Som nevnt ovenfor er brannmotstandsgrensen på bøybar armerte betongkonstruksjoner kan oppstå på grunn av oppvarming av arbeidsarmeringen plassert i den strakte sonen til en kritisk temperatur.
I denne forbindelse vil beregningen av brannmotstanden til en hulkjernegulvplate bestemmes av tidspunktet for oppvarming av den strakte arbeidsarmeringen til den kritiske temperaturen.
Tverrsnittet av platen er vist i fig. 3.8.
b s b s b s b s b s
h h 0
EN s
Fig.3.8. Dimensjonerende tverrsnitt av en hul gulvplate
For å beregne platen reduseres tverrsnittet til et T-snitt (fig. 3.9).
b´ f
x tem ≤h´ f
h´ f
h h 0
x tem >h´ f
EN s
a∑b R
Fig.3.9. T-seksjon av en hulkjerneplate for beregning av brannmotstanden
Etterfølge
beregning av brannmotstandsgrensen for flate fleksible hulkjernearmerte betongelementer
3. Hvis, så s , tem bestemt av formelen
Hvor i stedet b
brukt 
;
Hvis 
, så må den beregnes på nytt ved å bruke formelen:
I henhold til 3.1.5 er det bestemt t s , cr(kritisk temperatur).
Den Gaussiske feilfunksjonen beregnes ved å bruke formelen:
I følge 3.2.7 er argumentet til den gaussiske funksjonen funnet.
Brannmotstandsgrensen P f beregnes ved å bruke formelen:
Eksempel nr. 5.
Gitt. En hulkjernet gulvplate, fritt støttet på to sider. Seksjonsdimensjoner: b=1200 mm, arbeidsspennlengde l= 6 m, seksjonshøyde h= 220 mm, beskyttende lagtykkelse EN l = 20 mm, strekkarmering klasse A-III, 4 stenger Ø14 mm; tungbetong klasse B20 på knust kalkstein, vekt fuktinnhold i betong w= 2 %, gjennomsnittlig tørr tetthet av betong ρ 0s= 2300 kg/m 3, hulroms diameter d n = 5,5 kN/m.
Definere faktisk brannmotstandsgrense for platen.
Løsning:
For betongklasse B20 R mrd= 15 MPa (klausul 3.2.1.)
R bu= Rbn/0,83 = 15/0,83 = 18,07 MPa
For armeringsklasse A-III R sn = 390 MPa (klausul 3.1.2.)
R su= Rsn/0,9 = 390/0,9 = 433,3 MPa
EN s= 615 mm 2 = 61510 -6 m 2
Termofysiske egenskaper til betong:
λ temp = 1,14 – 0,00055450 = 0,89 W/(m·˚С)
med temp = 710 + 0,84450 = 1090 J/(kg·˚С)
k= 37,2 p.3.2.8.
k 1 = 0,5 p.3.2.9. .
Den faktiske brannmotstandsgrensen bestemmes:
Tatt i betraktning platens hulhet, må dens faktiske brannmotstandsgrense multipliseres med en faktor på 0,9 (klausul 2.27.).
Litteratur
Shelegov V.G., Kuznetsov N.A. "Bygninger, strukturer og deres stabilitet i tilfelle brann." Lærebok for å studere disiplinen – Irkutsk: VSI innenriksdepartementet i Russland, 2002. – 191 s.
Shelegov V.G., Kuznetsov N.A. Bygningskonstruksjon. Oppslagsbok for faget "Bygninger, konstruksjoner og deres stabilitet i tilfelle brann." – Irkutsk: All-russisk forskningsinstitutt ved Russlands innenriksdepartement, 2001. – 73 s.
Mosalkov I.L. og andre Brannmotstand for bygningskonstruksjoner: M.: ZAO "Spetstekhnika", 2001. - 496 s., illus.
Yakovlev A.I. Brannmotstandsberegning bygningskonstruksjoner. – M.: Stroyizdat, 1988.- 143 s., ill.
Shelegov V.G., Chernov Yu.L. "Bygninger, strukturer og deres stabilitet i tilfelle brann." En veiledning for gjennomføring av et kursprosjekt. – Irkutsk: VSI innenriksdepartementet i Russland, 2002. – 36 s.
En håndbok for å bestemme brannmotstandsgrensene for strukturer, grensene for brannutbredelse gjennom strukturer og brennbarhetsgrupper av materialer (til SNiP II-2-80), TsNIISK im. Kucherenko. – M.: Stroyizdat, 1985. – 56 s.
GOST 27772-88: Valsede produkter for bygging av stålkonstruksjoner. Er vanlig tekniske spesifikasjoner/ Gosstroy USSR. – M., 1989
SNiP 2.01.07-85*. Laster og støt/Gosstroy USSR. – M.: CITP Gosstroy USSR, 1987. – 36 s.
GOST 30247.0 – 94. Bygningskonstruksjoner. Brannmotstandstestmetoder. Generelle Krav.
SNiP 2.03.01-84*. Betong og armert betongkonstruksjoner / Byggedepartementet i Russland. – M.: GP TsPP, 1995. – 80 s.
1STYRESKAP – en struktur på kysten med et spesialkonstruert skråfundament ( slipway), hvor skipets skrog legges og bygges.
2 Overgang – en bro over landruter (eller over en landrute) der de krysser hverandre. Bevegelse langs dem er gitt på forskjellige nivåer.
3OVERSTÅ – en struktur i form av en bro for å bære en sti over en annen ved skjæringspunktet, for å legge skip, og også generelt for å lage en vei i en viss høyde.
4 OPPBEVARINGSTANK - beholder for væsker og gasser.
5 GASSHOLDER– et anlegg for mottak, lagring og distribusjon av gass inn i gassrørledningsnettet.
6masovn- en sjaktovn for smelting av støpejern fra jernmalm.
7Kritisk temperatur– temperaturen ved hvilken standard metallmotstand R un synker til verdien av standardspenningen n fra den ytre belastningen på konstruksjonen, dvs. hvor tap av bæreevne oppstår.
8 Dowel - en tre- eller metallstang som brukes til å feste deler av trekonstruksjoner.
Det vanligste materialet i
konstruksjonen er armert betong. Den kombinerer betong- og stålarmering,
rasjonelt lagt ut i en struktur for å absorbere strekk- og trykkkrefter
innsats.
Betong motstår kompresjon godt og
verre - forstuing. Denne egenskapen til betong er ugunstig for bøying og
strakte elementer. De vanligste fleksible bygningselementene
er plater og bjelker.
For å kompensere for ugunstig
betongprosesser, strukturer er vanligvis forsterket stålarmering. Forsterke
plater med sveisede masker bestående av stenger plassert i to innbyrdes
vinkelrette retninger. Ristene legges i plater på en slik måte at
stengene til deres arbeidsarmering var plassert langs spennet og ble oppfattet
strekkkrefter som oppstår i konstruksjoner ved bøying under belastning, i
i samsvar med diagrammet over bøyelaster.
I
brannforhold platene utsettes for høy temperatur nedenfra,
redusere dem bære kapasitet oppstår hovedsakelig på grunn av en nedgang
styrken til oppvarmet strekkarmering. Vanligvis slike elementer
ødelegges som følge av at det dannes et plasthengsel i snitt med
maksimalt bøyemoment på grunn av redusert strekkfasthet
oppvarmet strekkarmering til verdien av driftsspenninger i tverrsnittet.
Gir brannbeskyttelse
bygningssikkerhet krever økt brannmotstand og brannsikkerhet
armerte betongkonstruksjoner. Følgende teknologier brukes til dette:
- forsterkning av plater
bare strikkede eller sveisede rammer, og ikke løse individuelle stenger; - for å unngå knekking av langsgående armering når den varmes inn
under en brann er det nødvendig å gi strukturell forsterkning med klemmer eller
tverrstenger; - tykkelsen på det nedre beskyttende laget av gulvbetongen skal være
tilstrekkelig til at den ikke varmes opp mer enn 500°C og ikke etter en brann
påvirket den videre sikre driften av strukturen.
Forskning har fastslått at med den normaliserte brannmotstandsgrensen R=120, er tykkelsen
det beskyttende laget av betong må være minst 45 mm, ved R=180 - minst 55 mm,
ved R=240 - ikke mindre enn 70 mm; - i et beskyttende lag av betong i en dybde på 15–20 mm fra bunnen
gulvflaten skal forsynes med splintfri armeringsnett
laget av tråd med en diameter på 3 mm med en maskestørrelse på 50–70 mm, noe som reduserer intensiteten
eksplosiv ødeleggelse av betong; - styrking av bærende seksjoner av tynnveggede tverrgulv
forsterkning som ikke er gitt i de vanlige beregningene; - øke brannmotstandsgrensen på grunn av plasseringen av platene,
støttet langs konturen; - applikasjon spesielle plaster(bruker asbest og
perlitt, vermikulitt). Selv med små størrelser av slike plaster (1,5 - 2 cm)
brannmotstanden til armerte betongplater øker flere ganger (2 - 5); - øke brannmotstandsgrensen på grunn av et nedhengt tak;
- beskyttelse av komponenter og skjøter av strukturer med et lag av betong med de nødvendige
brannmotstandsgrense.
Disse tiltakene vil sikre riktig brannsikkerhet bygning.
Den armerte betongkonstruksjonen vil oppnå nødvendig brannmotstand og
brannsikkerhet.
Brukte bøker:
1.Bygninger og strukturer, og deres bærekraft
I tilfelle av brann. State Fire Service Academy ved departementet for krisesituasjoner i Russland, 2003
2. MDS 21-2.2000.
Metodiske anbefalinger for beregning av brannmotstanden til armerte betongkonstruksjoner.
- M.: State Unitary Enterprise "NIIZhB", 2000. - 92 s.
Bestemmelse av brannmotstandsgrenser for bygningskonstruksjoner
Bestemmelse av brannmotstandsgrense for armerte betongkonstruksjoner
Startdata for armert betongplate tak er vist i tabell 1.2.1.1
Betongtype - lettbetong med tetthet c = 1600 kg/m3 med grovt ekspandert leiretilslag; Hellene er multi-hule, med runde tomrom, antall tomrom er 6 stykker, platene er støttet på begge sider.
1) Effektiv tykkelse av en hulkjerneplate teff for å vurdere brannmotstandsgrensen basert på termisk isolasjonsevne i henhold til klausul 2.27 i håndboken til SNiP II-2-80 (Brannmotstand):
2) Bestem i henhold til tabellen. 8 Retningslinjer for brannmotstandsgrense for en plate basert på tap av varmeisolasjonsevne for en plate laget av lettbetong med en effektiv tykkelse på 140 mm:
Brannmotstandsgrense for platen er 180 min.
3) Bestem avstanden fra den oppvarmede overflaten til platen til stangarmeringens akse:
4) Ved å bruke tabell 1.2.1.2 (Tabell 8 i håndboken) fastsetter vi brannmotstandsgrensen for platen basert på tap av bæreevne ved a = 40 mm, for lettbetong ved støtte på to sider.
Tabell 1.2.1.2
Brannmotstandsgrenser for armerte betongplater
Den nødvendige brannmotstandsgrensen er 2 timer eller 120 minutter.
5) I henhold til punkt 2.27 i håndboken for å bestemme brannmotstandsgrensen hule kjerneplater en reduksjonsfaktor på 0,9 brukes:
6) Vi bestemmer den totale belastningen på platene som summen av permanente og midlertidige belastninger:
7) Bestem forholdet mellom den langtidsvirkende delen av lasten og full last:
8) Korreksjonsfaktor for last i henhold til klausul 2.20 i håndboken:
9) I henhold til klausul 2.18 (del 1 b) i håndboken godtar vi koeffisienten for armering
10) Vi bestemmer brannmotstandsgrensen for platen under hensyntagen til belastnings- og forsterkningskoeffisienter:
Hellens brannmotstandsgrense når det gjelder bæreevne er
Basert på resultatene som er oppnådd under beregningene, fant vi at brannmotstandsgrensen for en armert betongplate når det gjelder bæreevne er 139 minutter, og når det gjelder varmeisolasjonsevne er 180 minutter. Det er nødvendig å ta den laveste brannmotstandsgrensen.
Konklusjon: brannmotstandsgrense for armert betongplate REI 139.
Bestemmelse av brannmotstandsgrenser for armerte betongsøyler
Betongtype - tung betong med tetthet c = 2350 kg/m3 med grovt tilslag laget av karbonatbergarter (kalkstein);
Tabell 1.2.2.1 (tabell 2 i håndboken) viser verdiene for de faktiske brannmotstandsgrensene (POf) søyler av armert betong Med ulike egenskaper. I dette tilfellet bestemmes POf ikke av tykkelsen på det beskyttende laget av betong, men av avstanden fra overflaten av strukturen til aksen til arbeidsarmeringsstangen (), som i tillegg til tykkelsen på det beskyttende laget , inkluderer også halve diameteren til den arbeidende armeringsstangen.
1) Bestem avstanden fra den oppvarmede overflaten av kolonnen til aksen til stangarmeringen ved å bruke formelen:
2) I henhold til punkt 2.15 i håndboken for konstruksjoner av betong med karbonatfyllstoff kan tverrsnittsstørrelsen reduseres med 10 % med samme brannmotstandsgrense. Deretter bestemmer vi bredden på kolonnen ved hjelp av formelen:
3) Ved å bruke tabell 1.2.2.2 (Tabell 2 i håndboken) bestemmer vi brannmotstandsgrensen for en søyle laget av lettbetong med parametrene: b = 444 mm, a = 37 mm når søylen er oppvarmet fra alle sider.
Tabell 1.2.2.2
Brannmotstandsgrenser for søyler av armert betong
Den nødvendige brannmotstandsgrensen er i området mellom 1,5 timer og 3 timer For å bestemme brannmotstandsgrensen bruker vi den lineære interpolasjonsmetoden. Dataene er gitt i tabell 1.2.2.3
For å løse den statiske delen av problemet reduserer vi tverrsnittsformen til en gulvplate av armert betong med runde tomrom (vedlegg 2, fig. 6) til den beregnede T-formede.
La oss bestemme bøyemomentet i midten av spennet på grunn av virkningen av standardbelastningen og platens egen vekt:
Hvor q / n– standard belastning per 1 lineær meter plate, lik:
Avstanden fra bunnen (oppvarmet) overflate av panelet til aksen til arbeidsbeslagene vil være:
mm,
Hvor d– diameter på armeringsjern, mm.
Gjennomsnittlig avstand vil være:
mm,
Hvor EN– tverrsnittsareal av armeringsstangen (klausul 3.1.1.), mm 2.
La oss bestemme hoveddimensjonene til den beregnede T-seksjonen til panelet:
Bredde: b f = b= 1,49 m;
Høyde: h f = 0,5 (h-П) = 0,5 (220 – 159) = 30,5 mm;
Avstand fra den uoppvarmede overflaten av strukturen til aksen til armeringsstangen h o = h – en= 220 – 21 = 199 mm.
Vi bestemmer styrken og termofysiske egenskaper til betong:
Standard strekkfasthet R mrd= 18,5 MPa (tabell 12 eller punkt 3.2.1 for betongklasse B25);
Pålitelighetsfaktor b = 0,83 ;
Konstruksjonsstyrke av betong ved ultimat styrke R bu = R mrd / b= 18,5 / 0,83 = 22,29 MPa;
Koeffisient for varmeledningsevne t = 1,3 – 0,00035T ons= 1,3 – 0,00035 723 = 1,05 W m -1 K -1 (klausul 3.2.3.),
Hvor T ons– gjennomsnittstemperatur under en brann lik 723 K;
Spesifikk varme MED t = 481 + 0,84T ons= 481 + 0,84 · 723 = 1088,32 J kg -1 K -1 (avsnitt 3.2.3.);
Gitt termisk diffusivitetskoeffisient:
Koeffisienter avhengig av gjennomsnittlig tetthet av betong TIL= 39 s 0,5 og TIL 1 = 0,5 (klausul 3.2.8, klausul 3.2.9.).
Bestem høyden på den komprimerte sonen til platen:
Vi bestemmer spenningen i strekkarmering fra en ekstern belastning i henhold til App. 4:
fordi X t= 8,27 mm h f= 30,5 mm, da
Hvor Som– det totale tverrsnittsarealet til armeringsjern i strekksonen til konstruksjonens tverrsnitt, lik 5 barer12 mm 563 mm 2 (klausul 3.1.1.).
La oss bestemme den kritiske verdien av endringskoeffisienten i styrken til armeringsstål:
,
Hvor R su – design motstand forsterkning når det gjelder strekkfasthet, lik:
R su = R sn / s= 390 / 0,9 = 433,33 MPa (her s– pålitelighetsfaktor for forsterkning, tatt lik 0,9);
R sn– standard strekkfasthet for armering lik 390 MPa (tabell 19 eller punkt 3.1.2).
Forstod det stcr1. Dette betyr at spenningene fra den ytre belastningen i strekkarmeringen overstiger standardmotstanden til armeringen. Derfor er det nødvendig å redusere belastningen fra den ytre belastningen i armeringen. For å gjøre dette vil vi øke antallet armeringsstenger på panelet12 mm til 6. Deretter EN s= 679 10 -6 (avsnitt 3.1.1.).
MPa,
.
La oss bestemme den kritiske oppvarmingstemperaturen til den bærende armeringen i strekksonen.
I henhold til tabellen i punkt 3.1.5. Ved hjelp av lineær interpolasjon bestemmer vi at for klasse A-III armering, stålkvalitet 35 GS og stcr = 0,93.
t stcr= 475C.
Tiden det tar før armeringen varmes opp til den kritiske temperaturen for en plate med massivt tverrsnitt vil være den faktiske brannmotstandsgrensen.
s = 0,96 t,
Hvor X– argument for Gaussisk (Crump) feilfunksjon lik 0,64 (klausul 3.2.7.) avhengig av verdien av Gaussisk (Crump) feilfunksjon lik:
(Her t n– temperaturen på strukturen før brannen antas å være 20С).
Den faktiske brannmotstandsgrensen for en gulvplate med runde hulrom vil være:
P f = 0,9 = 0,960,9 = 0,86 timer,
hvor 0,9 er en koeffisient som tar hensyn til tilstedeværelsen av hulrom i platen.
Siden betong er et ikke-brennbart materiale, er den faktiske brannfareklassen til konstruksjonen åpenbart K0.
Tabell 2.18
Lettbetongtetthet? = 1600 kg/m3 med grovt ekspandert leiretilslag, plater med runde tomrom i mengden 6 stk., platene støttes fritt på begge sider.
1. La oss bestemme den effektive tykkelsen av hulkjerneplatens teff for å vurdere brannmotstandsgrensen basert på termisk isolasjonsevne i henhold til klausul 2.27 i håndboken:
hvor er tykkelsen på platen, mm;
- - platebredde, mm;
- - antall tomrom, stk.;
- - hulroms diameter, mm.
- 2. Bestem i henhold til tabellen. 8 Retningslinjer for brannmotstandsgrense for en plate basert på tap av varmeisolasjonsevne for en plate laget av tung betongdel med en effektiv tykkelse på 140 mm:
Brannmotstandsgrense for platen basert på tap av varmeisolasjonsevne
3. Bestem avstanden fra den oppvarmede overflaten til platen til stangarmeringens akse:
hvor er tykkelsen på det beskyttende laget av betong, mm;
- - diameter på arbeidsbeslag, mm.
- 4. I henhold til tabell. 8 Håndbøker Vi fastsetter brannmotstandsgrensen for en plate basert på tap av bæreevne ved a = 24 mm, for tung betong og ved støtte på to sider.
Den nødvendige brannmotstandsgrensen er i området mellom 1 time og 1,5 timer, vi bestemmer den ved lineær interpolasjon:
Brannmotstandsgrensen for platen uten hensyn til korreksjonsfaktorer er 1,25 timer.
- 5. I henhold til klausul 2.27 i håndboken, for å bestemme brannmotstandsgrensen for hule kjerneplater, brukes en reduksjonsfaktor på 0,9:
- 6. Vi bestemmer den totale belastningen på platen som summen av permanente og midlertidige belastninger:
- 7. Bestem forholdet mellom den langtidsvirkende delen av lasten og full last:
8. Korreksjonsfaktor for last i henhold til klausul 2.20 i håndboken:
- 9. I henhold til punkt 2.18 (del 1 a) Fordeler, godtar vi koeffisienten? for A-VI beslag:
- 10. Vi bestemmer brannmotstandsgrensen til platen, under hensyntagen til belastnings- og forsterkningskoeffisienter:
Brannmotstandsgrensen for platen når det gjelder bæreevne er R 98.
Brannmotstandsgrensen for platen antas å være den minste av to verdier - tap av varmeisolasjonskapasitet (180 min) og tap av bæreevne (98 min).
Konklusjon: brannmotstandsgrensen for en armert betongplate er REI 98
