СТО 36554501-006-2006 
Таблица 9.3. 10 конструктивные требования, повышающие предел огнестойкости... СТО 36554501-006-2006 
Таблица 9.3. 10 конструктивные требования, повышающие предел огнестойкости...

СТО 36554501-006-2006 => Таблица 9.3. 10 конструктивные требования, повышающие предел огнестойкости железобетонных конструкций. 11....

 
Пожарная безопасность - главная
Написать нам
ГОСТы, документы

 

Пожарная безопасность ->  Прочие ->  СТО 36554501-006-2006 -> 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
текст целиком
 

Таблица 9.3

 

Расчетная относительная влажность воздуха, %

Равновесная влажность керамзита Wbз·102, кг/кг

25

0,75

50

1,20

75

1,50

100

2,80

 

9.5 Как видно из формулы (9.1), значение критерия хрупкого разрушения бетона F зависит от физических свойств бетона, которые незначительно отличаются для разных составов, и от объемной эксплуатационной влажности бетона, которая существенно влияет на значение этого критерия. Чем больше влажность бетона, тем больше значение критерия хрупкого разрушения, и тем больше опасность возможности хрупкого разрушения бетона во время пожара.

Наибольшую влажность бетон имеет непосредственно после изготовления железобетонной конструкции, затем он высыхает. Поэтому необходимо рассматривать возможность хрупкого разрушения бетона при пожаре как во время строительства, так и в период пуска объекта в эксплуатацию, а также при эксплуатации сооружения в зависимости от относительной расчетной влажности воздуха.

9.6 Бетон, имеющий значение критерия хрупкого разрушения F > 4, необходимо защитить от хрупкого разрушения во время пожара следующими мерами:

1) повышением уровня пожарной безопасности путем обеспечения возможности ликвидации пожара на начальной стадии;

2) снижением расчетной относительной влажности воздуха в помещении;

3) дополнительным конструктивным армированием поверхностного слоя бетона со стороны нагрева арматурной сеткой с ячейками 25-70 мм и диаметром арматуры 0,5-1,0 мм;

4) нанесением огнезащитного покрытия на нагреваемую поверхность бетона;

5) устройством металлической облицовки со стороны нагреваемой поверхности;

6) применением бетонов с ограниченным расходом цемента; уменьшенным В/Ц; с крупным заполнителем, обладающим более низким коэффициентом температурного расширения.

9.7 Предел огнестойкости по целостности - по образованию сквозных трещин в плитах, стенах и стенках двутавровых балок при двухстороннем нагреве - наступает при прогреве бетонного сечения по всей толщине элемента до критической температуры нагрева бетона, когда в бетоне нарушается структура. Оценка возможности потери целостности за счет возникновения прогрева бетона по сечению выше критической температуры при пожаре производится путем анализа температур прогрева элементов по всему сечению (см. приложения А, Б). Критические температуры нагрева бетона представлены в п. 4.12.

 

10 Конструктивные требования, повышающие предел огнестойкости железобетонных конструкций

 

10.1 Чем больше защитный слой бетона, тем выше предел огнестойкости конструкции. Если толщина защитного слоя бетона больше 60 мм для тяжелого бетона и 80 мм для легкого бетона, защитный слой бетона может иметь армирование со стороны огневого воздействия в виде сетки из стержней диаметром 1-2 мм с ячейками не более 70x70 мм.

10.2 В железобетонных колоннах с продольной арматурой в количестве более четырех стержней в сечении нецелесообразно устанавливать всю арматуру около обогреваемой поверхности. Для повышения предела огнестойкости колонн рабочую арматуру следует установить в максимально возможном удалении от поверхности, ближе к ядру сечения колонн, если это позволяют усилия.

10.3 Колонны большого поперечного сечения с меньшим процентом армирования лучше сопротивляются огневому воздействию, чем колонны меньшего поперечного сечения с большим процентом армирования.

