Расчет фактического предела огнестойкости железобетонной плиты перекрытия

Для решения статической части задачи форму поперечного сечения железобетонной плиты перекрытия с круглыми пустотами (прил.1 рис. 6.) приводим к расчетной тавровой.

Определим изгибающий момент в середине пролета от действия нормативной нагрузки и собственного веса плиты:

(4.1)

Нм,

где q^/_n – нормативная нагрузка на 1 погонный метр плиты, равная:

(4.2)

Н/м.

Расстояние от нижней (обогреваемой) поверхности панели до оси рабочей арматуры составит:

(4.3)

мм,

где d – диаметр арматурных стержней, мм.

Среднее расстояние составит:

(4.4)

мм,

где А – площадь поперечного сечения арматурного стержня (п. 3.1.1. [5]), мм².

Определим основные размеры расчетного таврового поперечного сечения панели:

- ширина: b_f = b = 1,49 м;

- высота: h_f = 0,5∙(h - ÆП)

h_f = 0,5∙(220 – 159) = 30,5 мм;

- расстояние от не обогреваемой поверхности конструкции до оси арматурного стержня h_o = h – a

h_o = 220 – 24 = 196 мм.

Определяем прочностные и теплофизические характеристики бетона:

- нормативное сопротивление по пределу прочности R_bn = 22 МПа (табл. 12 [10] или п. 3.2.1 [5] для бетона класса В30);

- коэффициент надежности g_b = 0,83 [11];

- расчетное сопротивление бетона по пределу прочности R_bu = R_bn /g_b

R_bu = 22 / 0,83 = 26,51 МПа;

- коэффициент теплопроводности l_t = 1,2 – 0,00035∙Т_ср (4.5)

l_t = 1,2 – 0,00035 ∙723 = 0,95 Вт м^-1К^-1 (п. 3.2.3. [5]),

где Т_ср – средняя температура при пожаре, равная 723 К;

- удельная теплоемкость С_t = 710 + 0,84∙ Т_ср (4.6)

С_t = 710 + 0,84 · 723 = 1317,32 Дж кг^-1 К^-1 (п. 3.2.3. [5]);

- приведенный коэффициент температуропроводности:

(4.7)

м²с^-1;

- коэффициенты, зависящие от средней плотности бетона К = 39 с^0,5 и К₁ = 0,5 (п.3.2.8, п.3.2.9. [5]).

Определяем высоту сжатой зоны плиты:

(4.8)

м =10,04 мм.

Определяем напряжение в растянутой арматуре от внешней нагрузки в соответствии с прил. 4:

так как х_t = 10,04 мм < h_f = 30,5 мм, то

(4.9)

МПа,

где As – суммарная площадь поперечного сечения арматурных стержней в растянутой зоне поперечного сечения конструкции, равная для 3 стержней Æ14 мм и 2 стержней Æ16 мм 864 мм² (п. 3.1.1. [5]).

Определим критическое значение коэффициента изменения прочности арматурной стали:

(4.10)

,

где R_su – расчетное сопротивление арматуры по пределу прочности, равное:

R_su = R_sn / g_s (4.11)

R_su = 590 / 0,9 = 655,56 МПа

(здесь g_s – коэффициент надежности для арматуры, принимаемый равным 0,9 [11]);

R_sn – нормативное сопротивление арматуры по пределу прочности, равное 590 МПа (табл. 19 [10] или п. 3.1.2 [5]).

Получили, что g_stcr >1.

Определим критическую температуру нагрева несущей арматуры в растянутой зоне.

По таблице п. 3.1.5. [5] с помощью линейной интерполяции определяем, что для арматуры класса А-IV, марки стали 35 ГС и g_stcr = 0,97.

t_stcr = 400°C.

Время прогрева арматуры до критической температуры для плиты сплошного поперечного сечения будет являться фактическим пределом огнестойкости.

(4.12)

с = 0,84 ч,

где Х – аргумент функции ошибок Гаусса (Крампа), равный 0,66 (п.3.2.7. [5]) в зависимости от величины функции ошибок Гаусса (Крампа), равной:

(4.13)

(здесь t_н – температура конструкции до пожара, принимаем равной 20°С).

Фактический предел огнестойкости плиты перекрытия с круглыми пустотами составит:

П_ф = t × 0,9 (4.14)

П_ф = 0,84 × 0,9 = 0,76 ч,

где 0,9 – коэффициент, учитывающий наличие в плите пустот.

Так как бетон – негорючий материал, то, очевидно, фактический класс пожарной опасности конструкции К0.

Дата добавления: 2015-10-28