Курсовая работа: Расчет огнестойкости строительных и железобетонных конструкций

Е_bt = Е_b β_t =24000∙0.6=14400 МПа – модуль упругости нагретого бетона;

ρ=2250 кг/м³ – плотность бетона в сухом состоянии (без влаги);

λ =1.11 Вт/м град. – коэффициент теплопроводности;

К₁ ^/ =0.53 МПа^-3/2 – коэффициент псевдоинтенсивности напряжений неоднородного материала.

Значения коэффициентов α_bt , β_{t ,} ρ, λ определены для температуры бетона при пожаре 200°С.

Общая пористость бетона (П) с плотным заполнителем при В/Ц=0.4:

П= Ц (В/Ц – 0.2) 10^-3 = 550 (0.4–0.2) 0.001=0.11 м³ /м³ ,

где Ц = 550 кг/м³ – расход цемента;

В/Ц==0.4 – водоцементное отношение.

Влажность бетона по массе (W_в ) принята в зависимости от относительной расчетной влажности воздуха в помещении (φ=65%), при которой будет эксплуатироваться конструкция, и расхода цемента (550 кг):

W_в =0.03 кг/кг.

Эксплуатационная объемная влажность бетона W_0э с плотными заполнителями определена как его средняя равновесная влажность:

W_0э =W_в ρ ^10-3 =0.03∙2250∙0.001=0.0675 м³ /м³ .

Критерий хрупкого разрушения (F) находится в интервале от 4 до 6 следовательно, при пожаре бетон хрупко разрушается. Вероятность хрупкого разрушения бетона может быть снижена при увеличении толщины полки плиты, с таким расчетом, чтобы ее значение находилось в безопасной зоне. При толщине полки 100 мм происходит снижение вероятности хрупкого разрушения бетона. Для полного предотвращения хрупкого разрушения бетона при пожаре необходимо снизить его объемную влажность ниже критического значения (W_0кр ).

Значение объемной критической влажности бетона (W_0кр ):

где с=0.58 Вт м/(МПа⁰ С) – коэффициент пропорциональности;

R_btn =1.5 МПа – нормативное сопротивление бетона осевому растяжению;

μ_кр =σ_сж /R_bn =0.95 – критическое значение относительного сжимающего напряжения.

W_0э <W_0кр – бетон данной конструкции хрупко разрушаться не будет.

Расчет предела огнестойкости по потере несущей способности

Поскольку в серии предусмотрены плиты перекрытия, имеющие различные параметры продольной арматуры (количество стержней, диаметр), определение предела огнестойкости по потере несущей способности производится по относительным нагрузкам (μ=σ/R_sn ) для наиболее неблагоприятного сочетания параметров конструкций.

Расчет производится по методике «Рекомендаций по расчету пределов огнестойкости бетонных и железобетонных конструкций» [4]. Плиты перекрытия при установке на балки располагаются рядом, таким образом, воздействие пожара непосредственно на ребро рассчитываемой конструкции (Р) возможно с двух взаимно перпендикулярных сторон. Расстояние до оси арматуры 45 мм, при этом толщина защитного слоя бетона для всех плит перекрытия серии предусмотрена не менее 30 мм.

Поскольку ξ<, разрушение конструкции происходит по потере прочности арматуры, проверка сжатой зоны бетона по потере прочности при нагреве – не целесообразна.

Расчетная величина x∙для арматуры:

м.

где δ =0.03 м, толщина защитного слоя бетона;

φ₁ = 0.62; φ₂ =0.5 – расчетные коэффициенты, зависящие от плотности бетона [4];

d =0.024 м – минимальный диаметр продольной арматуры;