Дата введения - 1 ноября 2006 г.

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

ПРАВИЛА
ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ОГНЕСТОЙКОСТИ
И ОГНЕСОХРАННОСТИ
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

СТО 36554501-006-2006

Москва
2006

Предисловие

Цели и задачи разработки, а также использования стандартов организаций в РФ установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила разработки и оформления - ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения» и ГОСТ Р 1.4-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций. Общие положения»

Сведения о стандарте:

1 Разработан и внесен лабораторией температуростойкости и диагностики бетона и железобетонных конструкций НИИЖБ - филиалом ФГУП «НИЦ «Строительство» и группой специалистов (д-р техн. наук А.Ф. Милованов, кандидаты техн. наук В.В. Соломонов, И.С. Кузнецова, инж. О.П. Баранова).

2 Рекомендован к принятию конструкторской секцией научно-технического совета НИИЖБ от 13 июля 2006 г.

3 Утвержден и введен в действие приказом и.о. генерального директора ФГУП «НИЦ Строительство» от 20 октября 2006 г. № 156.

4 ВЗАМЕН:

«МДС 21-2.2000 «Методические рекомендации по расчету огнестойкости и огнесохранности железобетонных конструкций».

«Пособия по определению пределов огнестойкости конструкций, пределов распространения огня и групп возгораемости материалов» в части железобетонных конструкций.

«Рекомендаций по защите бетонных и железобетонных конструкций от хрупкого разрушения при пожаре».

«Рекомендаций по проектированию многопустотных плит перекрытий с требуемым пределом огнестойкости».

«Рекомендаций по расчету пределов огнестойкости бетонных и железобетонных конструкций».

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение. 2 1 Область применения. 3 2 Нормативные ссылки. 3 3 Термины и определения. 4 4 Общие требования. 4 5 Свойства бетона и арматуры при огневом воздействии и после него. 7 Бетон. 7 Арматура. 11 6 Теплотехнический расчет железобетонных конструкций. 13 7 Предел огнестойкости плит и стен по потере теплоизолирующей способности. 14 8 Расчет предела огнестойкости по потере несущей способности. 15 Основные условия. 15 Плиты.. 17 Многопустотные плиты.. 18 Консольные плиты.. 19 Балки. 19 Колонны.. 21 Несущие стены.. 24 Растянутые элементы.. 25 Расчет прочности нормальных сечений на основе деформационной модели. 26 Железобетонные элементы при действии поперечных сил. 29 Статически неопределимые конструкции. 31 Расчет плиты безбалочного перекрытия. 35 Расчет плит балочного перекрытия. 36 Расчет железобетонных плит на продавливание. 39 Потери предварительного напряжения в арматуре. 42 9 Расчет предела огнестойкости по целостности. 44 10 Конструктивные требования, повышающие предел огнестойкости железобетонных конструкций. 47 11. Огнесохранность железобетонных конструкций после пожара. 48 Прочность после пожара. 48 Расчет прогиба после пожара. 49 12. Конструктивные требования, обеспечивающие огнесохранность железобетонных конструкций. 54 13. Пояснения к приложениям.. 55 Приложение А Температура прогрева бетона в плитах и стенах при одностороннем огневом воздействии стандартного пожара. 56 Приложение Б Температура прогрева бетона в колоннах, балках и ребристых конструкциях. 61 Приложение В Основные буквенные обозначения. 83

Введение

Стандарт организации «Правила по обеспечению огнестойкости и огнесохранности железобетонных конструкций» разработан в соответствии с требованиями СНиП 52-01 и СНиП 21-01, норм международных организаций по стандартизации и нормированию.

Основными отличиями положений СТО от разработанных ранее рекомендаций, инструкций и пособий являются:

приоритетность требований СНиП 52-01 и СНиП 21-01 по сравнению с другими нормативными требованиями;

применимость противопожарных требований к объектам защиты на стадии проектирования, строительства и эксплуатации, включая реконструкцию и ремонт;

главные требования к бетону и арматуре, к диаграммам деформирования бетона на сжатие и арматуры на сжатие и растяжения от огневого воздействия при температурах до 800 °С как в нагретом состоянии во время пожара, так и в охлажденном состоянии после пожара;

конструктивные требования, повышающие пределы огнестойкости и огнесохранности железобетонных конструкций;

основные требования к расчету огнесохранности железобетонных конструкций, поврежденных пожаром, с целью установления возможности их дальнейшей эксплуатации.

