Kako povećati otpornost na vatru armiranobetonskih premaza i stropova? Otpornost na vatru armiranobetonskih konstrukcija Granica vatrootpornosti montažnih armiranobetonskih ploča.

Najčešći materijal u
konstrukcija je armirano-betonska. Kombinira betonsku i čeličnu armaturu,
racionalno položen u dizajn za percepciju vlačne i tlačne
napori.

Beton ima dobru tlačnu čvrstoću i
gore - istezanje. Ova karakteristika betona je nepovoljna za savijanje i
rastegnuti elementi. Najčešći fleksibilni građevinski elementi
su ploče i grede.

Za kompenzaciju štetnih
betonskim procesima, uobičajeno je da se konstrukcije armiraju čeličnom armaturom. Pojačati
ploče sa zavarenim mrežama, koje se sastoje od šipki smještenih u dvije međusobno
okomiti pravci. Rešetke se polažu u ploče na način da
šipke njihove radne armature bile su smještene duž raspona i uočene
vlačne sile koje nastaju u konstrukcijama tokom savijanja pod opterećenjem, in
prema dijagramu opterećenja savijanjem.

AT
u uslovima požara, ploče su izložene visokim temperaturama odozdo,
do smanjenja njihove nosivosti dolazi uglavnom zbog smanjenja
čvrstoća zagrijane vlačne armature. Tipično, ove stavke
uništavaju se kao rezultat formiranja plastične šarke u poprečnom presjeku s
maksimalni moment savijanja smanjenjem vlačne čvrstoće
zagrijana rastegnuta armatura do vrijednosti pogonskih napona u njenom poprečnom presjeku.

Obezbeđivanje vatre
Sigurnost zgrade zahtijeva povećanu otpornost na vatru i požarnu sigurnost
armirano-betonske konstrukcije. Za to se koriste sljedeće tehnologije:

  • armaturne ploče za proizvodnju
    samo pleteni ili zavareni okviri, a ne labave pojedinačne šipke;
  • kako bi se izbjeglo ispupčenje uzdužne armature pri njenom zagrijavanju
    prilikom požara potrebno je obezbijediti konstrukcijsko ojačanje stezaljkama ili
    poprečne šipke;
  • debljina donjeg zaštitnog sloja betona plafona treba da bude
    dovoljno da se zagrije ne više od 500 °C, a nakon požara ne
    uticalo na dalji siguran rad objekta.
    Istraživanja su utvrdila da je sa standardiziranom vatrootpornošću R = 120 debljina
    zaštitni sloj betona treba da bude najmanje 45 mm, pri R = 180 - najmanje 55 mm,
    pri R=240 - ne manje od 70 mm;
  • u zaštitni sloj betona na dubini od 15-20 mm od dna
    Podna površina treba biti opremljena armaturnom mrežom protiv cijepanja
    od žice prečnika 3 mm sa veličinom oka od 50-70 mm, što smanjuje intenzitet
    eksplozivno uništavanje betona;
  • ojačanje potpornih dijelova poprečnih plafona tankih zidova
    armature koje nisu predviđene uobičajenim proračunom;
  • povećanje otpornosti na vatru zbog položaja ploča,
    poduprt duž konture;
  • nanošenje specijalnih maltera (koristeći azbest i
    perlit, vermikulit). Čak i kod malih veličina takvih žbuka (1,5 - 2 cm)
    otpornost na vatru armiranobetonskih ploča povećava se nekoliko puta (2 - 5);
  • povećanje otpornosti na vatru zbog spuštenog stropa;
  • zaštita čvorova i spojeva konstrukcija slojem betona sa potrebnim
    granica otpornosti na vatru.

Ove mjere će osigurati odgovarajuću požarnu sigurnost zgrade.
Armiranobetonska konstrukcija će steći potrebnu otpornost na vatru i
Sigurnost od požara.

rabljene knjige:
1. Zgrade i strukture i njihova održivost
u slučaju požara. Akademija državne vatrogasne službe EMERCOM Rusije, 2003
2. MDS 21-2.2000.
Smjernice za proračun vatrootpornosti armiranobetonskih konstrukcija.
- M. : Državno jedinstveno preduzeće "NIIZhB", 2000. - 92 str.

