Расчёт площади рабочего сечения железобетонной колонны, обогреваемой по температурному режиму реального пожара

· Принимается, что площадь рабочего (не повреждённого воздействием температуры) сечения колонны ограничена изотермой 500 °C.

· Рассматриваем момент времени нагрева t = 1,5 ч.

· Определяем толщину слоя бетона, прогретого до температуры  500 °C у середины обогреваемой поверхности колонны:

; ,

принимаем r = 1;

w = 1 – 2·(1 – r)² = 1 – 2·(1 – 1)² = 1;

;

м.

· Расстояние от центра колонны до слоя с изотермой 500°C:

с = (h /2) – d _c = (0,3/2) – 0,030 = 0,12 м.

· Толщина слоя бетона, прогретого до температуры  500 °C в углах обогреваемой колонны (вдоль угла) определяется по формуле:

м,

где

= 0,489.

· Параметр b ₀ определяется по формуле:

0,137.

· Значение поправки y определяется по формуле (принимается y £ 1):

.

· Рабочая площадь сечения бетона на момент времени t, ч воздействия реального пожара вычисляется по формуле:

0,942·(2·0,12)² = 0,054 м².

· Сторона рабочего сечения, приведенного к квадратному на момент времени t воздействия реального пожара h_{b , t}, будет равна:

= 0,232 м.

· Результаты вычислений в остальные моменты времени вносим в таблицу 3.

Таблица 3

Площадь рабочего сечения колонны при воздействии реального пожара

Время пожара, мин	0	30	45	60	67	90	120	150	180
Время пожара, ч	0	0,5	0,75	1	1,11	1,5	2	2,5	3
Глубина прогретого слоя l, м	-	0,089	0,109	0,126	0,132	0,154	0,178	0,199	0,218
Относительное расстояние r £ 1	-	1	1	1	1	1	0,969	0,867	0,791
Параметр w	-	1	1	1	1	1	0,998	0,965	0,913
Относительное расстояние rc £ 1	-	0,340	0,340	0,340	0,340	0,340	0,341	0,355	0,381
Глубина слоя d с, м	-	0,008	0,015	0,020	0,023	0,030	0,038	0,048	0,060
Расстояние с, м	-	0,142	0,135	0,130	0,127	0,120	0,112	0,102	0,090
Глубина слоя d уг, м	-	0,021	0,031	0,039	0,042	0,053	0,065	0,075	0,084
Расстояние b 0, м	-	0,182	0,169	0,157	0,152	0,137	0,121	0,106	0,093
Поправка y £ 1	-	1	1	1	0,995	0,944	0,881	0,845	0,841
Площадь рабочего сечения Аb , t, м2	0,090	0,081	0,073	0,067	0,065	0,054	0,044	0,035	0,027
Сторона рабочего сечения hb , t, м	0,300	0,285	0,271	0,259	0,254	0,233	0,210	0,187	0,164

 

Расчет несущей способности колонны при воздействии заданного режима реального пожара

· Условие расчёта. Огнестойкость конструкции в течение заданного промежутка времени t обеспечена, если величина действующей нагрузки не превышает несущую способность повреждённого огнём сечения:

F_n £ Ф _n (t),

где   Fn –	значение усилия от нормативной длительной нагрузки на конструкцию;
Ф n (t) –	несущая способность поврежденного огнем сечения, вычисленная при нормативных значениях сопротивлений бетона и арматуры.

· Несущая способность колонны Ф в момент времени воздействия пожара t определяется по формуле:

Ф _n (t) = j _t ·(R_sn ·g _{s , t} · A_{s , tot} + R_bn · A_{b , t} ),

где j t –	коэффициент продольного изгиба, зависящий от расчётной длины колонны l 0 и размера рабочего (неповрежденного пожаром) сечения h b , t;
Rsn –	нормативное сопротивление арматуры, для арматуры класса А400 Rsn = 400 МПа;
g s , t –	коэффициент снижения предела текучести арматуры при нагреве, определяется в зависимости от класса арматуры и её температуры нагрева ts;
As , tot –	площадь всей продольной арматуры в сечении, для 4d12 As , tot = 4,52·10-4 м2;
Rbn –	нормативное сопротивление бетона сжатию, для бетона класса В40 Rbn = 29 МПа;
Ab , t –	площадь рабочего (неповрежденного пожаром) сечения бетона.

· Определим несущую способность колонны Ф _n (t) после воздействия заданного режима реального пожара в течение времени t = 1,5 ч.

· Коэффициент продольного изгиба найдём в зависимости от отношения расчётной длины к стороне рабочего сечения колонны:

11,6, тогда j _t = – 0,0003·l² – 0,0074·l + 1,0858 = 0,960.

где m = 1 – коэффициент расчётной длины.

· Коэффициент снижения предела текучести арматуры при T_s = 634°C:

 0,314,    тогда

Ф _n (t) = 0,960·(400·0,314·4,52·10^-4 + 29·0,054) = 1,571 МН = 1 571 кН.

· Результаты расчета несущей способности колонны в остальные моменты времени нагрева представлены в табл. 4 и на рис. 6. Из графика видно, что при действии режима реального пожара потеря несущей способности колонны происходит в момент времени t = 130 мин.

Таблица 4

Несущая способность колонны при воздействии реального пожара

Время пожара, мин	0	30	45	60	67	90	120	150	180
Время пожара, ч	0	0,5	0,75	1	1,11	1,5	2	2,5	3
Отношение l 0/ hb , t	9,0	9,5	10,0	10,4	10,6	11,6	12,9	14,4	16,4
Коэффициент   j t	0,995	0,989	0,982	0,976	0,973	0,960	0,941	0,917	0,883
Коэффициент g s , t	1,000	0,995	0,893	0,647	0,528	0,314	0,618	0,961	1,000
Несущая способность Ф n (t), кН	2 777	2 499	2 249	2 020	1 918	1 571	1 308	1 090	851

Рис. 6. Снижение несущей способности колонны во времени нагрева

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: