, 12 aukštų pastatai - 140, 16 aukštų pastatai - 160 , namuose, kurių aukštis didesnis nei 16 aukštų - 180 ir daugiau.

Vieno sluoksnio, dvisluoksnės ir trisluoksnės save laikančios išorės sienų plokštės yra veikiamos nedidelės apkrovos, todėl šių sienų atsparumas ugniai dažniausiai atitinka priešgaisrinius reikalavimus.

Sienų laikomąją galią, veikiant aukštai temperatūrai, lemia ne tik betono ir plieno stiprumo charakteristikų pokytis, bet daugiausia viso elemento deformatyvumas. Sienų atsparumą ugniai paprastai lemia laikomosios galios praradimas (sunaikinimas) šildomoje būsenoje; "šalto" sienos paviršiaus šildymo 140 ° C ženklas nėra būdingas. Atsparumo ugniai riba priklauso nuo darbinės apkrovos (konstrukcijos saugos faktoriaus). Sienų sunaikinimas nuo vienašalio smūgio vyksta pagal vieną iš trijų schemų:

• 1) esant negrįžtamam įlinkiui į šildomą sienos paviršių ir jo sunaikinimui aukščio viduryje pagal pirmąjį arba antrąjį ekscentrinio suspaudimo atvejį (išilgai šildomos armatūros arba „šalto“ betono);
• 2) su elemento pakrypimu pradžioje šildymo kryptimi, o paskutiniame etape - priešinga kryptimi; sunaikinimas - aukščio viduryje išilgai šildomo betono arba palei "šaltą" (ištemptą) armatūrą;
• 3) su kintama įlinkio kryptimi, kaip nurodyta 1 schemoje, tačiau sienos sunaikinimas vyksta atraminėse zonose išilgai „šalto“ paviršiaus betono arba išilgai įstrižų sekcijų.

Pirmoji gedimo schema būdinga lanksčioms sienoms, antroji ir trečioji – sienoms, kurių lankstumas yra mažesnis ir remiamas į platformą. Jei apribota atraminių sienos sekcijų sukimosi laisvė, kaip yra platformos atramos atveju, sumažėja jos deformuojamumas, todėl padidėja atsparumas ugniai. Taigi sienų atrama per platformą (neslankiose plokštumose) atsparumo ugniai ribą padidino vidutiniškai du kartus, palyginti su šarnyrine atrama, nepriklausomai nuo elementų naikinimo schemos.

Sumažinus sienų sutvirtinimo su atlenkiama atrama procentą, sumažėja atsparumo ugniai riba; su platformos atrama, pakeitimas įprastose sienų sutvirtinimo ribose praktiškai neturi įtakos jų atsparumui ugniai. Kai siena šildoma vienu metu iš dviejų pusių (vidinės sienos), ji neturi šiluminio įlinkio, konstrukcija ir toliau dirba centriniu suspaudimu, todėl atsparumo ugniai riba yra ne mažesnė nei vienpusio šildymo atveju.

Pagrindiniai gelžbetoninių konstrukcijų atsparumo ugniai skaičiavimo principai

Gelžbetoninių konstrukcijų atsparumas ugniai paprastai prarandamas dėl laikomosios galios praradimo (griuvimo) dėl sumažėjusio armatūros ir betono stiprumo, šiluminio plėtimosi ir šiluminio šliaužimo kaitinant, taip pat dėl ugnies neapsaugoto paviršiaus pašildymas 140 ° C. Pagal šiuos rodiklius - gelžbetoninių konstrukcijų atsparumo ugniai ribą galima rasti skaičiavimu.

Bendruoju atveju skaičiavimas susideda iš dviejų dalių: šiluminės ir statinės.

Šilumos inžinerijos dalyje temperatūra nustatoma per konstrukcijos skerspjūvį kaitinant ją pagal standartinį temperatūros režimą. Statinėje dalyje apskaičiuojama šildomos konstrukcijos laikomoji galia (stiprumas). Tada jie sudaro grafiką (3.7 pav.), pagal kurį laikui bėgant sumažėja jo laikomoji galia. Pagal šį grafiką randama atsparumo ugniai riba, t.y. kaitinimo laikas, po kurio konstrukcijos laikomoji galia sumažės iki darbinės apkrovos, t.y. kai įvyks lygybė: M pt (N pt) = M n (M n), čia M pt (N pt) – lenkimo (suspaustos arba ekscentriškai suspaustos) konstrukcijos laikomoji galia;

M n (M n), - lenkimo momentas (išilginė jėga) nuo norminės ar kitos darbinės apkrovos.