Kao što je gore spomenuto, granica otpornosti na vatru savijenih armiranobetonskih konstrukcija može nastati zbog zagrijavanja do kritične temperature radne armature koja se nalazi u zoni napetosti.

S tim u vezi, proračun otpornosti na vatru višešuplje podne ploče bit će određen vremenom zagrijavanja do kritične temperature istegnute radne armature.

Presjek ploče prikazan je na slici 3.8.

b str b str b str b str b str

h h 0

A s

Sl.3.8. Predviđeni presjek šuplje podne ploče

Za proračun ploče, njen poprečni presjek se smanjuje na trojnicu (slika 3.9).

b´ f

x tema ≤h´ f

h´ f

h h 0

x tema >h' f

A s

a∑b R

Sl.3.9. T-presjek višešuplje ploče za proračun njene otpornosti na vatru

Subsequence

proračun granice otpornosti na vatru ravnih fleksibilnih višešupljih armiranobetonskih elemenata


3. Ako, onda  s , tema određuje se formulom

Gdje umjesto toga b korišteno ;

Ako a
, onda se mora ponovo izračunati prema formuli:

    Prema 3.1.5 se utvrđuje t s , cr(kritična temperatura).

    Funkcija Gaussove greške izračunava se po formuli:

    Prema 3.2.7, pronađen je argument Gaussove funkcije.

    Granica otpornosti na vatru P f izračunava se po formuli:

Primjer broj 5.

Dato. Šuplja podna ploča slobodno oslonjena s obje strane. Dimenzije presjeka: b=1200 mm, dužina radnog raspona l= 6 m, visina presjeka h= 220 mm, debljina zaštitnog sloja a l = 20 mm, zatezna armatura klase A-III, 4 šipke Ø14 mm; teški beton klase B20 na lomljenom krečnjaku, težinski sadržaj vlage u betonu w= 2%, prosječna gustina suhog betona ρ 0s\u003d 2300 kg / m 3, promjer šupljine d n = 5,5 kN/m.

Definiraj stvarna granica otpornosti ploče na vatru.

Odluka:


Za beton klase B20 R bn= 15 MPa (klauzula 3.2.1.)

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

Za klasu armature A-III R lok = 390 MPa (klauzula 3.1.2.)

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

A s= 615 mm 2 = 61510 -6 m 2




    Termofizičke karakteristike betona:

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

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

k= 37,2 p.3.2.8.

k 1 = 0,5 p.3.2.9. .

    Stvarna granica otpornosti na požar se utvrđuje:

Uzimajući u obzir šupljinu ploče, njena stvarna otpornost na vatru mora se pomnožiti sa faktorom 0,9 (tačka 2.27.).

Književnost

    Šelegov V.G., Kuznjecov N.A. „Zgrade, konstrukcije i njihova stabilnost u slučaju požara“. Udžbenik za izučavanje discipline - Irkutsk.: VSI MIA Rusije, 2002. - 191 str.

    Šelegov V.G., Kuznjecov N.A. Izgradnja zgrada. Referentni priručnik za disciplinu "Zgrade, konstrukcije i njihova stabilnost u slučaju požara". - Irkutsk.: VSI Ministarstvo unutrašnjih poslova Rusije, 2001. - 73 str.

    Mosalkov I.L. i dr. Otpornost građevinskih konstrukcija na vatru: M.: CJSC "Spetstechnika", 2001. - 496 str., ilustracija

    Yakovlev A.I. Proračun vatrootpornosti građevinskih konstrukcija. - M.: Stroyizdat, 1988.- 143s., Ill.

    Shelegov V.G., Chernov Yu.L. „Zgrade, konstrukcije i njihova stabilnost u slučaju požara“. Vodič za završetak projekta kursa. - Irkutsk.: VSI Ministarstvo unutrašnjih poslova Rusije, 2002. - 36 str.

    Priručnik za određivanje granica vatrootpornosti konstrukcija, granica širenja požara duž konstrukcija i grupa zapaljivosti materijala (prema SNiP II-2-80), TsNIISK im. Kucherenko. – M.: Stroyizdat, 1985. – 56 str.

    GOST 27772-88: Valjani proizvodi za izgradnju čeličnih konstrukcija. Opšti tehnički uslovi / Gosstroy SSSR. - M., 1989

    SNiP 2.01.07-85*. Opterećenja i utjecaji / Gosstroy SSSR-a. - M.: CITP Gosstroy SSSR, 1987. - 36 str.

    GOST 30247.0 - 94. Građevinske konstrukcije. Metode ispitivanja otpornosti na vatru. Opšti zahtjevi.

    SNiP 2.03.01-84*. Betonske i armirano-betonske konstrukcije / Ministarstvo građevina Rusije. - M.: GP TsPP, 1995. - 80 str.

1ELLING - građevina na obali sa posebno uređenim kosim temeljima ( navoz), gdje se polaže i gradi trup broda.

2 vijadukt - most preko kopnenih puteva (ili preko kopnene rute) na njihovoj raskrsnici. Omogućava kretanje na njima na različitim nivoima.

3FLASHBACK - konstrukcija u obliku mosta za prelazak jedne staze preko druge na mjestu njihovog ukrštanja, za privez brodova, kao i općenito za stvaranje puta na određenoj visini.

4 SPREMNIK ZA SKLADIŠTE - kontejner za tečnosti i gasove.

5 GAS CONTAINER– objekat za prijem, skladištenje i ispuštanje gasa na gasnu mrežu.

6visoka peć- osovinska peć za topljenje sirovog gvožđa iz željezne rude.

7Kritična temperatura je temperatura pri kojoj se normativni otpor metala R un smanjuje na vrijednost normativnog naprezanja  n od vanjskog opterećenja na konstrukciju, tj. pri čemu dolazi do gubitka nosivosti.

8 Nagel - drvena ili metalna šipka koja se koristi za pričvršćivanje dijelova drvenih konstrukcija.

Određivanje granica otpornosti na požar građevinskih konstrukcija

Određivanje granice vatrootpornosti armiranobetonskih konstrukcija

Početni podaci za armirano-betonsku podnu ploču dati su u tabeli 1.2.1.1

Vrsta betona - laki beton gustine c = 1600 kg/m3 sa krupnim ekspandiranim agregatom; ploče su višešuplje, sa okruglim šupljinama, broj šupljina je 6 kom, ploče su dvostrano oslonjene.

1) Efektivna debljina ploče sa šupljim jezgrom teff za procjenu granice otpornosti na vatru u smislu toplinske izolacijske sposobnosti u skladu sa paragrafom 2.27 Priručnika za SNiP II-2-80 (otpornost na vatru):

2) Određujemo prema tabeli. 8 Dozvole za otpornost ploče na vatru na gubitak toplotne izolacijske sposobnosti za ploču od laganog betona efektivne debljine 140 mm:

Granica vatrootpornosti ploče je 180 min.

3) Odredite udaljenost od zagrijane površine ploče do ose armature šipke:

4) Prema tabeli 1.2.1.2 (Tablica 8 Priručnika) određujemo granicu otpornosti ploče na vatru prema gubitku nosivosti pri a = 40 mm, za laki beton kada se oslanja na dvije strane.

Tabela 1.2.1.2

Granice otpornosti na vatru armiranobetonskih ploča


Željena granica otpornosti na vatru je 2 sata ili 120 minuta.

5) Prema tački 2.27 Priručnika, za određivanje granice otpornosti na vatru ploča sa šupljim jezgrom primjenjuje se faktor redukcije od 0,9:

6) Ukupno opterećenje ploča određujemo kao zbir stalnih i privremenih opterećenja:

7) Odrediti omjer dugodjelujućeg dijela opterećenja i punog opterećenja:

8) Korekcioni faktor za opterećenje prema stavu 2.20 Priručnika:

9) Prema klauzuli 2.18 (dio 1 b) Povlastice, prihvatamo koeficijent za pojačanje

10) Određujemo granicu otpornosti na vatru ploče, uzimajući u obzir koeficijente za opterećenje i za armaturu:

Granica vatrootpornosti ploče u smislu nosivosti je

Na osnovu rezultata dobijenih u toku proračuna, dobili smo da je granica otpornosti na vatru armiranobetonske ploče u pogledu nosivosti 139 minuta, a u pogledu toplotnoizolacionog kapaciteta 180 minuta. Potrebno je uzeti najmanju granicu otpornosti na vatru.

Zaključak: granica otpornosti na vatru armiranobetonske ploče REI 139.

