Αντοχή στη φωτιά 90 λεπτά πλακών δαπέδου από οπλισμένο σκυρόδεμα. Αντοχή στη φωτιά κατασκευών από οπλισμένο σκυρόδεμα
Για να λύσετε το στατικό μέρος του προβλήματος, τη φόρμα διατομήπλάκα δαπέδου από οπλισμένο σκυρόδεμα με στρογγυλά κενά (Παράρτημα 2, Εικ. 6.) μειώνεται στη ράβδο T σχεδίασης.
Ας προσδιορίσουμε τη ροπή κάμψης στο μέσο του ανοίγματος λόγω της δράσης του τυπικού φορτίου και του ίδιου του βάρους της πλάκας:
Οπου q / n– τυπικό φορτίο ανά 1 γραμμικό μέτρο πλάκας, ίσο με:
Η απόσταση από την κάτω (θερμαινόμενη) επιφάνεια του πίνακα έως τον άξονα των εξαρτημάτων εργασίας θα είναι:
mm,
Οπου ρε– διάμετρος ράβδων οπλισμού, mm.
Η μέση απόσταση θα είναι:
mm,
Οπου ΕΝΑ– περιοχή διατομής της ράβδου οπλισμού (ρήτρα 3.1.1.), mm 2.
Ας προσδιορίσουμε τις κύριες διαστάσεις της υπολογιζόμενης τομής Τ του πίνακα:
Πλάτος: σι φά = σι= 1,49 m;
Υψος: η φά = 0,5 (η-П) = 0,5 (220 – 159) = 30,5 mm;
Απόσταση από τη μη θερμαινόμενη επιφάνεια της κατασκευής έως τον άξονα της ράβδου οπλισμού η ο = η – ένα= 220 – 21 = 199 mm.
Καθορίζουμε την αντοχή και τα θερμοφυσικά χαρακτηριστικά του σκυροδέματος:
Τυπική αντοχή εφελκυσμού R bn= 18,5 MPa (Πίνακας 12 ή ρήτρα 3.2.1 για σκυρόδεμα κατηγορίας B25).
Συντελεστής αξιοπιστίας σι = 0,83 ;
Σχεδιαστική αντοχή του σκυροδέματος με την τελική αντοχή R bu = R bn / σι= 18,5 / 0,83 = 22,29 MPa;
Συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας t = 1,3 – 0,00035Τ Νυμφεύομαι= 1,3 – 0,00035 723 = 1,05 W m -1 K -1 (ρήτρα 3.2.3.),
Οπου Τ Νυμφεύομαι– μέση θερμοκρασία κατά τη διάρκεια πυρκαγιάς ίση με 723 K.
Ειδική θερμότητα ΜΕ t = 481 + 0,84Τ Νυμφεύομαι= 481 + 0,84 · 723 = 1088,32 J kg -1 K -1 (τμήμα 3.2.3.);
Δεδομένου του συντελεστή θερμικής διάχυσης:
Συντελεστές ανάλογα με τη μέση πυκνότητα του σκυροδέματος ΠΡΟΣ ΤΗΝ= 39 s 0,5 και ΠΡΟΣ ΤΗΝ 1 = 0,5 (ρήτρα 3.2.8, ενότητα 3.2.9.).
Προσδιορίστε το ύψος της συμπιεσμένης ζώνης της πλάκας:
Προσδιορίζουμε την τάση στον εφελκυστικό οπλισμό από εξωτερικό φορτίο σύμφωνα με την Εφαρμ. 4:
επειδή Χ t= 8,27 mm η φά= 30,5 mm, λοιπόν
Οπου Οπως και– η συνολική επιφάνεια διατομής των ράβδων οπλισμού στη ζώνη εφελκυσμού της διατομής της κατασκευής, ίση με 5 ράβδους12 mm 563 mm 2 (ρήτρα 3.1.1.).
Ας προσδιορίσουμε την κρίσιμη τιμή του συντελεστή μεταβολής της αντοχής του χάλυβα οπλισμού:
,
Οπου R su– αντίσταση σχεδιασμού του οπλισμού ως προς την τελική αντοχή, ίση με:
R su = R sn / μικρό= 390 / 0,9 = 433,33 MPa (εδώ μικρό– συντελεστής αξιοπιστίας για οπλισμό, ίσος με 0,9).
R sn– τυπική αντοχή εφελκυσμού του οπλισμού ίση με 390 MPa (Πίνακας 19 ή ενότητα 3.1.2).
Το κατάλαβα stcr1. Αυτό σημαίνει ότι οι τάσεις από το εξωτερικό φορτίο στον εφελκυστικό οπλισμό υπερβαίνουν την τυπική αντίσταση του οπλισμού. Επομένως, είναι απαραίτητο να μειωθεί η τάση από το εξωτερικό φορτίο στον οπλισμό. Για να γίνει αυτό, θα αυξήσουμε τον αριθμό των ράβδων ενίσχυσης του πίνακα12mm σε 6. Στη συνέχεια ΕΝΑ μικρό= 679 10 -6 (ενότητα 3.1.1.).
MPa,
.
Ας προσδιορίσουμε την κρίσιμη θερμοκρασία θέρμανσης του φέροντος οπλισμού στη ζώνη τάνυσης.
Σύμφωνα με τον πίνακα στην ενότητα 3.1.5. Χρησιμοποιώντας γραμμική παρεμβολή, προσδιορίζουμε ότι για οπλισμό κατηγορίας A-III, χάλυβα ποιότητας 35 GS και stcr = 0,93.
t stcr= 475C.
Ο χρόνος που χρειάζεται για να θερμανθεί ο οπλισμός στην κρίσιμη θερμοκρασία για μια πλάκα συμπαγούς διατομής θα είναι το πραγματικό όριο αντίστασης στη φωτιά.
s = 0,96 h,
Οπου Χ– όρισμα της συνάρτησης σφάλματος Gaussian (Crump) ίσο με 0,64 (ρήτρα 3.2.7.) ανάλογα με την τιμή της συνάρτησης σφάλματος Gaussian (Crump) ίση με:
(Εδώ t n– η θερμοκρασία της κατασκευής πριν από τη φωτιά λαμβάνεται ίση με 20С).
Το πραγματικό όριο πυραντίστασης μιας πλάκας δαπέδου με στρογγυλά κενά θα είναι:
Π φά = 0,9 = 0,960,9 = 0,86 ώρες,
όπου 0,9 είναι ένας συντελεστής που λαμβάνει υπόψη την παρουσία κενών στην πλάκα.
Αφού το μπετόν είναι μη εύφλεκτο υλικό, τότε, προφανώς, η πραγματική τάξη κινδύνου πυρκαγιάς της κατασκευής είναι Κ0.
Προσδιορισμός ορίων πυραντίστασης κτιριακών κατασκευών
Προσδιορισμός ορίου πυραντίστασης κατασκευών από οπλισμένο σκυρόδεμα
Τα αρχικά στοιχεία για την πλάκα δαπέδου από οπλισμένο σκυρόδεμα δίνονται στον Πίνακα 1.2.1.1
Τύπος σκυροδέματος - ελαφρό σκυρόδεμα με πυκνότητα c = 1600 kg/m3 με χονδροειδή διογκωμένη άργιλο αδρανή. Οι πλάκες είναι πολυκούφιες, με στρογγυλά κενά, ο αριθμός των κενών είναι 6 τεμάχια, οι πλάκες στηρίζονται και στις δύο πλευρές.