Приведенные методы расчета пределов огнестойкости и огнесохранности железобетонных конструкций позволяют устанавливать их уже при проектировании в соответствии с классификацией, принятой в СНиП 21-01.

 

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

ПРАВИЛА ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ОГНЕСТОЙКОСТИ И ОГНЕСОХРАННОСТИ
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Fire Resistance and Fire Safety of Reinforced Concrete Structures

Дата введения - 1 ноября 2006 г.

Область применения

Настоящий стандарт разработан как дополнение и уточнение СНиП 21-01, СНиП 52-01 и распространяется на проектирование, строительство, техническое обследование и реконструкцию после пожара зданий и сооружений из железобетона.

Данный стандарт содержит основные положения по расчету огнестойкости и огнесохранности железобетонных конструкций. Он дает возможность на стадии проектирования оценить пределы огнестойкости железобетонных конструкций, проверить их соответствие требованиям СНиП 21-01 и установить огнесохранность железобетонных конструкций после пожара. В основу стандарта положены экспериментальные и теоретические исследования, выполненные НИИЖБ, ГУП ВНИИПО, МГСУ, СГСУ, а также материалы международных организаций: Европейского комитета по стандарту (CEN), Международного совета по строительству (CIB), Международной организации по стандартизации (ISO), Международного совета лабораторий по испытанию строительных материалов и конструкций (RILEM), Международной федерации по конструктивному бетону (FIB).

Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные документы:

СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия

СНиП 21-01-97* Пожарная безопасность зданий и сооружений

СНиП 52-01-2003 Бетонные и железобетонные конструкции

СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры

СП 52-102-2004 Предварительно напряженные железобетонные конструкции

Инструкция по расчету фактических пределов огнестойкости железобетонных конструкций на основе новых требований СНиП

ГОСТ 12.1.033-81 ССБТ. Пожарная безопасность. Термины и определения

ГОСТ 30247.1-94 Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции

ГОСТ 30403-96 Конструкции строительные. Метод определения пожарной опасности

СТ СЭВ 383-87 Пожарная безопасность в строительстве. Термины и определения

НПБ 233-96 Здания и фрагменты зданий. Метод натурных огневых испытаний. Общие требования

МГСН 4.19-2005 Временные нормы и правила проектирования многофункциональных высотных зданий и зданий комплексов в городе Москве

МГСН 4.04-94 Многофункциональные здания и комплексы

ТСН 102-00 Железобетонные конструкции с арматурой классов А500С и А400С

EN 1992-1-2 Structural Fire Design

3 Термины и определения

В настоящем стандарте, за исключением специально оговоренных случаев, приняты термины и определения, приведенные в СТ СЭВ 383 и ГОСТ 12.1.033.

4 Общие требования

4.1 Согласно СНиП 21-01 строительные конструкции характеризуются огнестойкостью.

Показателем огнестойкости является предел огнестойкости. Предел огнестойкости строительных конструкций устанавливается по времени в минутах наступления одного или последовательно нескольких, нормируемых для данной конструкции, признаков предельных состояний:

- потери несущей способности R;

- потери теплоизолирующей способности I;

- потери целостности Е.

Пределы огнестойкости строительных конструкций и их условные обозначения устанавливают по ГОСТ 30247.1.

4.2 Здания и сооружения, а также их части, выделенные противопожарными стенами и перекрытиями (пожарные отсеки), подразделяются по степеням огнестойкости (табл. 4.1).

К несущим элементам здания или сооружения относятся конструкции, обеспечивающие его общую устойчивость и геометрическую неизменяемость: несущие стены, колонны, балки перекрытий, ригели, фермы, рамы, арки, связи, диафрагмы жесткости и т.п. К пределу огнестойкости несущих элементов здания, выполняющих одновременно функции ограждающих конструкций, например к несущим стенам, помимо предела огнестойкости по несущей способности R, должны предъявляться дополнительные требования по потере изолирующей способности I и потере целостности Е.

