Расчет предела огнестойкости колонны

Железобетонная колонна КСР-442-24 среднего ряда, расчетная длина l ₀ = 4,2 м, размером сечения 0,4´0,4 м, Бетон класса В15, средняя плотность бетона в сухом состоянии на известняковом щебне составляет r = 2330 кг/м². Весовая влажность - w = 2%. Арматура класса А III 4 стержня Æ20 мм. Толщина защитного слоя а =50 мм. Расчетная нагрузка N _р = 2400кН

 

   Нормативная нагрузка:  

1,2 - усредненный коэффициент надежности по нагрузке.

 

   Решение:

Арматура класса А-III  (табл.19 СНиП 2.03.01-84)

 

 

Определяем расчетное сопротивление:

 - соответствующий коэффициент надежности по бетону

 

Определяем суммарную площадь арматуры («Методические указания… Приложение 17»)

 

Бетон класса В15 с  (табл.12 СНиП 2.03.01-84*)

-коэффициент надежности по арматуре

=0,83

Теплофизические характеристики бетона.

(«Методические указания… Приложение 12»);

 («Методические указания… Приложение 12»);

 

Определяем приведенный коэффициент температуропроводности бетона

 

Для дальнейших расчётов задаёмся интервалами времени , равными ; .

 

 

1. Для  несущая способность колонны будет равна:

 - коэффициент продольного изгиба, учитывающий длительность загружения и гибкость бетона принят по «Методическим указаниям… Приложение 15» в зависимости от отношения  

 

2. Для .

Критерий Фурье равен

,

где К=37,2 с^1/2 (Методические указания для выполнения контрольных работ Приложение 13)

,

где .

 

Из «Методические указания… Приложение 10» находим относительную избыточную температуру в неограниченной пластине ,

.

t0-начальная температура конструкций для пожара равна 20 °С

Температура арматурных стержней при обогреве колонны с четырех сторон будет равна:

где  определяется по формуле;

 

По «Методические указания… Приложение 16» находим значение коэффициента снижения прочности арматуры A-III

 

Для определения размеров ядра бетонного сечения необходимо найти значение

 

 

Величину  - температура в средней неограниченной пластине находится из «Методические указания… Приложение 11» при

 

При критической температуре бетона на гранитном щебне

Из «Методические указания… Приложение 10»

при находим  

 

Тогда

Несущая способность колонны при будет равна

 

 

3. Для

При  (см. расчет) и  из «Методических указаний… Приложение 10» находим

где  - изменение температуры при стандартном температурном режиме определяется по формуле:

 

По «Методическим указаниям… Приложение 16» находим

Так как  

При

Из «Методических указаний… Приложение 11»   

 

При  и  «Методических указаний… Приложение 10» находим  

Несущая способность колонны при   составляет

 

По результатам расчета строим график снижения несущей способности колонны в условиях пожара:

 

 

Определяем фактический предел огнестойкости По^ф = 1,6 ч =96 минут

 

Таблица 2

№ п\п	Наименование строительных конструкций	Расчёт.метод	Обоснование	Требование по СНиП	Обоснование	Вывод
1	Плита перекрытия ПК12,5-58.12	90	Пособие… п. 2.27 табл.8	15	СНиП 21-01-97** «Пожарная безопасность зданий и сооружений	Соответ
2	Ригель Р2-52-56	132	Пособие… п. 2.26 табл.6	15	СНиП 21-01-97** «Пожарная безопасность зданий и сооружений	Соответ
3	Колонна КСР-442-24	96	Пособие… п. 2.22 табл.2	10	СНиП 21-01-97** «Пожарная безопасность зданий и сооружений	Соответ