1) Αποτελεσματικό πάχος πλάκας κοίλου πυρήνα για την αξιολόγηση του ορίου αντίστασης στη φωτιά με βάση την ικανότητα θερμομόνωσης σύμφωνα με την ρήτρα 2.27 του Εγχειριδίου του SNiP II-2-80 (αντίσταση στη φωτιά):
2) Προσδιορίστε σύμφωνα με τον πίνακα. 8 Εγχειρίδια όριο πυραντίστασης πλάκας με βάση την απώλεια θερμομονωτικής ικανότητας για πλάκα από ελαφρύ σκυρόδεμα με πραγματικό πάχος 140 mm:
Το όριο πυραντίστασης της πλάκας είναι 180 λεπτά.
3) Προσδιορίστε την απόσταση από τη θερμαινόμενη επιφάνεια της πλάκας μέχρι τον άξονα του οπλισμού ράβδου:
4) Χρησιμοποιώντας τον πίνακα 1.2.1.2 (Πίνακας 8 του Εγχειριδίου), προσδιορίζουμε το όριο πυραντοχής της πλάκας με βάση την απώλεια φέρουσα ικανότητασε a = 40 mm, για ελαφρύ σκυρόδεμα όταν στηρίζεται σε δύο πλευρές.
Πίνακας 1.2.1.2
Όρια πυραντίστασης πλακών από οπλισμένο σκυρόδεμα
Το απαιτούμενο όριο πυραντίστασης είναι 2 ώρες ή 120 λεπτά.
5) Σύμφωνα με την ενότητα 2.27 του Εγχειριδίου, για τον καθορισμό του ορίου αντίστασης στη φωτιά των πλακών κοίλου πυρήνα, εφαρμόζεται συντελεστής μείωσης 0,9:
6) Καθορίζουμε το συνολικό φορτίο στις πλάκες ως το άθροισμα των μόνιμων και προσωρινών φορτίων:
7) Προσδιορίστε την αναλογία του τμήματος μακράς δράσης του φορτίου προς το πλήρες φορτίο:
8) Συντελεστής διόρθωσης για το φορτίο σύμφωνα με την ενότητα 2.20 του Εγχειριδίου:
9) Σύμφωνα με την ρήτρα 2.18 (μέρος 1 β) του εγχειριδίου, δεχόμαστε τον συντελεστή για ενίσχυση
10) Καθορίζουμε το όριο πυραντίστασης της πλάκας λαμβάνοντας υπόψη το φορτίο και τους συντελεστές οπλισμού:
Το όριο πυραντίστασης της πλάκας ως προς τη φέρουσα ικανότητα είναι
Με βάση τα αποτελέσματα που προέκυψαν κατά τους υπολογισμούς, διαπιστώσαμε ότι το όριο πυραντίστασης μιας πλάκας από οπλισμένο σκυρόδεμα ως προς τη φέρουσα ικανότητα είναι 139 λεπτά και ως προς τη θερμομονωτική ικανότητα είναι 180 λεπτά. Είναι απαραίτητο να λάβετε το χαμηλότερο όριο αντίστασης στη φωτιά.
Συμπέρασμα: όριο πυραντίστασης πλάκας οπλισμένου σκυροδέματος REI 139.
Προσδιορισμός ορίων πυραντίστασης υποστυλωμάτων από οπλισμένο σκυρόδεμα
Τύπος σκυροδέματος - βαρύ σκυρόδεμα με πυκνότητα c = 2350 kg/m3 με χονδρόκοκκο αδρανή από ανθρακικά πετρώματα (ασβεστόλιθος).
Ο Πίνακας 1.2.2.1 (Πίνακας 2 του Εγχειριδίου) δείχνει τις τιμές των πραγματικών ορίων πυραντίστασης (POf) στηλών από οπλισμένο σκυρόδεμα με διάφορα χαρακτηριστικά. Σε αυτή την περίπτωση, το POf δεν καθορίζεται από το πάχος του προστατευτικού στρώματος σκυροδέματος, αλλά από την απόσταση από την επιφάνεια της κατασκευής στον άξονα της ράβδου ενίσχυσης εργασίας (), η οποία, εκτός από το πάχος του προστατευτικού στρώματος , περιλαμβάνει επίσης τη μισή διάμετρο της ράβδου ενίσχυσης εργασίας.