Određivanje granica otpornosti na vatru armiranobetonskih stubova

Vrsta betona - teški beton gustine c = 2350 kg/m3 sa velikim agregatom karbonatnih stijena (krečnjak);

U tabeli 1.2.2.1 (Tabela 2 Priručnika) prikazane su vrijednosti stvarnih granica otpornosti na požar (POf) armiranobetonskih stupova različitih karakteristika. U ovom slučaju, POf nije određen debljinom zaštitnog sloja betona, već udaljenosti od površine konstrukcije do ose radne armaturne šipke (), koja uključuje, pored debljine zaštitnog sloja , također pola prečnika radne armaturne šipke.

1) Odredite udaljenost od zagrijane površine stupa do ose šipke armature po formuli:

2) Prema tački 2.15 Priručnika za konstrukcije od betona sa karbonatnim agregatom, veličina poprečnog presjeka može se smanjiti za 10% uz istu granicu otpornosti na vatru. Tada se širina stupca određuje formulom:

3) Prema tabeli 1.2.2.2 (Tabela 2 Priručnika) određujemo granicu otpornosti na vatru za stub od lakog betona sa parametrima: b = 444 mm, a = 37 mm kada se stub zagreva sa svih strana.

Tabela 1.2.2.2

Granice otpornosti na vatru armiranobetonskih stubova


Željena granica otpornosti na vatru je između 1,5 sata i 3 sata.Za određivanje granice otpornosti na vatru koristimo metodu linearne interpolacije. Podaci su dati u tabeli 1.2.2.3

Da bismo riješili statički dio zadatka, oblik poprečnog presjeka armiranobetonske podne ploče sa okruglim šupljinama (Prilog 2, sl. 6.) svodimo na proračunski trojnjak.

Odredimo moment savijanja u sredini raspona iz djelovanja standardnog opterećenja i vlastite težine ploče:

gdje q / n- standardno opterećenje po 1 linearnom metru ploče, jednako:

Udaljenost od donje (zagrijane) površine ploče do ose radne armature bit će:

mm,

gdje d– prečnik armaturnih šipki, mm.

Prosječna udaljenost će biti:

mm,

gdje ALI- površina poprečnog presjeka armaturne šipke (tačka 3.1.1.), mm 2.

Odredimo glavne dimenzije izračunatog poprečnog presjeka ploče:

širina: b f = b= 1,49 m;

visina: h f = 0,5 (h-P) = 0,5 (220 - 159) = 30,5 mm;

Udaljenost od negrijane površine konstrukcije do ose armaturne šipke h o = h – a= 220 - 21 = 199 mm.

Određujemo čvrstoću i termičke karakteristike betona:

Normativna otpornost na vlačnu čvrstoću R bn= 18,5 MPa (tabela 12 ili tačka 3.2.1 za beton klase B25);

Faktor pouzdanosti b = 0,83 ;

Projektna otpornost betona prema vlačnoj čvrstoći R bu = R bn / b= 18,5 / 0,83 = 22,29 MPa;

Koeficijent toplotne provodljivosti t = 1,3 – 0,00035T sri\u003d 1,3 - 0,00035 723 \u003d 1,05 W m -1 K -1 (klauzula 3.2.3. ),

gdje T sri- srednja temperatura tokom požara, jednaka 723 K;

Specifična toplota With t = 481 + 0,84T sri\u003d 481 + 0,84 723 \u003d 1088,32 J kg -1 K -1 (tačka 3.2.3.);

Smanjeni koeficijent toplotne difuznosti:

Koeficijenti u zavisnosti od prosječne gustine betona To= 39 s 0,5 i To 1 = 0,5 (tačka 3.2.8, tačka 3.2.9.).

Odredite visinu komprimirane zone ploče:

Određujemo naprezanje vlačne armature od vanjskog opterećenja u skladu s pril. 4:

as X t= 8,27 mm h f= 30,5 mm, dakle

gdje As- ukupna površina poprečnog presjeka šipki za armaturu u zategnutoj zoni poprečnog presjeka konstrukcije jednaka 5 šipki 12 mm 563 mm 2 (tačka 3.1.1.).

Odredimo kritičnu vrijednost koeficijenta promjene čvrstoće čelika za armiranje:

,

gdje R su- projektna otpornost armature u smislu vlačne čvrstoće jednaka:

R su = R lok / s= 390 / 0,9 = 433,33 MPa (ovdje s- koeficijent pouzdanosti za armaturu, uzet jednak 0,9);

R lok- standardna otpornost armature u smislu vlačne čvrstoće, jednaka 390 MPa (tablica 19 ili tačka 3.1.2).

Shvatio sam stcr1. To znači da naprezanja od vanjskog opterećenja u vlačnoj armaturi premašuju normativni otpor armature. Stoga je potrebno smanjiti naprezanje od vanjskog opterećenja u armaturi. Da biste to učinili, povećajte broj šipki armature panela12mm na 6. Zatim A s= 679 10 -6 (tačka 3.1.1.).

MPa

.

Odredimo kritičnu temperaturu zagrijavanja potporne armature u zoni zatezanja.

Prema tabeli u tački 3.1.5. linearnom interpolacijom utvrđujemo da je za armaturu klase A-III, čelik 35 GS i stcr = 0,93.

t stcr= 475C.

Vrijeme zagrijavanja armature do kritične temperature za ploču čvrstog poprečnog presjeka bit će stvarna granica otpornosti na vatru.

c = 0,96 h,

gdje X– argument funkcije Gaussove (Krumpove) greške jednak 0,64 (odjeljak 3.2.7. ) u zavisnosti od vrijednosti funkcije Gaussove (Krumpove) greške jednak:

(ovdje t n- temperaturu konstrukcije prije požara uzimamo jednakom 20S).

Stvarna granica otpornosti na vatru podne ploče sa okruglim šupljinama bit će:

P f = 0,9 = 0,960,9 = 0,86 h,

gdje je 0,9 koeficijent koji uzima u obzir prisustvo šupljina u ploči.

Budući da je beton nezapaljiv materijal, očito je da je stvarna klasa opasnosti od požara konstrukcije K0.

Tabela 2.18

Gustina laganog betona? = 1600 kg/m3 sa krupnim ekspandiranim agregatom, ploče sa okruglim šupljinama, 6 kom., nosač ploča - bez, obostrano.

1. Odredimo efektivnu debljinu ploče sa šupljim jezgrom teff da bismo procijenili granicu otpornosti na vatru u smislu toplotnoizolacione sposobnosti u skladu sa tačkom 2.27 Priručnika:

gdje je debljina ploče, mm;

  • - širina ploče, mm;
  • - broj šupljina, kom.;
  • - prečnik šupljine, mm.
  • 2. Određujemo prema tabeli. 8 Dozvole za otpornost ploče na vatru na gubitak toplotne izolacije za ploču od teškog betonskog dijela efektivne debljine 140 mm:

Granica otpornosti na vatru ploče za gubitak toplinske izolacijske sposobnosti

3. Odredite udaljenost od zagrijane površine ploče do ose armature šipke:

gdje je debljina zaštitnog sloja betona, mm;

  • - prečnik radne armature, mm.
  • 4. Prema tabeli. 8 Dodaci određuju granicu otpornosti ploče na vatru gubitkom nosivosti pri a = 24 mm, za teški beton i kada je poduprt sa dvije strane.

Željena granica otpornosti na vatru je u rasponu od 1 sata do 1,5 sata, određujemo je metodom linearne interpolacije:

Granica vatrootpornosti ploče bez korekcijskih faktora je 1,25 sati.

  • 5. Prema klauzuli 2.27 Priručnika, za određivanje granice otpornosti na vatru ploča sa šupljim jezgrom primjenjuje se faktor redukcije od 0,9:
  • 6. Ukupno opterećenje ploče određujemo kao zbir stalnih i privremenih opterećenja:
  • 7. Odrediti omjer dugodjelujućeg dijela opterećenja prema punom opterećenju:

8. Korekcioni faktor za opterećenje prema stavu 2.20 Priručnika:

  • 9. Prema klauzuli 2.18 (dio 1 a) Povlastice, prihvatamo koeficijent? za okove A-VI:
  • 10. Određujemo granicu otpornosti na vatru ploče, uzimajući u obzir koeficijente za opterećenje i za armaturu:

Granica otpornosti ploče na vatru u smislu nosivosti je R 98.

Za granicu otpornosti na vatru ploče uzimamo manju od dvije vrijednosti - za gubitak toplinske izolacijske sposobnosti (180 min) i za gubitak nosivosti (98 min).

Zaključak: granica otpornosti na vatru armiranobetonske ploče je REI 98

Podijeli: