Основные условия

8.1 Огнестойкость по потере несущей способности железобетонных элементов при огневом воздействии стандартного пожара рассчитывают следующим образом.

Для принятого по проекту размера сечения, в зависимости от вида бетона и требуемого предела огнестойкости , теплотехническим расчетом или по приложениям А и Б находят распределение температуры в бетоне сечения элемента и температуру нагрева арматуры.

Если коэффициент принимают равным 1, то определяют глубину прогрева бетона до критической температуры (рис.8.1 и 8.2). Устанавливают приведенные размеры сечения по формулам (8.1-8.8) и в формулах прочности нормальных и наклонных сечений используют , , , , , и .

500 °С - на силикатном заполнителе; 600 °С - на карбонатном заполнителе;

30-240 - время прогрева, мин, от стандартного пожара по #M12291 9055247ГОСТ 30247.1#S

Рисунок 8.1 - Глубина прогрева до критической температуры тяжелого бетона в балке от нагреваемой грани сечения

1 - на силикатном заполнителе; 2 - на карбонатном заполнителе

Рисунок 8.2 - Глубина прогрева до критической температуры тяжелого бетона в колонне

при воздействии температуры стандартного пожара по #M12291 9055247ГОСТ 30247.1#S

Когда принимают коэффициент 1, который зависит от температуры бетона, сначала определяют по формуле (5.1) и по формуле (5.2) для каждой части сечения и их значения подставляют в формулы прочности нормальных и наклонных сечений с действительными размерами сечений.

Определяют прочность сечения железобетонного элемента от действия нормативной нагрузки и стандартного пожара при требуемом пределе огнестойкости. Если вычисленная прочность больше или равна прочности сечения от нормативной нагрузки до пожара, то требуемый предел огнестойкости обеспечен.

8.2 При расчете железобетонных элементов приведенные размеры сечений принимают равными:

при трехстороннем нагреве:

ширина балки, колонны ; (8.1)

ширина полки ; (8.2)

высота полки ; (8.3)

высота сечения балки, колонны ; (8.4)

площадь балки ; (8.5)

при четырехстороннем нагреве:

высота сечения колонны ; (8.6)

площадь сечения колонны . (8.7)

Рабочая высота сечения при нагреве со стороны сжатой зоны равна:

. (8.8)

Глубина прогрева бетона до критической температуры в балках от нагреваемой грани сечения дана на рис.8.1.

Глубина прогрева бетона до критической температуры в колоннах при четырехстороннем огневом воздействии показана на рис.8.2.

Плиты

8.3 Железобетонные плиты, опертые по двум противоположным сторонам, при одностороннем нагреве снизу разрушаются в результате образования пластического шарнира в середине пролета из-за снижения нормативного сопротивления арматуры растяжению до критического значения напряжения от нормативной нагрузки (рис.8.3).

Рисунок 8.3 - Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси:

балочной плиты в пролете () и консольной плиты на опоре (), обогреваемых с нижней стороны

Во многих случаях можно пренебречь прогревом бетона сжатой зоны и сжатой арматуры, так как они нагреваются незначительно.

Прочность сечения плит проверяют по формуле:

. (8.9)

При этом высота сжатой зоны определяется:

. (8.10)

Если температура сжатой зоны бетона и сжатой арматуры высокая, то в формулы (8.9) и (8.10) вводят нормативное сопротивление бетона сжатию, вычисленное по формуле (5.1), и сопротивление сжатию арматуры, определенное по формуле (5.9).

В сильно армированных плитах при допускается их прочность определять по формуле:

. (8.11)

Высоту сжатой зоны определяют по формуле (8.10).

8.4 Критическое значение коэффициента условий работы растянутой арматуры, когда , вычисляют по формулам:

при одиночном армировании

; (8.12)

при двойном армировании

, (8.13)

где - момент от нормативной нагрузки.

Высоту сжатой зоны определяют по формуле (8.10).

Зная критическое значение коэффициента условий работы арматуры , в зависимости от класса арматуры по табл.5.5 определяют критическую температуру нагрева арматуры .

Время наступления предела огнестойкости находят по кривым прогрева бетона плит (см. рис.А.1-А.6 приложения А). На вертикальной оси прогрева плиты находят значение критической температуры арматуры и проводят горизонтальную прямую до пересечения с кривой нагрева бетона, расположенного на расстоянии, равном расстоянию от оси арматуры до нагреваемой поверхности плиты. Из этой точки опускают перпендикуляр до пересечения с горизонтальной осью и находят длительность стандартного пожара в минутах, соответствующую пределу огнестойкости плиты по потере несущей способности.