1) Προσδιορίστε την απόσταση από τη θερμαινόμενη επιφάνεια της στήλης έως τον άξονα του οπλισμού ράβδου χρησιμοποιώντας τον τύπο:
2) Σύμφωνα με την ενότητα 2.15 του Εγχειριδίου για κατασκευές από σκυρόδεμα με ανθρακικό πληρωτικό, το μέγεθος της διατομής μπορεί να μειωθεί κατά 10% με το ίδιο όριο αντίστασης στη φωτιά. Στη συνέχεια προσδιορίζουμε το πλάτος της στήλης χρησιμοποιώντας τον τύπο:
3) Χρησιμοποιώντας τον πίνακα 1.2.2.2 (Πίνακας 2 του Εγχειριδίου), προσδιορίζουμε το όριο πυραντίστασης για μια στήλη από ελαφρύ σκυρόδεμα με τις παραμέτρους: b = 444 mm, a = 37 mm όταν η στήλη θερμαίνεται από όλες τις πλευρές.
Πίνακας 1.2.2.2
Όρια πυραντίστασης υποστυλωμάτων από οπλισμένο σκυρόδεμα
Το απαιτούμενο όριο πυραντίστασης κυμαίνεται μεταξύ 1,5 και 3 ωρών. Τα δεδομένα δίνονται στον πίνακα 1.2.2.3
Το πιο κοινό υλικό σε
η κατασκευή είναι οπλισμένο σκυρόδεμα. Συνδυάζει οπλισμό σκυροδέματος και χάλυβα,
ορθολογικά τοποθετημένο σε μια δομή για να απορροφά τις δυνάμεις εφελκυσμού και συμπίεσης
προσπάθεια.
Το σκυρόδεμα αντέχει καλά στη συμπίεση και
χειρότερα - διάστρεμμα. Αυτό το χαρακτηριστικό του σκυροδέματος είναι δυσμενές για κάμψη και
τεντωμένα στοιχεία. Τα πιο κοινά εύκαμπτα δομικά στοιχεία
είναι πλάκες και δοκοί.
Για να αντισταθμίσει τα δυσμενή
διεργασίες σκυροδέματος, οι κατασκευές συνήθως ενισχύονται με οπλισμό χάλυβα. Ενισχύω
πλάκες συγκολλημένο πλέγμα, που αποτελείται από ράβδους που βρίσκονται σε δύο αμοιβαία
κάθετες κατευθύνσεις. Τα πλέγματα τοποθετούνται σε πλάκες με τέτοιο τρόπο ώστε
οι ράβδοι του οπλισμού εργασίας τους εντοπίστηκαν κατά μήκος του ανοίγματος και έγιναν αντιληπτές
δυνάμεις εφελκυσμού που προκύπτουν σε κατασκευές κατά την κάμψη υπό φορτίο, μέσα
σύμφωνα με το διάγραμμα των φορτίων κάμψης.
ΣΕ
συνθήκες πυρκαγιάς, οι πλάκες είναι εκτεθειμένες υψηλή θερμοκρασίααπό κάτω,
η μείωση της φέρουσας ικανότητας τους οφείλεται κυρίως σε μείωση του
αντοχή του θερμαινόμενου εφελκυσμού οπλισμού. Συνήθως, τέτοια στοιχεία
καταστρέφονται ως αποτέλεσμα του σχηματισμού πλαστικού μεντεσέ σε τομή με
μέγιστη ροπή κάμψης λόγω μειωμένης αντοχής εφελκυσμού
θερμαινόμενο εφελκυστικό οπλισμό στην τιμή των τάσεων λειτουργίας στη διατομή του.
Παροχή πυροπροστασίας
Η ασφάλεια του κτιρίου απαιτεί αυξημένη πυραντίσταση και πυρασφάλεια
κατασκευές από οπλισμένο σκυρόδεμα. Για αυτό χρησιμοποιούνται οι ακόλουθες τεχνολογίες:
- ενίσχυση πλακών
μόνο πλεκτά ή συγκολλημένα πλαίσια και όχι χαλαρές μεμονωμένες ράβδους. - για αποφυγή λυγισμού του διαμήκους οπλισμού όταν θερμαίνεται κατά τη διάρκεια
κατά τη διάρκεια πυρκαγιάς, είναι απαραίτητο να παρέχεται δομική ενίσχυση με σφιγκτήρες ή
εγκάρσιες ράβδοι? - το πάχος του κάτω προστατευτικού στρώματος του σκυροδέματος δαπέδου πρέπει να είναι
επαρκής ώστε να μην θερμαίνεται πάνω από 500°C και μετά από φωτιά όχι
επηρέασε περαιτέρω ασφαλής λειτουργίασχέδια.
Η έρευνα έχει αποδείξει ότι με το κανονικοποιημένο όριο αντίστασης στη φωτιά R=120, το πάχος
η προστατευτική στρώση σκυροδέματος πρέπει να είναι τουλάχιστον 45 mm, σε R=180 - τουλάχιστον 55 mm,
σε R=240 - όχι λιγότερο από 70 mm. - V προστατευτικό στρώμασκυρόδεμα σε βάθος 15–20 mm από τον πυθμένα
η επιφάνεια του δαπέδου θα πρέπει να είναι εφοδιασμένη με πλέγμα ενίσχυσης κατά των θραυσμάτων
κατασκευασμένο από σύρμα με διάμετρο 3 mm με μέγεθος ματιών 50–70 mm, μειώνοντας την ένταση
εκρηκτική καταστροφή σκυροδέματος. - ενίσχυση των τμημάτων στήριξης εγκάρσιων δαπέδων με λεπτά τοιχώματα
ενίσχυση που δεν προβλέπεται στους συνήθεις υπολογισμούς· - αύξηση του ορίου αντοχής στη φωτιά λόγω της διάταξης των πλακών,
υποστηρίζεται κατά μήκος του περιγράμματος. - τη χρήση ειδικών σοβάδων (με χρήση αμιάντου και
περλίτης, βερμικουλίτης). Ακόμη και με μικρά μεγέθη τέτοιων σοβάδων (1,5 - 2 cm)
η αντοχή στη φωτιά των πλακών από οπλισμένο σκυρόδεμα αυξάνεται αρκετές φορές (2 - 5). - αύξηση του ορίου αντοχής στη φωτιά λόγω ψευδοροφής.
- προστασία εξαρτημάτων και αρμών κατασκευών με στρώση σκυροδέματος με τα απαιτούμενα
όριο αντοχής στη φωτιά.
Αυτά τα μέτρα θα εξασφαλίσουν τη σωστή πυρασφάλεια του κτιρίου.
Η κατασκευή από οπλισμένο σκυρόδεμα θα αποκτήσει την απαραίτητη πυραντίσταση και
ασφάλεια φωτιάς.
Μεταχειρισμένα βιβλία:
1.Κτίρια και κατασκευές και η βιωσιμότητά τους
σε περίπτωση ΦΩΤΙΑΣ. Κρατική Πυροσβεστική Ακαδημία του Υπουργείου Καταστάσεων Έκτακτης Ανάγκης της Ρωσίας, 2003
2. ΜΔΣ 21-2.2000.
Μεθοδολογικές συστάσεις για τον υπολογισμό της πυραντοχής κατασκευών από οπλισμένο σκυρόδεμα.
- Μ.: Κρατική Ενιαία Επιχείρηση "NIIZhB", 2000. - 92 σελ.
Πίνακας 2.18
Πυκνότητα ελαφρού σκυροδέματος; = 1600 kg/m3 με αδρανές διογκωμένο πηλό, πλάκες με στρογγυλά κενά σε ποσότητα 6 τεμαχίων, οι πλάκες στηρίζονται ελεύθερα και από τις δύο πλευρές.
1. Ας προσδιορίσουμε το αποτελεσματικό πάχος της πλάκας κοίλου πυρήνα για να εκτιμήσουμε το όριο αντίστασης στη φωτιά με βάση την ικανότητα θερμομόνωσης σύμφωνα με την ενότητα 2.27 του Εγχειριδίου:
πού είναι το πάχος της πλάκας, mm;
- - πλάτος πλάκας, mm;
- - αριθμός κενών, τεμ.
- - διάμετρος κενών, mm.
- 2. Προσδιορίστε σύμφωνα με τον πίνακα. 8 Οδηγίες για το όριο πυραντίστασης μιας πλάκας με βάση την απώλεια θερμομονωτικής ικανότητας για πλάκα από βαρύ σκυρόδεμα με πραγματικό πάχος 140 mm:
Όριο πυραντίστασης της πλάκας με βάση την απώλεια θερμομονωτικής ικανότητας
3. Προσδιορίστε την απόσταση από τη θερμαινόμενη επιφάνεια της πλάκας μέχρι τον άξονα του οπλισμού ράβδου:
πού είναι το πάχος του προστατευτικού στρώματος σκυροδέματος, mm;
- - διάμετρος εξαρτημάτων εργασίας, mm.
- 4. Σύμφωνα με τον πίνακα. 8 Εγχειρίδια Καθορίζουμε το όριο πυραντίστασης μιας πλάκας με βάση την απώλεια φέρουσας ικανότητας σε = 24 mm, για βαρύ σκυρόδεμα και όταν στηρίζεται σε δύο πλευρές.
Το απαιτούμενο όριο πυραντίστασης είναι στην περιοχή μεταξύ 1 ώρας και 1,5 ώρας, το προσδιορίζουμε με γραμμική παρεμβολή:
Το όριο πυραντίστασης της πλάκας χωρίς να λαμβάνονται υπόψη διορθωτικοί συντελεστές είναι 1,25 ώρες.
- 5. Σύμφωνα με την ενότητα 2.27 του Εγχειριδίου, για τον καθορισμό του ορίου αντίστασης στη φωτιά των πλακών κοίλου πυρήνα, εφαρμόζεται συντελεστής μείωσης 0,9:
- 6. Καθορίζουμε το συνολικό φορτίο στην πλάκα ως το άθροισμα των μόνιμων και προσωρινών φορτίων:
- 7. Προσδιορίστε την αναλογία του μακροπρόθεσμου μέρους του φορτίου προς το πλήρες φορτίο:
8. Συντελεστής διόρθωσης για το φορτίο σύμφωνα με την ενότητα 2.20 του Εγχειριδίου:
- 9. Σύμφωνα με την παράγραφο 2.18 (μέρος 1 α) Οφέλη, δεχόμαστε τον συντελεστή; για εξαρτήματα A-VI:
- 10. Καθορίζουμε το όριο πυραντίστασης της πλάκας, λαμβάνοντας υπόψη το φορτίο και τους συντελεστές οπλισμού:
Το όριο πυραντίστασης της πλάκας ως προς τη φέρουσα ικανότητα είναι R 98.
Το όριο πυραντίστασης της πλάκας θεωρείται ότι είναι το μικρότερο από δύο τιμές - την απώλεια θερμομονωτικής ικανότητας (180 λεπτά) και την απώλεια φέρουσας ικανότητας (98 λεπτά).
Συμπέρασμα: το όριο πυραντίστασης μιας πλάκας από οπλισμένο σκυρόδεμα είναι REI 98