Таблица 4.1

Степень огнестойкости здания	Предел огнестойкости железобетонных строительных конструкций, мин, не менее
Несущие элементы здания	Наружные ненесущие стены	Перекрытия междуэтажные (в том числе чердачные и над подвалами)	Элементы бесчердачных покрытий	Лестничные клетки
настилы, плиты (в том числе с утеплителем)	фермы, балки, прогоны	внутренние стены	марши и площадки лестниц
Особая	R180* Е60***	Е60	R180* EI120**	REI 120**	R180*	R180* EI180	R60
I	R120	Е30	REI60	RE30	R30	REI120	R60
II	R90	Е15	REI45	RE15	R15	REI90	R60
III	R45	Е15	REI45	RE15	R15	REI60	R45
* Для зданий высотой более 100 м предел огнестойкости, как правило, устанавливается R240. ** Для зданий высотой менее 100 м предел огнестойкости устанавливается REI180, EI180. *** Предел огнестойкости Е60 устанавливается только для наружных стен.

Здания и сооружения с несущими конструкциями из железобетона подразделяют по степени огнестойкости:

- особая - многофункциональные, высотные здания и здания-комплексы;

- I степень - ограждающие конструкции выполнены из железобетона и применяются листовые и плитные негорючие материалы;

- II степень - покрытия выполнены из стальных конструкций;

- III степень - применены перекрытия деревянные, защищенные штукатуркой или негорючим листовым, плитным материалом, а также для зданий каркасного типа с элементами каркаса из стальных конструкций и с ограждающими конструкциями из профилированных листов или других негорючих материалов со слабогорючим утеплителем группы Г1.

4.3 Предел огнестойкости противопожарных преград (стены и перекрытия) для зданий особой степени огнестойкости устанавливают REI180; при высоте здания более 100 м - REI240; для зданий I, II и IIIстепеней огнестойкости - REI150.

4.4 За предел огнестойкости железобетонных конструкций принимают время в минутах от начала огневого стандартного воздействия до возникновения одного из предельных состояний по огнестойкости:

- по потере несущей способности R конструкций и узлов (обрушение или недопустимый прогиб в зависимости от типа конструкций);

- по теплоизолирующей способности I - повышение средней температуры на необогреваемой поверхности до 160 °С или в любой другой точке этой поверхности до 180 °С по сравнению с температурой конструкции до нагрева, или прогрев до 220 °С независимо от температуры конструкции до огневого воздействия (ГОСТ 30247.1);

- по целостности Е - образование в конструкции сквозных трещин или сквозных отверстий, через которые проникают продукты горения или пламя.

Для несущих железобетонных конструкций (балки, прогоны, ригели, колонны) предельным состоянием по огнестойкости является потеря несущей способности конструкции R.

В железобетонных конструкциях, в которых наблюдается хрупкое разрушение по сжатому бетону (колонны с малым эксцентриситетом, изгибаемые переармированные элементы), за потерю несущей способности принимается полное разрушение конструкции во время пожара.

Изгибаемые, внецентренно сжатые и растянутые с большим эксцентриситетом элементы характеризуются развитием больших необратимых деформаций арматуры и бетона, и за потерю несущей способности принимается развитие прогиба еще до того, как наступит полное разрушение.

4.5 Расчет предела огнестойкости железобетонной конструкции по потере несущей способности R состоит из теплотехнической и статической частей.

Теплотехнический расчет должен обеспечить время предела огнестойкости, по истечении которого арматура нагревается до критической температуры или сечение бетона конструкции сокращается до предельного значения при воздействии на нее стандартного температурного режима.

Статический расчет должен обеспечить защиту железобетонной конструкции от разрушения, а также от потери устойчивости при совместном воздействии нормативной нагрузки и стандартного температурного режима.

4.6 Предел огнестойкости железобетонной конструкции по теплоизолирующей способности I должен быть обеспечен теплотехническим расчетом. Найденные значения температуры на необогреваемой поверхности должны быть менее предельно допустимой температуры нагрева (см. п. 4.4).

4.7 Предел огнестойкости по целостности Е (образование сквозных отверстий или сквозных трещин) возникает в железобетонных конструкциях из тяжелого бетона с влажностью более 3, 5 % и из легкого бетона с влажностью более 5, 0 % и плотностью более 1200 кг/м³, а также в плитах, стенах и стенках двутавровых балок при двустороннем нагреве бетона в расчетном сечении выше его критической температуры.

Потеря целостности при хрупком разрушении бетона резко снижает предел огнестойкости железобетонной конструкции, поэтому целесообразно применять бетоны с ограничением расхода цемента, низким В/Ц и с более низким коэффициентом температурного расширения заполнителя.

4.8 Испытаниями было установлено, что разрушения железобетонных конструкций при огневом высокотемпературном нагреве происходят по тем же схемам, что и при нормальной температуре. Поэтому для расчета предела огнестойкости по потере несущей способности железобетонной конструкции используют те же уравнения равновесия и деформации, из которых выводят формулы для статического расчета.

Статический расчет предела огнестойкости по потере несущей способности основывают на общих требованиях расчета железобетонных конструкций по предельным состояниям первой группы в соответствии со СНиП 52-01, СП 52-101, при нормативных нагрузках и нормативных сопротивлениях бетона и арматуры при огневом воздействии, и с учетом дополнительных указаний, изложенных в настоящем стандарте.

4.9 За нормативную нагрузку принимают непродолжительное действие постоянных и временных длительных нагрузок с коэффициентом надежности по нагрузке у = 1 (СНиП 2.01.07), которые существенно влияют на напряженное состояние железобетонной конструкции при пожаре. В тех случаях, когда нельзя установить значение усилий от нормативной нагрузки, разрешается принимать их равными 0, 7 от расчетных. Расчетная схема приложения нормативной нагрузки должна соответствовать проекту.

4.10 Несущая способность железобетонных конструкций при огневом воздействии зависит от изменения свойств бетона и арматуры с ростом температуры. Во многих случаях при определении предела огнестойкости вычисляют усилие, которое может воспринять сечение элемента при требуемом пределе огнестойкости. Если это усилие равно или больше расчетного, то требуемый предел огнестойкости обеспечен.

Решение статической задачи по оценке огнестойкости иногда сводится к определению значения критической температуры нагрева растянутой арматуры, поскольку она не зависит от результатов теплотехнической задачи.

Решение теплотехнической задачи выполнимо лишь для конкретных промежутков времени с начала нагрева. Поэтому нахождение условий предельного состояние строится на принципе последовательных приближений для заранее известных промежутков времени. В итоге предел огнестойкости определяется либо графически, либо аналитически в результате решений уравнений предельного состояния.

Вычисленные пределы огнестойкости железобетонных конструкций должны быть не менее требуемых значений.

4.11 При проектировании многофункциональных высотных зданий, комплексов и сооружений, относящихся к первому ответственному уровню надежности, отказы которых после пожара могут привести к тяжелым экономическим и экологическим последствиям, а также тех конструкций, восстановление которых потребует больших технических сложностей и затрат, необходимо обеспечить их огнесохранность после пожара.

За огнесохранность железобетонной конструкции принимают такое ее состояние, при котором остаточная прочность или необратимые деформации обеспечивают надежную работу после стандартного пожара. Расчет огнесохранности железобетонной конструкции после пожара ведется при расчетных нагрузках и расчетных сопротивлениях бетона и арматуры после огневого воздействия.

4.12 Предел огнестойкости железобетонной конструкции наступает при прогреве рабочей арматуры в конструкции до критической температуры, а также при нагреве бетона в расчетном сечении выше его критической температуры.

Критическая температура для тяжелого бетона на силикатном заполнителе составляет 500 °С, на карбонатном заполнителе - 600 °С и для конструкционного керамзитобетона - 600 °С. Критическая температура нагрева арматуры t_{s, cr} характеризует стадию образования пластического шарнира в растянутой зоне железобетонных конструкций и наступление предела огнестойкости при огневом воздействии.

Критическая температура нагрева арматуры t_{s, cr}, при которой образуется пластический шарнир и наступает предел огнестойкости, ориентировочно равна для арматуры класса:

А240, А300 - 510 °С,

А400 - 550 °С,

А500, А540 - 520 °С,

В500 - 430 °С,

Вр1200 - Вр1500, К1400 и К1500 - 410 °С.

4.13 Расчет огнестойкости и огнесохранности рекомендуется производить по приведенному сечению, когда сечение элемента разбивается на малые характерные участки, нагретые до различных температур, и каждый малый участок приводится к ненагретому бетону с учетом соответствующих понижающих характеристик прочности бетона. При этом расчетная площадь приведенного сечения бетона может ограничиваться изотермой критических температур нагрева бетона t_{b, cr}.

Бетон

5.1 Нормативные R_bn и расчетные R_b, R_{b, ser} сопротивления бетона осевому сжатию (призменная прочность) и растяжению R_btn, R_bt и R_{bt, ser}, начальный модуль упругости Е_b и модуль деформации бетона при сжатии Е_bτ следует принимать по действующим нормативным документам.

При пожаре железобетонные конструкции в нагруженном состоянии подвергаются высокотемпературному огневому воздействию, которое изменяет свойства бетона. Изменение нормативного и расчетного сопротивлений бетона на осевое сжатие с увеличением температуры учитывается коэффициентом условий работы бетона γ _bt:

R_bnt = R_bnγ _bt; R_{b, tem} = R_bγ _bt; R_{b, ser, t} = R_{b, ser}γ _bt. (5.1)

Значение коэффициента условия работы γ _bt принимают по средней температуре бетона при расчете по формулам:

сжатой зоны - (8.9, 8.10, 8.24 - 8.26, 8.39, 8.40);

сжатой полки - (8.15, 8.16, 8.17);

сжатого ребра - (8.16, 8.17);

поперечного сечения - (8.22, 8.56);

по температуре крайнего волокна - (5.6, 5.7);

по температуре в зоне анкеровки - (8.14).

Значение коэффициента условий работы бетона на сжатие γ _bt разрешается принимать равным единице (γ _bt = 1) при нагреве бетона до критической температуры (п. 4.12) и γ _bt = 0 при нагреве бетона выше критической температуры.

При расчете огнестойкости и огнесохранности по деформационной модели и с помощью компьютерных программ необходимо учитывать изменение коэффициента условий работы бетона γ _bt на всем диапазоне температур нагрева бетона.

При этом расчет ведется по геометрическому сечению бетона. Значения коэффициента условий работы бетона на сжатие γ _bt принимают по табл. 5.1 в зависимости от температуры бетона.

5.2 Нормативные R_btn и расчетные R_bt и R_{bt, ser} сопротивления бетона растяжению при огневом воздействии также изменяются. Изменение сопротивлений бетона растяжению с увеличением температуры нагрева учитывают коэффициентом условий работы бетона на растяжение γ _btn

R_btnt = R_btnγ _btt; R_btt = R_btγ _btt; R_{bt, ser, t} = R_{bt, ser}γ _btt. (5.2)

При расчете на поперечную силу (формулы 8.58, 8.62, 8.64) значения коэффициента γ _btt принимают по средней температуре бетона сечения; при расчете усилия в зоне анкеровки (8.14) - по температуре анкерующего стержня арматуры. Значения коэффициента γ _tt принимают: при 50 °С - 0, 80; 100 °С - 0, 75; 150 °С - 0, 70; 200 °С - 0, 65; 300 °С - 0, 50; 400 °С - 0, 35; 500 °С - 0, 20, 600 °С - 0, 05.

Таблица 5.1

Вид бетона	Коэффициент	Значение коэффициентов γ bt, β b и φ b, cr для бетона при температуре, °С
Тяжелый, на силикатном заполнителе	γ bt	1, 0 1, 0	0, 98 0, 95	0, 95 0, 90	0, 85 0, 80	0, 80 0, 70	0, 60 0, 50	0, 20 -	0, 10 -
β b	1, 0	0, 70	0, 50	0, 40	0, 30	0, 20	0, 10	0, 05
φ b, cr	1, 5	3, 0	5, 7	9, 0	13, 0	19, 0	-	-
Тяжелый на карбонатном заполнителе	γ bt	1, 0 1, 0	1, 0 0, 95	0, 95 0, 90	0, 90 0, 85	0, 85 0, 80	0, 65 0, 60	0, 30 -	0, 15 -
β b	1, 0	0, 75	0, 55	0, 45	0, 35	0, 25	0, 15	0, 10
φ b, cr	1, 2	2, 4	4, 6	7, 2	10, 0	15, 0	-	-
Конструкционный керамзитобетон	γ bt	1, 0 1, 0	1, 0 1, 0	1, 0 1, 0	0, 95 1, 0	0, 85 0, 95	0, 70 0, 80	0, 50 -	0, 25 -
β b	1, 0	0, 85	0, 80	0, 70	0, 60	0, 45	0, 30	0, 15
φ b, cr	0, 7	3, 2	5, 9	9, 2	13, 5	20, 0	-	-
Примечания 1 Значения коэффициентов γ bt над чертой и β b даны в нагретом состоянии, и они используются при расчете огнестойкости. 2 Значения коэффициентов γ bt под чертой и φ b, cr даны после нагрева в охлажденном состоянии, и они используются при расчете огнесохранности.

5.3 Температуру бетона определяют теплотехническим расчетом (см. раздел 6) или по приложениям А и Б. Среднюю температуру бетона сжатой зоны t_bm, расположенной у нагреваемой грани сечения, допускается принимать:

- при х <  _Rh₀ - по температуре бетона, на расстоянии 0, 2h₀ и для плит 0, 1h₀ от сжатой грани сечения;

- при х ≥ x_Rh₀ и х = h₀ - на расстоянии 0, 5x от сжатой грани сечения.

Среднюю температуру бетона сжатой зоны у ненагреваемой грани сечения балки принимают по рис. 5.1.

5.4 При расчете огнестойкости изменение значения начального модуля упругости при непродолжительном огневом воздействии с увеличением температуры учитывают коэффициентом β _b:

E_bt = E_bβ _b. (5.3)

Значение коэффициента β _b принимают по табл. 5.1 в зависимости от температуры бетона при расчете по формулам:

- в центре тяжести приведенного сечения - (8.11, 8.13);

- i-го сечения - (8.45, 8.48, 8.53-8.55);

- крайнего сжатого волокна - (5.5, 11.31, 11.32).

0588S10-01164

Рисунок5.1 - Средняя температура бетона сжатой зоны (у ненагреваемой стороны) в балке, обогреваемой с трех других сторон, при длительности стандартного пожара по ИСО 834 от 30 до 240 мин

5.5. При расчете огнесохранности и продолжительном действии нагрузки значения начального модуля деформаций бетона определяют по формуле:

E_bτ = E_b/(1 + φ _{b, cr}). (5.4)

Коэффициент ползучести бетона φ _{b, cr} после нагрева принимают по табл. 5.1 для температуры бетона при расчете по формулам:

- в центре тяжести приведенного сечения - (8.11, 8.13);

- для крайнего волокна сжатой зоны бетона - (11.31, 11.32).

Допускается температуру бетона в центре тяжести приведенного сечения принимать равной его средней температуре.

5.6. При нагревании бетона естественной влажности его температурная деформация состоит из двух видов деформаций: обратимой - температурное расширение и необратимой - температурная усадка.

Значения коэффициентов температурной деформации расширения α _bt приведены в табл. 5.2 и температурной усадки α _cs - в табл. 5.3.

Таблица 5.2

Вид бетона	Коэффициент температурного расширения бетона α bt · 10-6, °С-1, при температуре бетона, °С
20 - 50				700 - 1100
Тяжелый на силикатном заполнителе					14, 5
Тяжелый на карбонатном заполнителе					15, 5
Конструкционный керамзитобетон	8, 5	8, 5		5, 5	4, 5

Таблица 5.3

Вид бетона	Коэффициент температурной усадки бетона α cs · 10-6, °С-1, при температуре бетона, °С
20 - 50				700 - 1100
Тяжелый на силикатном заполнителе	0, 5	1, 0	1, 0	-1, 8	-6, 8
Тяжелый на карбонатном заполнителе	0, 5	1, 5	1, 1	1, 3	1, 5
Конструкционный керамзитобетон			1, 5	1, 5	1, 5

5.7 Относительные деформации бетона сжатию при однозначной равномерной эпюре ε _b0 и при двухзначной эпюре в нормальном сечении ε _b2 в зависимости от длительности действия нагрузки и расчета на огнестойкость и огнесохранность принимают по табл. 5.4.

Относительные деформации бетона принимают для наименее нагретого сжатого волокна бетона, так как при неравномерном нагреве сжатого бетона разрушение его происходит по наиболее прочному менее нагретому бетону.

Таблица 5.4

Наименьшая температура нагрева сжатого бетона в сечении, °С	Относительные деформации бетона при сжатии и расчете на
огнестойкость и кратковременное нагружение	огнесохранность и длительное нагружение
ε b1, red · 103	ε b0 · 103	ε b2 · 103	ε b1, red · 103	ε b0 · 103	ε b2 · 103
	0, 15	0, 20	0, 35	0, 28	0, 34	0, 48
	0, 19	0, 25	0, 44	0, 35	0, 43	0, 60
	0, 26	0, 35	0, 61	0, 49	0, 60	0, 84
	0, 38	0, 50	0, 88	0, 70	0, 85	1, 20
	0, 49	0, 65	1, 14	0, 91	1, 11	1, 56
	0, 68	0, 90	1, 58	1, 26	1, 53	2, 16

5.8 При расчете огнестойкости и огнесохранности железобетонных конструкций по деформационной модели может быть использована двухлинейная диаграмма состояния сжатого бетона.

При двухлинейной диаграмме (рис. 5.2) сжимающие напряжения бетона σ _b в зависимости от относительных деформаций ε _b определяют по формулам:

при 0 < ε _b < ε _b1

σ _b = E_{b, red, t}ε _b; (5.5)

при ε _b1 < ε _b < ε _b2

σ _b = R_bnt; σ _b = R_bt, (5.6)

где ε _b1 = R_bt/E_{b, red, t}; ε _b1 = R_bnt/E_{b, red, t}.

Значение приведенного модуля деформаций E_{b, red, t} принимают:

E_{b, red, t} = R_bnt/ε _{b1, red}; E_{b, red, t} = R_bt/ε _{b1, red}.

0588S10-01164

Рисунок5.2 - Диаграмма деформирования бетона при расчете огнестойкости и огнесохранности

Базовые точки диаграммы - относительные деформации бетона σ _{b1, red}, σ _b0 и σ _b2 принимают по табл. 5.4 в зависимости от наименьшей температуры сжатого бетона, продолжительности действия нагрузки и расчета конструкции на огнестойкость или огнесохранность.

5.9 При расчете огнестойкости железобетонных конструкций используют диаграммы деформирования бетона при сжатии от кратковременного огневого воздействия в нагретом состоянии при пожаре. Диаграммы деформирования бетона на сжатие строят в зависимости от изменения нормативного сопротивления бетона сжатию при кратковременном огневом воздействии.

При расчете огнесохранности железобетонных конструкций после пожара используют диаграммы деформирования бетона при сжатии после огневого воздействия в охлажденном состоянии. Диаграммы деформирования бетона на сжатие строят в зависимости от изменения расчетного сопротивления бетона сжатию после огневого воздействия.

Арматура

5.10 Нормативные R_sn и расчетные R_s, R_sc сопротивления арматуры и модуль упругости арматуры E_s следует принимать по действующим нормативным документам.

При высокотемпературном огневом воздействии изменяются свойства арматуры.

Изменение сопротивления арматуры растяжению и сжатию с повышением температуры учитывают коэффициентом условий работы γ _st = γ '_st:

R_snt = R_snγ _stR_st = R_sγ _st; (5.8)

R_sct = R_scγ '_st R_swt = R_swγ '_st. (5.9)

Изменение модуля упругости арматуры с повышением температуры учитывают коэффициентом β _s:

E_st = E_sβ _s. (5.10)

Значения коэффициентов γ _st, β _s принимают по табл. 5.5 в зависимости от температуры растянутой и сжатой арматуры.

Таблица 5.5

Класс арматуры	Коэффициент	Значение коэффициентов γ st, β s при нагреве арматуры до температуры, °С
А240, А300, А400, А500	γ st	1, 0 1, 0	1, 0 1, 0	1, 0 1, 0	0, 85 1, 0	0, 60 1, 0	0, 37 1, 0	0, 22 0, 92	0, 10 0, 85
β s	0, 1	0, 92	0, 90	0, 85	0, 80	0, 77	0, 72	0, 65
А540, А600, А800, А1000	γ st	1, 0 1, 0	1, 0 1, 0	0, 96 1, 0	0, 80 1, 0	0, 55 0, 86	0, 30 0, 66	0, 12 0, 56	0, 08 0, 46
β s	1, 0	0, 90	0, 85	0, 80	0, 76	0, 70	0, 66	0, 61
В500, Вр1200, Вр1300, Вр1400, Вр1500, К1400, К1500	γ st	1, 0 1, 0	1, 0 1, 0	0, 90 1, 0	0, 65 0, 90	0, 35 0, 80	0, 15 0, 60	0, 05 0, 50	0, 02 0, 40
β s	1, 0	0, 94	0, 86	0, 77	0, 64	0, 55	0, 45	0, 35
Примечания 1 Значения коэффициента γ st над чертой и значения коэффициента β s даны в нагретом состоянии, и они используются при расчете огнестойкости. 2 Значения коэффициента γ st под чертой даны после нагрева в охлажденном состоянии, и они используются при расчете огнесохранности. 3 Значения коэффициента β s после нагрева равны 1.

Относительные деформации удлинения арматуры ε _s0 при достижении напряжением расчетного сопротивления определяют как упругие:

ε _s0 = R_st/E_st. (5.11)

5.11 При расчете железобетонных элементов по деформационной модели в качестве расчетной диаграммы состояния (деформирования) арматуры, устанавливающей связь между напряжениями σ _s и относительными деформациями ε _s арматуры, может быть использована наиболее простая двухлинейная диаграмма (рис. 5.3).

Диаграммы состояния арматуры при растяжении и сжатии принимают одинаковыми.

0588S10-01164

Рисунок 5.3 - Диаграмма деформирования арматуры при расчете огнестойкости и огнесохранности

Напряжение в арматуре σ _s в зависимости от относительных деформаций ε _s согласно диаграмме состояния арматуры определяют по формулам:

при 0 < ε _s < ε _s0 σ _s = E_stε _s; (5.12)

при ε _s0 ≤ ε _s ≤ ε _s2 σ _s = R_snt; σ _s = R_st. (5.13)

Значения предельной относительной деформации арматуры составляют:

при t_s = 20 - 200 °С ε _s2 = 0, 0025;

при t_s ≥ 500 °С ε _s2 = 0, 0050;

при 200 °С < t_s < 500 °С - по интерполяции.

5.12 При расчете огнестойкости железобетонных конструкций используют диаграммы деформирования арматуры при растяжении и сжатии от кратковременного огневого воздействия в нагретом состоянии.

Диаграммы деформирования арматуры строят в зависимости от изменения нормативного сопротивления арматуры растяжению и расчетного сопротивления сжатию при кратковременном огневом воздействии.

5.13 При расчете огнесохранности железобетонных конструкций после пожара используют диаграммы деформирования арматуры после огневого воздействия в охлажденном состоянии.

Диаграммы деформирования арматуры строят в зависимости от изменения расчетного сопротивления арматуры растяжению или сжатию после огневого воздействия.

5.14 С повышением температуры арматурная сталь расширяется. Коэффициент температурного расширения арматуры α _st повышением температуры возрастает и он больше коэффициента температурной деформации бетона (табл. 5.6).

Таблица 5.6

Класс арматуры	Коэффициент температурного расширения арматуры α st · 10-6, °C-1, при температуре, °С
А240, А300, А400, А500, А540, А600, А800, А1000, В500, Вр1200 - Вр1500, К1400, К1500	11, 5	12, 0	12, 5	13, 0	13, 5	14, 0	14, 5	15, 0	15, 5

Основные условия

12345678Следующая ⇒

Поделиться: