جدول 2.18

چگالی بتن سبک؟ = 1600 کیلوگرم بر متر مکعب با سنگدانه رسی منبسط شده درشت، دال با حفره های گرد به مقدار 6 قطعه، دال ها از دو طرف آزادانه نگه داشته می شوند.

1. بیایید ضخامت مؤثر دال هسته توخالی را برای ارزیابی حد مقاومت در برابر آتش بر اساس توانایی عایق حرارتی مطابق بند 2.27 کتابچه راهنمای کاربر تعیین کنیم:

ضخامت دال کجاست، میلی متر؛

• - عرض دال، میلی متر؛
• - تعداد فضای خالی، عدد.
• - قطر حفره ها، میلی متر.
• 2. با توجه به جدول تعیین کنید. 8 دستورالعمل برای حد مقاومت در برابر آتش یک دال بر اساس از دست دادن ظرفیت عایق حرارتی برای دال ساخته شده از قطعات بتنی سنگین با ضخامت موثر 140 میلی متر:

حد مقاومت در برابر آتش دال بر اساس از دست دادن قابلیت عایق حرارتی

3. فاصله سطح داغ دال تا محور آرماتور میله را تعیین کنید:

ضخامت لایه محافظ بتن کجاست، میلی متر؛

• - قطر اتصالات کار، میلی متر.
• 4. طبق جدول. 8 راهنما ما حد مقاومت در برابر آتش یک دال را بر اساس از دست دادن ظرفیت باربری در a = 24 میلی متر، برای بتن سنگین و هنگامی که از دو طرف حمایت می شود، تعیین می کنیم.

حد مورد نیاز مقاومت در برابر آتش در محدوده 1 ساعت تا 1.5 ساعت است، ما آن را با درون یابی خطی تعیین می کنیم:

حد مقاومت دال در برابر آتش بدون در نظر گرفتن فاکتورهای اصلاحی 1.25 ساعت می باشد.

• 5. طبق بند 2.27 دفترچه راهنمای تعیین حد مقاومت در برابر آتش دال های هسته توخالیضریب کاهش 0.9 اعمال می شود:
• 6. بار کل روی دال را به صورت مجموع بارهای دائمی و موقت تعیین می کنیم:
• 7. نسبت قسمت طولانی مدت بار را به بار کامل تعیین کنید:

8. ضریب تصحیح برای بار طبق بند 2.20 دفترچه راهنما:

• 9. با توجه به بند 2.18 (قسمت 1 الف) مزایا آیا ضریب را قبول داریم؟ برای اتصالات A-VI:
• 10. حد مقاومت در برابر آتش دال را با در نظر گرفتن بار و ضرایب تقویتی تعیین می کنیم:

حد مقاومت دال در برابر آتش از نظر ظرفیت باربری R 98 می باشد.

حد مقاومت در برابر آتش دال کمتر از دو مقدار است - از دست دادن ظرفیت عایق حرارتی (180 دقیقه) و از دست دادن ظرفیت باربری (98 دقیقه).

نتیجه گیری: حد مقاومت در برابر آتش دال بتن مسلح REI 98 است

برای حل قسمت ایستا مسئله، شکل مقطع یک دال کف بتن مسلح با حفره های گرد (پیوست 2، شکل 6) را به T شکل محاسبه شده کاهش می دهیم.

اجازه دهید لنگر خمشی وسط دهانه را با توجه به اثر بار استاندارد و وزن خود دال تعیین کنیم:

جایی که q / n– بار استاندارد به ازای هر 1 متر خطی دال برابر با:

فاصله از سطح پایین (گرم) پانل تا محور اتصالات کار خواهد بود:

میلی متر،

جایی که د- قطر میلگردهای تقویت کننده، میلی متر.

میانگین فاصله خواهد بود:

میلی متر،

جایی که آ- سطح مقطع میله تقویت کننده (بند 3.1.1.)، میلی متر 2.

اجازه دهید ابعاد اصلی بخش T محاسبه شده پانل را تعیین کنیم:

عرض: ب f = ب= 1.49 متر؛

قد: ساعت f = 0,5 (ساعت-П) = 0.5 (220 - 159) = 30.5 میلی متر؛

فاصله از سطح گرم نشده سازه تا محور میله تقویت کننده ساعت o = ساعت – آ= 220 - 21 = 199 میلی متر.

ما مقاومت و ویژگی های ترموفیزیکی بتن را تعیین می کنیم:

استحکام کششی استاندارد آر bn= 18.5 مگاپاسکال (جدول 12 یا بند 3.2.1 برای کلاس بتن B25)؛

عامل قابلیت اطمینان  ب = 0,83 ;

مقاومت طراحی بتن با مقاومت نهایی آر bu = آر bn /  ب= 18.5 / 0.83 = 22.29 مگاپاسکال؛

ضریب هدایت حرارتی  تی = 1,3 – 0,00035تی چهارشنبه= 1.3 - 0.00035 723 = 1.05 W m -1 K -1 (بند 3.2.3.)،

جایی که تی چهارشنبه- دمای متوسط ​​در هنگام آتش سوزی برابر با 723 کلوین؛

گرمای خاص با تی = 481 + 0,84تی چهارشنبه= 481 + 0.84 · 723 = 1088.32 J kg -1 K -1 (بخش 3.2.3.);

با توجه به ضریب انتشار حرارتی:

ضرایب بسته به چگالی متوسط ​​بتن به= 39 s 0.5 و به 1 = 0.5 (بند 3.2.8، بند 3.2.9.).

ارتفاع ناحیه فشرده دال را تعیین کنید:

تنش در آرماتور کششی را از یک بار خارجی مطابق با App تعیین می کنیم. 4:

زیرا ایکس تی= 8.27 میلی متر ساعت f= 30.5 میلی متر، سپس

جایی که مانند- مجموع سطح مقطع میلگردهای تقویت کننده در ناحیه کششی سطح مقطع سازه، برابر با 5 میلگرد × 12 میلی متر 563 میلی متر مربع (بند 3.1.1.).

اجازه دهید مقدار بحرانی ضریب تغییر در استحکام فولاد تقویت کننده را تعیین کنیم:

,

جایی که آر سو– مقاومت طراحی آرماتور از نظر مقاومت نهایی برابر با:

آر سو = آر sn /  س= 390 / 0.9 = 433.33 مگاپاسکال (اینجا  س- ضریب اطمینان برای تقویت، برابر با 0.9).

آر sn– مقاومت کششی استاندارد آرماتور برابر با 390 مگاپاسکال (جدول 19 یا بند 3.1.2).

گرفتش  stcr1. این بدان معنی است که تنش های ناشی از بار خارجی در آرماتور کششی از مقاومت استاندارد آرماتور بیشتر است. بنابراین کاهش تنش ناشی از بار خارجی در آرماتور ضروری است. برای انجام این کار، تعداد میلگردهای تقویت کننده پانل 12 میلی متر را به 6 افزایش می دهیم. سپس آ س= 679 10 -6 (بخش 3.1.1.).

MPa،

.

اجازه دهید دمای بحرانی گرمایش آرماتورهای باربر در ناحیه تنش را تعیین کنیم.

طبق جدول بند 3.1.5. با استفاده از درون یابی خطی، تعیین می کنیم که برای تقویت کلاس A-III، فولاد درجه 35 GS و  stcr = 0,93.

تی stcr= 475C.

مدت زمانی که طول می کشد تا آرماتور تا دمای بحرانی برای یک دال با مقطع جامد گرم شود، حد واقعی مقاومت در برابر آتش خواهد بود.

s = 0.96 ساعت،

جایی که ایکس- آرگومان تابع خطای گاوسی (کرامپ) برابر با 0.64 (بند 3.2.7.) بسته به مقدار تابع خطای گاوسی (کرامپ) برابر با:

(اینجا تی n– دمای سازه قبل از آتش سوزی برابر با 20С باشد.

حد واقعی مقاومت در برابر آتش یک دال کف با فضاهای خالی گرد خواهد بود:

پ f =  0.9 = 0.960.9 = 0.86 ساعت،

که در آن 0.9 ضریبی است که وجود فضاهای خالی در دال را در نظر می گیرد.

از آنجایی که بتن یک ماده غیر قابل احتراق است، پس بدیهی است که کلاس خطر آتش سوزی واقعی سازه K0 است.

رایج ترین مواد در
ساخت و ساز بتن مسلح است. این آرماتور بتن و فولاد را ترکیب می کند،
به طور منطقی در یک سازه برای جذب نیروهای کششی و فشاری قرار داده شده است
تلاش.

بتن به خوبی در برابر فشار مقاومت می کند و
بدتر - رگ به رگ شدن. این ویژگی بتن برای خمش نامطلوب و
عناصر کشیده شده رایج ترین عناصر ساختمانی انعطاف پذیر
دال ها و تیرها هستند.

برای جبران نامطلوب
در فرآیندهای بتن، سازه ها معمولاً با آرماتورهای فولادی تقویت می شوند. تقویت کنید
دال هایی با شبکه های جوش داده شده متشکل از میله هایی که در دو قسمت متقابل قرار دارند
جهات عمود بر هم توری ها در دال ها به گونه ای قرار می گیرند که
میله های تقویت کننده کار آنها در امتداد دهانه قرار داشت و درک می شد
نیروهای کششی ایجاد شده در سازه ها هنگام خم شدن تحت بار، در
مطابق با نمودار بارهای خمشی.

که در
در شرایط آتش سوزی، دال ها از پایین در معرض دمای بالا قرار می گیرند.
کاهش ظرفیت باربری آنها عمدتاً به دلیل کاهش در آنها رخ می دهد
استحکام آرماتور کششی گرم شده به طور معمول، چنین عناصر
در نتیجه تشکیل یک لولا پلاستیکی در بخش با از بین می روند
حداکثر گشتاور خمشی به دلیل کاهش استحکام کششی
آرماتور کششی گرم شده به مقدار تنش های عملیاتی در مقطع آن.

ارائه حفاظت در برابر آتش
ایمنی ساختمان مستلزم افزایش مقاومت در برابر آتش و ایمنی در برابر آتش است
سازه های بتن مسلح. برای این کار از فناوری های زیر استفاده می شود:

• تقویت اسلب
  فقط قاب های بافتنی یا جوش داده شده، و نه میله های فردی شل.
• برای جلوگیری از کمانش آرماتور طولی هنگام گرم شدن در طول
  در هنگام آتش سوزی، لازم است تقویت ساختاری با گیره یا
  میله های متقاطع؛
• ضخامت لایه محافظ پایینی بتن کف باید باشد
  به اندازه ای که دمای آن بیش از 500 درجه سانتیگراد نباشد و پس از آتش سوزی گرم نشود
  بیشتر تحت تاثیر قرار داد عملیات ایمنطرح ها.
  تحقیقات نشان داده است که با حد نرمال شده مقاومت در برابر آتش R=120، ضخامت
  لایه محافظ بتن باید حداقل 45 میلی متر و در R=180 - حداقل 55 میلی متر باشد.
  در R = 240 - حداقل 70 میلی متر؛
• در یک لایه محافظ بتن در عمق 15-20 میلی متر از پایین
  سطح کف باید با توری تقویت کننده ضد ترکش تهیه شود
  ساخته شده از سیم با قطر 3 میلی متر با اندازه مش 50-70 میلی متر، کاهش شدت
  تخریب انفجاری بتن؛
• تقویت بخش های نگهدارنده کف های عرضی جدار نازک
  تقویتی که در محاسبات معمول پیش بینی نشده است.
• افزایش حد مقاومت در برابر آتش به دلیل چیدمان اسلب ها،
  پشتیبانی در امتداد کانتور؛
• استفاده از گچ های مخصوص (با استفاده از آزبست و
  پرلیت، ورمیکولیت). حتی با اندازه های کوچک چنین گچ (1.5 - 2 سانتی متر)
  مقاوم در برابر آتش صفحات بتن مسلحچندین بار افزایش می یابد (2 - 5)؛
• افزایش حد مقاومت در برابر آتش به دلیل سقف معلق؛
• حفاظت از اجزاء و اتصالات سازه ها با لایه ای از بتن با نیاز
  حد مقاومت در برابر آتش

این اقدامات ایمنی مناسب ساختمان در برابر آتش را تضمین می کند.
سازه بتن مسلح مقاومت لازم در برابر حریق را به دست خواهد آورد و
ایمنی آتش.

کتاب های مورد استفاده:
1. ساختمان ها و سازه ها و پایداری آنها
در صورت وقوع آتش سوزی. آکادمی خدمات آتش نشانی دولتی وزارت موقعیت های اضطراری روسیه، 2003
2. MDS 21-2.2000.
توصیه های روش شناختی برای محاسبه مقاومت در برابر آتش سازه های بتن مسلح.
- M.: شرکت واحد دولتی "NIIZhB"، 2000. - 92 ص.

سازه های بتن مسلح به دلیل غیر قابل اشتعال بودن و رسانایی حرارتی نسبتاً کم، به خوبی در برابر اثرات عوامل آتش تهاجمی مقاومت می کنند. با این حال، آنها نمی توانند به طور نامحدود در برابر آتش مقاومت کنند. سازه های بتن مسلح مدرن، به عنوان یک قاعده، از دیوارهای نازک، بدون اتصال یکپارچه با سایر عناصر ساختمان ساخته می شوند، که توانایی آنها را برای انجام عملکردهای عملیاتی خود در شرایط آتش سوزی به 1 ساعت و گاهی اوقات کمتر محدود می کند. سازه های بتن مسلح مرطوب دارای حد مقاومت در برابر آتش حتی کمتری هستند. اگر افزایش رطوبت سازه به 3.5 درصد، حد مقاومت در برابر آتش را افزایش دهد، افزایش بیشتر رطوبت بتن با چگالی بیش از 1200 کیلوگرم بر متر مکعب در طول یک آتش سوزی کوتاه مدت می تواند باعث انفجار شود. بتن و تخریب سریع سازه.

حد مقاومت در برابر آتش سازه بتن مسلح به ابعاد سطح مقطع آن، ضخامت لایه محافظ، نوع، مقدار و قطر آرماتور، کلاس بتن و نوع سنگدانه، بار وارده بر سازه بستگی دارد. و طرح حمایتی آن

حد مقاومت سازه های محصور در برابر آتش با حرارت دادن سطح مقابل آتش به میزان 140 درجه سانتی گراد (کف، دیوار، پارتیشن) به ضخامت، نوع بتن و رطوبت آن بستگی دارد. با افزایش ضخامت و کاهش چگالی بتن، حد مقاومت در برابر آتش افزایش می یابد.

حد مقاومت در برابر آتش بر اساس از دست دادن ظرفیت باربری بستگی به نوع و ساختار پشتیبانی استاتیک سازه دارد. عناصر خمشی ساده تک دهانه (دال های تیر، پانل ها و عرشه کف، تیرها، تیرها) در صورت آتش سوزی در نتیجه گرم کردن آرماتورهای طولی پایین کار تا حداکثر دمای بحرانی از بین می روند. حد مقاومت در برابر آتش این سازه ها به ضخامت لایه محافظ آرماتور تحتانی کار، کلاس آرماتور، بار کاری و هدایت حرارتی بتن بستگی دارد. برای تیرها و پرلین ها، حد مقاومت در برابر آتش نیز به عرض مقطع بستگی دارد.

با همان پارامترهای طراحی، حد مقاومت تیرها در برابر آتش کمتر از دال ها است، زیرا در صورت آتش سوزی، تیرها از سه طرف (از پایین و دو وجه جانبی) گرم می شوند و دال ها فقط از دال ها گرم می شوند. سطح پایین

بهترین فولاد تقویت کننده از نظر مقاومت در برابر آتش، فولاد کلاس A-III درجه 25G2S است. دمای بحرانی این فولاد در لحظه رسیدن به حد مقاومت در برابر آتش سازه بارگذاری شده است بار تنظیمی، 570 درجه سانتیگراد است.

عرشه های پیش تنیده توخالی بزرگ ساخته شده در کارخانه از بتن سنگین با لایه محافظآرماتورهای 20 میلی متری و میله ای ساخته شده از فولاد کلاس A-IV دارای محدودیت مقاومت در برابر حریق 1 ساعت هستند که امکان استفاده از این کفپوش ها را در ساختمان های مسکونی فراهم می کند.

دال ها و پانل های مقطع جامد ساخته شده از بتن مسلح معمولی با لایه محافظ 10 میلی متر دارای محدودیت های مقاومت در برابر آتش هستند: تقویت فولادی کلاس های A-Iو A-II - 0.75 ساعت؛ A-III (درجه 25G2S) - 1 قاشق چایخوری.

در برخی موارد، سازه‌های خم‌شونده جدار نازک (صفحه‌ها و عرشه‌های توخالی و آجدار، میلگردها و تیرها با عرض مقطع 160 میلی‌متر یا کمتر، بدون قاب های عمودیدر تکیه گاه ها) تحت تأثیر آتش می تواند پیش از موعد در امتداد بخش مایل در تکیه گاه ها فرو بریزد. با نصب قاب های عمودی به طول حداقل 1/4 دهانه بر روی نواحی نگهدارنده این سازه ها از این نوع تخریب جلوگیری می شود.

اسلب های پشتیبانی شده در امتداد کانتور دارای حد مقاومت در برابر آتش به طور قابل توجهی بالاتر از عناصر خم شونده ساده هستند. این دال ها با آرماتور کاری در دو جهت تقویت می شوند، بنابراین مقاومت آنها در برابر آتش علاوه بر این به نسبت آرماتور در دهانه های کوتاه و بلند بستگی دارد. برای دال های مربعی که این نسبت برابر با واحد دارند، دمای بحرانی آرماتور در شروع حد مقاومت در برابر آتش 800 درجه سانتی گراد است.

با افزایش نسبت ابعاد دال، دمای بحرانی کاهش می یابد و در نتیجه حد مقاومت در برابر آتش نیز کاهش می یابد. با نسبت ابعاد بیش از چهار، حد مقاومت در برابر آتش تقریباً برابر با حد مقاومت در برابر حریق دال هایی است که از دو طرف پشتیبانی می شوند.

تیرها و دال‌های تیر از نظر استاتیکی نامشخص، هنگام گرم شدن، ظرفیت باربری خود را در نتیجه تخریب بخش‌های نگهدارنده و دهانه از دست می‌دهند. مقاطع در دهانه در نتیجه کاهش مقاومت آرماتور طولی پایینی از بین می روند و مقاطع نگهدارنده در نتیجه از بین رفتن مقاومت بتن در ناحیه تحت فشار پایین که گرم می شود از بین می روند. دمای بالا. میزان گرمایش این ناحیه به ابعاد مقطع بستگی دارد، بنابراین مقاومت در برابر آتش دال‌های تیر از نظر استاتیکی نامشخص به ضخامت آنها و تیرها به عرض و ارتفاع مقطع بستگی دارد. در اندازه های بزرگسطح مقطع، حد مقاومت در برابر آتش سازه های مورد بررسی به طور قابل توجهی بالاتر از سازه های تعیین شده استاتیکی است (تیرها و دال های تک دهانه ساده) و در برخی موارد (برای دال های تیر ضخیم، برای تیرهایی با آرماتور تکیه گاه بالایی قوی). ) عملاً به ضخامت لایه محافظ در آرماتور پایینی طولی بستگی ندارد.

ستون ها. حد مقاومت در برابر حریق ستون ها به الگوی اعمال بار (مرکزی، خارج از مرکز)، ابعاد مقطع، درصد آرماتور، نوع سنگدانه بتن درشت و ضخامت لایه محافظ آرماتور طولی بستگی دارد.

تخریب ستون ها هنگام گرم شدن در نتیجه کاهش مقاومت آرماتور و بتن اتفاق می افتد. اعمال بار خارج از مرکز مقاومت ستون ها در برابر آتش را کاهش می دهد. اگر بار با خارج از مرکز زیاد اعمال شود، مقاومت ستون در برابر آتش به ضخامت لایه محافظ آرماتور کششی بستگی دارد، یعنی. ماهیت عملکرد چنین ستون هایی هنگام گرم شدن مانند تیرهای ساده است. مقاومت در برابر آتش یک ستون با گریز از مرکز کم به مقاومت در برابر آتش نزدیک می شود ستون های فشرده مرکزی. ستون های بتنی روی سنگ خرد شده گرانیتمقاومت کمتری در برابر آتش (20%) نسبت به ستون های روی سنگ آهک خرد شده دارند. این با این واقعیت توضیح داده می شود که گرانیت در دمای 573 درجه سانتیگراد شروع به فروپاشی می کند و سنگ آهک در دمای 800 درجه سانتیگراد شروع به فروپاشی می کند.

دیوارها. در هنگام آتش سوزی، به عنوان یک قاعده، دیوارها از یک طرف گرم می شوند و بنابراین یا به سمت آتش یا در جهت مخالف خم می شوند. دیوار از یک ساختار فشرده مرکزی به یک ساختار غیرمتمرکز فشرده با افزایش خروج از مرکز در طول زمان تبدیل می شود. در این شرایط، مقاومت در برابر آتش دیوارهای باربرتا حد زیادی به بار و ضخامت آنها بستگی دارد. با افزایش بار و کاهش ضخامت دیوار، حد مقاومت در برابر آتش آن کاهش می یابد و بالعکس.

با افزایش تعداد طبقات ساختمان ها، بار روی دیوارها افزایش می یابد، بنابراین برای اطمینان از مقاومت لازم در برابر آتش، ضخامت دیوارهای عرضی باربر در ساختمان های مسکونی برابر (mm) در نظر گرفته می شود: در 5.. ساختمان های 9 طبقه - 120، 12 طبقه - 140، 16 طبقه - 160، در ساختمان های با ارتفاع بیش از 16 طبقه - 180 یا بیشتر.

پانل های دیواری خارجی تک لایه، دو لایه و سه لایه در معرض بارهای سبک هستند، بنابراین مقاومت در برابر آتش این دیوارها معمولاً الزامات ایمنی در برابر آتش را برآورده می کند.

ظرفیت تحمل بار دیوارها در دمای بالا نه تنها با تغییر ویژگی های مقاومتی بتن و فولاد، بلکه عمدتاً با تغییر شکل عنصر به عنوان یک کل تعیین می شود. مقاومت در برابر آتش دیوارها معمولاً با از دست دادن ظرفیت باربری (تخریب) در حالت گرم تعیین می شود. نشانه گرم کردن سطح دیوار "سرد" در دمای 140 درجه سانتیگراد معمولی نیست. حد مقاومت در برابر آتش بستگی به بار کاری (ضریب ایمنی سازه) دارد. تخریب دیوارها در اثر ضربه یک طرفه طبق یکی از سه طرح زیر رخ می دهد:

• 1) با توسعه برگشت ناپذیر انحراف به سمت سطح گرم دیوار و تخریب آن در وسط ارتفاع به دلیل اولین یا دومین مورد فشرده سازی خارج از مرکز (بیش از آرماتور گرم شده یا بتن "سرد").
• 2) با انحراف عنصر در ابتدا در جهت گرمایش و در مرحله نهاییدر جهت مخالف؛ تخریب - در وسط ارتفاع روی بتن گرم یا روی آرماتور "سرد" (کشیده)؛
• 3) با جهت متغیر انحراف، مانند طرح 1، اما تخریب دیوار در مناطق پشتیبانی در امتداد بتن سطح "سرد" یا در امتداد بخش های مایل رخ می دهد.

الگوی شکست اول برای دیوارهای انعطاف پذیر، دوم و سوم - برای دیوارهایی با انعطاف پذیری کمتر و دیوارهای پشتیبانی شده از پلت فرم معمول است. اگر آزادی چرخش بخش های نگهدارنده دیوار را محدود کنید، همانطور که در مورد تکیه گاه پلت فرم است، تغییر شکل پذیری آن کاهش می یابد و در نتیجه حد مقاومت در برابر آتش افزایش می یابد. بنابراین، پشتیبانی سکوی دیوارها (روی صفحات غیرقابل جابجایی) حد مقاومت در برابر آتش را به طور متوسط ​​دو برابر در مقایسه با تکیه گاه لولایی، بدون توجه به الگوی تخریب عنصر افزایش داد.

کاهش درصد تقویت دیوار با تکیه گاه لولایی، حد مقاومت در برابر آتش را کاهش می دهد. با پشتیبانی پلت فرم، تغییر در حدود معمول آرماتور دیوار عملاً تأثیری بر مقاومت آنها در برابر آتش ندارد. هنگامی که دیوار از دو طرف به طور همزمان گرم می شود ( دیوارهای داخلی) انحراف دما را تجربه نمی کند، سازه بر روی فشرده سازی مرکزی به کار خود ادامه می دهد و بنابراین حد مقاومت در برابر آتش کمتر از گرمایش یک طرفه نیست.

اصول اولیه برای محاسبه مقاومت در برابر آتش سازه های بتن مسلح

مقاومت در برابر آتش سازه های بتن مسلح معمولاً در نتیجه از دست دادن ظرفیت باربری (فروپاشی) به دلیل کاهش مقاومت، انبساط حرارتی و خزش دمای آرماتور و بتن هنگام گرم شدن و همچنین به دلیل کاهش می یابد. با توجه به این شاخص ها - حد مقاومت در برابر آتش سازه های بتن مسلح را می توان با محاسبه پیدا کرد.

به طور کلی محاسبه از دو بخش حرارتی و استاتیکی تشکیل شده است.

در بخش مهندسی حرارتی، درجه حرارت در طول مقطع سازه در طول گرمایش طبق رژیم دمایی استاندارد تعیین می شود. در قسمت استاتیک ظرفیت باربری (مقاومت) سازه گرم شده محاسبه می شود. سپس نموداری برای کاهش ظرفیت باربری آن در طول زمان ترسیم می شود (شکل 3.7). با استفاده از این نمودار، حد مقاومت در برابر آتش پیدا می شود، یعنی. زمان گرمایش، پس از آن ظرفیت باربری سازه به بار کاری کاهش می یابد، یعنی. هنگامی که برابری اتفاق می افتد: M rt (N rt) = M n (M n)، که در آن M rt (N rt) ظرفیت باربری سازه خمشی (فشرده یا غیرمتمرکز فشرده) است.

M n (M n)، - گشتاور خمشی (نیروی طولی) از بار کاری استاندارد یا دیگر.

در مورد سوال محاسبه اسلب های بدون تیر برای مقاومت در برابر آتش

در مورد سوال محاسبه اسلب های بدون تیر برای مقاومت در برابر آتش

V.V. ژوکوف، V.N. لاوروف

این مقاله در نشریه "بتن و بتن مسلح - راه های توسعه" منتشر شد. آثار علمیدومین کنفرانس روسی (بین المللی) بتن و بتن مسلح. 5-9 سپتامبر 2005 مسکو; در 5 جلد. NIIZHB 2005، جلد 2. گزارش های مقطعی. بخش "سازه های بتن آرمه ساختمان ها و سازه ها."، 2005.

بیایید محاسبه حد مقاومت در برابر آتش یک طبقه بدون تیر را با استفاده از مثالی که در عمل ساخت و ساز بسیار رایج است، در نظر بگیریم. کف بتن آرمه بدون تیر دارای ضخامت 200 میلی متر از بتن کلاس فشاری B25 است که با شبکه ای با سلول های 200x200 میلی متر از آرماتور کلاس A400 با قطر 16 میلی متر با لایه محافظ 33 میلی متر (تا مرکز ثقل) تقویت شده است. آرماتور) در سطح زیرین کف و A400 با قطر 12 میلی متر با یک لایه محافظ 28 میلی متر (تا مرکز) در سطح بالایی. فاصله بین ستون ها 7 متر است. در ساختمان مورد نظر، کف یک مانع آتش سوزی از نوع اول است و باید دارای حد مقاومت در برابر آتش برای از دست دادن ظرفیت عایق حرارتی (I)، یکپارچگی (E) و ظرفیت باربری (R) REI 150 باشد. حد مقاومت در برابر آتش طبق اسناد موجود می تواند با محاسبه ضخامت لایه محافظ (R) برای یک سازه قابل تعریف استاتیک، با توجه به ضخامت کف (I) و امکان تخریب شکننده در آتش سوزی تعیین شود. (E). در این مورد، تخمین نسبتاً صحیحی با محاسبات I و E ارائه می شود و ظرفیت باربری کف در آتش سوزی به عنوان یک سازه استاتیکی نامعین تنها با محاسبه حالت تنش حرارتی با استفاده از تئوری الاستیک قابل تعیین است. - پلاستیسیته بتن مسلح هنگام گرم شدن یا تئوری روش تعادل حدی سازه تحت تأثیر بارهای استاتیکی و حرارتی در آتش. آخرین تئوری ساده ترین است، زیرا نیازی به تعیین تنش ها از بار استاتیکی و دما ندارد، بلکه فقط به نیروها (لحظه ها) ناشی از عمل بار استاتیکی نیاز دارد، با در نظر گرفتن تغییر در خواص بتن و آرماتور در زمان. تا زمانی که لولاهای پلاستیکی در ساختار استاتیکی نامشخص ظاهر شوند، هنگامی که به مکانیزم تبدیل می شود، گرم می شود. در این راستا ارزیابی ظرفیت باربری یک طبقه بدون تیر در هنگام آتش سوزی با استفاده از روش تعادل حدی و در واحدهای نسبی نسبت به ظرفیت باربری کف در شرایط عادیعمل. نقشه های کاری ساختمان بررسی و تجزیه و تحلیل شد، محاسبات حدود مقاومت در برابر آتش یک طبقه بدون تیر بتن مسلح بر اساس وقوع علائم حالت حدی که برای این سازه ها نرمال شده است، انجام شد. محاسبه حدود مقاومت در برابر آتش بر اساس ظرفیت باربری با در نظر گرفتن تغییرات دمای بتن و آرماتور در طول 2.5 ساعت آزمایش استاندارد انجام شد. تمام مشخصات ترمودینامیکی و فیزیکی-مکانیکی مصالح ساختمانی ارائه شده در این گزارش بر اساس داده های VNIIPO، NIIZHB، TsNIISK است.

حد مقاومت در برابر آتش سوزی پوشش با از دست دادن توانایی عایق حرارتی (I)

در عمل گرمایش سازه ها توسط محاسبات تفاضل محدود یا اجزا محدود با استفاده از کامپیوتر تعیین می شود. هنگام حل مشکل هدایت حرارتی، تغییرات در خواص ترموفیزیکی بتن و آرماتور در طول گرمایش در نظر گرفته می شود. محاسبه دما در یک سازه به صورت استاندارد شرایط دماییتولید شده در شرایط اولیه: دمای سازه ها و محیط خارجی 20 درجه سانتیگراد است. دمای محیط در هنگام آتش سوزی بسته به زمان تغییر می کند. هنگام محاسبه دما در سازه ها، تبادلات حرارتی Qc همرفتی و Qr تابشی بین محیط گرم شده و سطح در نظر گرفته می شود. محاسبات دما را می توان با استفاده از ضخامت مشروط لایه بتن در نظر گرفته Xi از سطح گرم شده انجام داد. برای تعیین دما در بتن محاسبه کنید

با استفاده از فرمول (5) توزیع دما بر روی ضخامت کف را پس از 2.5 ساعت آتش سوزی تعیین می کنیم. با استفاده از فرمول (6) ضخامت طبقات را تعیین می کنیم که برای رسیدن به دمای بحرانی 220 درجه سانتیگراد در سطح گرم نشده آن در 2.5 ساعت ضروری است. این ضخامت 97 میلی متر است. در نتیجه، یک کف با ضخامت 200 میلی متر دارای حد مقاومت در برابر آتش برای از دست دادن ظرفیت عایق حرارتی حداقل 2.5 ساعت خواهد بود.

حد مقاومت در برابر حریق صفحه کف به دلیل از دست دادن یکپارچگی (E)

در صورت آتش سوزی در ساختمان ها و سازه هایی که از سازه های بتنی و بتن مسلح استفاده می کنند، تخریب شکننده بتن امکان پذیر است که منجر به از بین رفتن یکپارچگی سازه می شود. تخریب ناگهانی، سریع اتفاق می افتد و بنابراین خطرناک ترین است. تخریب شکننده بتن، به طور معمول، 5-20 دقیقه پس از شروع قرار گرفتن در معرض آتش شروع می شود و خود را به عنوان شکستن قطعات بتن از سطح گرم شده سازه نشان می دهد، در نتیجه، ممکن است سوراخی در آن ظاهر شود ساختار، یعنی سازه می تواند به دلیل از دست دادن یکپارچگی (E) به مقاومت زودرس در برابر آتش دست یابد. تخریب شکننده بتن ممکن است با یک جلوه صوتی به شکل یک ضربه سبک، یک ترک با شدت متفاوت یا یک "انفجار" همراه باشد. در مورد شکستگی شکننده بتن، قطعات با وزن تا چند کیلوگرم می توانند در فاصله 10-20 متری پراکنده شوند، در آتش سوزی، بیشترین تأثیر را بر شکستگی شکننده بتن اعمال می کند: تنش های دمایی ذاتی. گرادیان دما در سطح مقطع عنصر، تنش‌های ناشی از عدم تعیین استاتیکی سازه‌ها، بارهای خارجی و فیلتراسیون بخار از طریق سازه بتنی. تخریب شکننده بتن در آتش به ساختار بتن، ترکیب آن، رطوبت، دما، شرایط مرزی و بار خارجی بستگی دارد. هم به جنس (بتن) و هم به نوع سازه بتن یا بتن آرمه بستگی دارد. ارزیابی حد مقاومت در برابر آتش کف بتن آرمهاز دست دادن یکپارچگی را می توان با مقدار معیار شکست ترد (F) بدست آورد که با فرمول ارائه شده در زیر تعیین می شود:

حد مقاومت در برابر آتش در اثر از دست دادن ظرفیت بارگیری (R)

بر اساس ظرفیت باربری، مقاومت سقف در برابر آتش نیز با محاسبه تعیین می شود که مجاز است. مشکلات حرارتی و استاتیکی حل شده است. در بخش حرارتی محاسبه، توزیع دما در امتداد ضخامت دال تحت تأثیر حرارتی استاندارد تعیین می شود. در قسمت استاتیکی محاسبات، ظرفیت باربری دال در زمان آتش سوزی به مدت 2.5 ساعت تعیین می شود. ترکیبی از بارها برای محاسبه حد مقاومت در برابر آتش، ویژه در نظر گرفته می شود. در این صورت مجاز است بارهای کوتاه مدت در نظر گرفته نشود و فقط بارهای هنجاری بلند مدت دائمی و موقت در نظر گرفته شود. بارهای روی دال در هنگام آتش سوزی بر اساس روش NIIZHB تعیین می شود. اگر ظرفیت باربری محاسبه شده دال در شرایط عملیاتی معمولی برابر با R باشد، مقدار بار محاسبه شده P = 0.95 R است. بار استاندارد در هنگام آتش سوزی 0.5 R است. مقاومت محاسبه شده مصالح برای محاسبه حدود مقاومت در برابر آتش با ضریب ایمنی 0.83 برای بتن و 0.9 برای آرماتور در نظر گرفته شده است. حد مقاومت در برابر آتش دال‌های کف بتن مسلح تقویت‌شده با آرماتور میله‌ای ممکن است به دلایلی رخ دهد که باید در نظر گرفته شوند: لغزش آرماتور روی تکیه گاهی که لایه تماس بتن و آرماتور تا دمای بحرانی گرم می‌شود. خزش تقویت و تخریب هنگام گرم کردن آرماتور تا دمای بحرانی. در ساختمان مورد نظر از کف‌های بتن آرمه یکپارچه استفاده می‌شود و با در نظر گرفتن تغییرات خواص فیزیکی و مکانیکی بتن و آرماتور هنگام گرم شدن، ظرفیت باربری آن‌ها در مواقع آتش‌سوزی با استفاده از روش تعادل حدی تعیین می‌شود. لازم است یک انحراف کوچک در مورد امکان استفاده از روش تعادل حدی برای محاسبه حد مقاومت در برابر آتش سازه های بتن مسلح تحت تأثیر حرارتی در هنگام آتش سوزی انجام شود. طبق داده‌ها، «تا زمانی که روش تعادل حدی به قوت خود باقی است، حدود ظرفیت باربری کاملاً مستقل از تنش‌های واقعی ایجاد شده و در نتیجه عواملی مانند تغییر شکل دما، جابجایی تکیه‌گاه‌ها و غیره است. ” اما در عین حال، لازم است که تحقق پیش نیازهای زیر را نیز در نظر گرفت: عناصر سازه نباید قبل از رسیدن به مرحله محدود کننده شکننده باشند، خود تنش ها نباید بر شرایط محدود کننده عناصر تأثیر بگذارد. در سازه های بتن آرمه، این پیش نیازها برای اعمال روش تعادل حدی حفظ می شود، اما برای این امر لازم است که در مکان هایی که لولاهای پلاستیکی تشکیل می شود، هیچ لغزشی آرماتور وجود نداشته باشد و عناصر سازه قبل از رسیدن به حالت حدی، شکننده شود. . در هنگام آتش سوزی، بیشترین گرمایش دال کف از پایین در ناحیه حداکثر گشتاور مشاهده می شود، جایی که، به عنوان یک قاعده، اولین لولای پلاستیکی با لنگر انداختن کافی آرماتور کششی با تغییر شکل قابل توجه آن از گرمایش برای چرخش در آن تشکیل می شود. لولا و توزیع مجدد نیروها در منطقه پشتیبانی. در مورد دوم، بتن گرم به افزایش تغییر شکل‌پذیری لولا پلاستیکی کمک می‌کند. اگر بتوان از روش تعادل حدی استفاده کرد، آنگاه تنش‌های ذاتی (که در قالب تنش‌های ناشی از دما موجود است - یادداشت نویسندگان) بر حد داخلی و خارجی ظرفیت باربری سازه‌ها تأثیر نمی‌گذارد. هنگام محاسبه با روش تعادل حدی، فرض می شود، برای این داده های تجربی مربوطه وجود دارد، که در حین آتش سوزی، تحت تأثیر بار، دال به پیوندهای مسطحی که در امتداد خطوط شکست توسط لولاهای پلاستیکی خطی به یکدیگر متصل شده اند شکسته می شود. . استفاده از بخشی از ظرفیت باربری طراحی سازه در شرایط عملیاتی معمولی به عنوان بار در مواقع آتش سوزی و همین طرح تخریب دال در شرایط عادی و هنگام آتش سوزی امکان محاسبه حد مقاومت در برابر حریق را فراهم می کند. دال در واحدهای نسبی، مستقل از ویژگی های هندسیاسلب در پلان اجازه دهید حد مقاومت در برابر آتش یک دال ساخته شده از بتن سنگین کلاس مقاومت فشاری B25 با مقاومت فشاری استاندارد 18.5 مگاپاسکال در 20 درجه سانتیگراد را محاسبه کنیم. کلاس تقویتی A400 با مقاومت کششی استاندارد (20 درجه سانتیگراد) 391.3 مگاپاسکال (4000 کیلوگرم بر سانتی متر مربع). تغییرات در مقاومت بتن و آرماتور در هنگام گرمایش بر اساس. محاسبه شکست یک نوار جداگانه از پانل ها با این فرض انجام می شود که لولاهای پلاستیکی خطی در نوار در نظر گرفته شده از پانل ها به موازات محور این نوار تشکیل می شوند: یک لولا پلاستیکی خطی در دهانه با شکاف هایی که از زیر باز می شوند و یک لولا پلاستیکی خطی در ستون ها با شکاف هایی که از بالا باز می شوند. خطرناک ترین ترک ها در آتش سوزی ترک هایی از پایین هستند که حرارت آرماتورهای کشیده بسیار بیشتر از ترک های از بالا است. ظرفیت باربری R کل کف در هنگام آتش سوزی با استفاده از فرمول محاسبه می شود:

دمای این آرماتور پس از 2.5 ساعت آتش سوزی 503.5 درجه سانتیگراد است. ارتفاع ناحیه فشرده در بتن دال در لولای پلاستیکی وسط (در ذخیره بدون در نظر گرفتن آرماتور در ناحیه فشرده بتن).

اجازه دهید ظرفیت باربری طراحی مربوطه کف R3 را در شرایط عملیاتی معمولی برای یک طبقه با ضخامت 200 میلی متر، در ارتفاع منطقه فشرده برای لولای میانی در xc = تعیین کنیم. شانه جفت داخلی Zc = 15.8 سانتی متر و ارتفاع ناحیه فشرده لولای چپ و راست Xc = Xn = 1.34 سانتی متر، شانه جفت داخلی Zx = Zn = 16.53 سانتی متر ظرفیت باربری طبقه R3 با ضخامت 20 سانتی متر در دمای 20 درجه سانتی گراد.

البته در این مورد شرایط زیر باید رعایت شود: الف) حداقل 20 درصد آرماتور فوقانی مورد نیاز روی تکیه گاه باید از وسط دهانه عبور کند. ب) آرماتور فوقانی بالای تکیه گاه های بیرونی یک سیستم پیوسته در فاصله حداقل 0.4 لیتری به سمت دهانه از تکیه گاه وارد شده و سپس به تدریج قطع می شود (l طول دهانه است). ج) تمام آرماتورهای فوقانی بالای تکیه گاه های میانی باید حداقل 0.15 لیتر تا دهانه گسترش یابد.

نتیجه گیری

1. برای ارزیابی حد مقاومت در برابر آتش یک کف بتن مسلح بدون تیر، محاسبات حد مقاومت در برابر آتش آن باید بر اساس سه علامت حالت حدی انجام شود: کاهش ظرفیت باربری R. از دست دادن یکپارچگی E; از دست دادن توانایی عایق حرارتی I. در این مورد می توان از روش های زیر استفاده کرد: تعادل محدود، گرمایش و مکانیک ترک.
2. محاسبات نشان داده است که برای شی مورد نظر، برای هر سه حالت های محدودحد مقاومت در برابر آتش کفپوش به ضخامت 200 میلی متر ساخته شده از بتن کلاس مقاومت فشاری B25، تقویت شده با مش تقویتی با سلول های 200x200 میلی متر، فولاد A400 با ضخامت لایه محافظ آرماتور با قطر 16 میلی متر در سطح زیرین 33 میلی متر. و سطح بالایی با قطر 12 میلی متر - 28 میلی متر حداقل REI 150 است.
3. این کف بتن مسلح بدون تیر می تواند به عنوان یک مانع آتش، نوع اول با توجه به.
4. ارزیابی حداقل حد مقاومت در برابر آتش یک کف بتن مسلح بدون تیر را می توان با استفاده از روش تعادل حدی در شرایط تعبیه کافی آرماتور کششی در مکان هایی که لولاهای پلاستیکی تشکیل می شود انجام داد.

ادبیات

1. دستورالعمل برای محاسبه حد واقعی مقاومت در برابر آتش بتن مسلح سازه های ساختمانیبر اساس استفاده از کامپیوتر - M.: VNIIPO، 1975.
2. GOST 30247.0-94. سازه های ساختمانی. روش های تست مقاومت در برابر آتش م.، 1994. – 10 ص.
3. SP 52-101-2003. سازه های بتنی و بتن آرمه بدون آرماتور پیش تنیدگی. - M.: FSUE TsPP، 2004. -54 ص.
4. SNiP-2.03.04-84. سازه های بتنی و بتن مسلح برای کار در شرایط دمای بالا و بالا طراحی شده اند. - M.: CITP Gosstroy اتحاد جماهیر شوروی، 1985.
5. توصیه هایی برای محاسبه حدود مقاومت در برابر آتش سازه های بتنی و بتن مسلح. – م.: استروییزدات، 1979. – 38 ص.
6. SNiP-21-01-97* ایمنی آتشساختمان ها و سازه ها. TsPP شرکت واحد دولتی، 1997. - 14 ص.
7. توصیه هایی برای حفاظت از سازه های بتنی و بتن مسلح در برابر تخریب شکننده در آتش. – م.: استروییزدات، 1979. – 21 ص.
8. توصیه هایی برای طراحی دال های کف توخالی با مقاومت لازم در برابر آتش. - M.: NIIZhB، 1987. - 28 p.
9. راهنمای محاسبه سازه های بتن مسلح نامعین استاتیکی. – م.: استروییزدات، 1975. ص.98-121.
10. توصیه های روش شناختی برای محاسبه مقاومت در برابر آتش و ایمنی در برابر آتش سازه های بتن مسلح (MDS 21-2.000). - M.: NIIZhB، 2000. - 92 ص.
11. Gvozdev A.A. محاسبه ظرفیت باربری سازه ها با استفاده از روش تعادل حدی. انتشارات دولتی ادبیات ساختمانی. - م.، 1949.