10.4 Предел огнестойкости колонн с косвенным армированием в виде арматурных сварных поперечных сеток, установленных с шагом не более 250 мм, или со спиральной арматурой увеличивается в 1,2 раза.

10.5 Колонны и балки с жесткой арматурой, расположенной в середине сечения, имеют значительно больший предел огнестойкости по потере несущей способности по сравнению с балками и колоннами, армированными стержневой арматурой, расположенной около обогреваемой поверхности.

10.6 В балках, при расположении арматуры разного диаметра и на разных уровнях, следует располагать арматуру большего диаметра дальше от обогреваемой поверхности при пожаре.

10.7 Для повышения предела огнестойкости балок рекомендуется регулировать форму сечения балок: предпочтительнее широкие балки, а не узкие и высокие. В качестве основной арматуры балок рекомендуется использовать более двух стержней, наиболее предпочтительно размещать арматуру в несколько рядов, максимально возможно поместив арматуру вглубь сечения от обогреваемой поверхности.

10.8 На опорах между соседними балками и между балкой и стеной должен быть зазор, который позволит балке свободно удлиняться в процессе огневого воздействия. Ширина зазора должна быть не менее 0,05l, где l - пролет балки.

10.9 В плитах целесообразно иметь поперечную арматуру, которая предохранит рабочую горизонтальную арматуру от выпучивания во время пожара.

10.10 В плитах на стальном профилированном настиле бетон или арматура в гофрах должны соединяться с настилом во избежание его отслоения при огневом воздействии.

Для повышения огнестойкости многопролетных плит из монолитного железобетона на стальном профилированном настиле до R150 в первом крайнем пролете плиты следует увеличить площадь арматуры на 30 % сверх расчета, сечение арматуры на первой промежуточной опоре предусмотреть в два раза больше, чем в первом пролете.

10.11 Предел огнестойкости статически неопределимой конструкции больше предела огнестойкости статически определимой конструкции на 75 %, если площадь сечения арматуры на опоре, где действует отрицательный момент, больше чем в пролете в 1,25 раза; на 100 %, если - в 1,5 раза; на 125 %, если - в 1,75 раза и на 150 %, если - в 2 раза.

Влияние арматуры на опорах учитывают, если 20 % арматуры расположено в пролете и 80 % доводится не менее чем на 0,4l у крайней опоры, и не менее 0,15l на промежуточных опорах.

10.12 Для того, чтобы конструкция температурного шва могла выдерживать высокотемпературное огневое воздействия при пожаре и сохранять достаточные теплоизоляционные свойства, необходимо заполнить его негорючими материалами с низкой теплопроводностью. Ширина температурного шва должна быть не менее 0,0015l, где l - расстояние между температурными швами.

10.13 Во время пожара защитный слой бетона предохраняет арматуру от быстрого нагрева ее до критической температуры. Предел огнестойкости увеличивается, если применить огнезащитное покрытие. Известково-цементная штукатурка толщиной 15 мм, гипсовая - толщиной 10 мм, вермикулитовая - толщиной 5 мм или теплоизоляция из минерального волокна толщиной 5 мм эквивалентны увеличению на 10 мм толщины защитного слоя тяжелого бетона. Огнезащитные покрытия, применяемые для повышения предела огнестойкости конструкций, также могут иметь армирование.

10.14 При применении в стеновых панелях или перекрытиях горючего утеплителя следует предусматривать огнезащиту этого утеплителя по периметру несгораемыми материалами.

10.15 Засыпки и пол из негорючих материалов при теплотехническом расчете включаются в общую толщину плиты и повышают ее предел огнестойкости. Горючие изоляционные слои, уложенные на цементную подготовку, не снижают предела огнестойкости плит. Дополнительные слои стяжки и штукатурки могут быть отнесены к толщине плиты.

 

11. Огнесохранность железобетонных конструкций после пожара

 

11.1 При проектировании железобетонных конструкций, указанных в п. 4.11, должна быть проверена их огнесохранность после пожара длительностью, эквивалентной пределу огнестойкости конструкции. При этом следует аналитически предусмотреть всевозможные последствия разрушающего воздействия огня на наружные слои бетона и арматуру.

 

Прочность после пожара

 

11.2 Прочность железобетонных элементов рассчитывают для нормальных и наклонных сечений согласно указаниям раздела 8.

Сопротивление сжатию бетона нагретого выше критической температуры допускается не учитывать. Сопротивление бетона сжатию принимается равномерно распределенным по сжатой зоне. В этом случае температура нагрева бетона ниже критической температуры. Расчетные сопротивления сжатию принимают равным Rb, расчетные сопротивления арматуры растяжению и сжатию после огневого воздействия при пожаре принимают соответственно равными Rst и Rsct.

Значение коэффициентов условий работы арматуры gst в охлажденном состоянии после пожара принимают по табл. 5.5 в зависимости от температуры нагрева арматуры во время пожара. Прогрев бетона до критической температуры во время пожара устанавливают по рис. 5.1, 8.1 и 8.2 и теплотехническим расчетом (см. приложения А, Б).

11.3 При расчете огнесохранности железобетонных конструкций по деформационной модели и с применением ЭВМ изменения свойств бетона после пожара учитывают по всему сечению элемента.

11.4 При расчете прочности нормальных сечений железобетонных элементов следует учитывать, что элементы, рассчитанные на работу до пожара при x £ xR h0, после пожара могут работать при x > xR h0 из-за уменьшения сжатой зоны бетона после прогрева наружных слоев бетона выше критической температуры.

Когда условие x £ xR h0 не соблюдается, момент определяют по формулам (8.9) и (8.11), подставляя в них значения высоты сжатой зоны, определяемой по формуле:

x = xR h0. (11.1)

Значение xR вычисляется по формуле:

. (11.2)

Относительная деформация растянутой арматуры при напряжениях, равных Rst, определяется:

es,el = Rst / Es. (11.3)

Относительную деформацию сжатого бетона eb,ult при напряжениях Rbtem принимают равной eb2 по табл. 5.4.

11.5 При расчете по прочности после пожара усилия и деформации в нормальном к продольной оси элемента сечении на основе деформационной модели определяют согласно указаниям пп. 8.24-8.26, используя диаграммы состояния бетона и арматуры, по расчетным сопротивлениям, со значениями коэффициентов условий работы gbt и gst в охлажденном состоянии после пожара. Модуль деформации бетона Ebt определяют по формуле (5.4).

 

Расчет прогиба после пожара

 

11.6 Во время пожара в изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементах при эксплуатационной нагрузке от огневого воздействия происходит развитие дополнительного прогиба из-за значительного нагрева растянутой арматуры и перепада температур по высоте сечения.

При температурах нагрева арматуры до 350 °С прогиб железобетонного элемента развивается, в основном, за счет температурного расширения арматуры и бетона у более нагреваемой поверхности.

При более высоких температурах огневого воздействия прогиб развивается, в основном, из-за высокотемпературной ползучести арматуры.

При пожаре прогиб элемента возникает вследствие воздействия нагрузки и температуры.

После пожара, в охлажденном состоянии, прогиб от неравномерного нагрева по высоте сечения элемента уменьшается, и оставшаяся часть прогиба от нагрузки значительно больше, чем прогиб от нагрузки до пожара из-за снижения модуля упругости бетона и развития пластических деформаций арматуры при нагреве.

При остывании после пожара прочностные и упругопластические свойства бетона практически не восстанавливаются, а в арматуре происходит частичное восстановление прочности и полное восстановление упругости.

11.7 После пожара железобетонные элементы имеют трещины с нагреваемой стороны по всей длине пролета.

Для изгибаемых элементов, имеющих постоянную высоту по длине элемента, в пределах которой изгибаемый момент не меняет знак, кривизну допускается вычислять для наиболее напряженного сечения, принимая ее для остальных сечений изменяющейся пропорционально значению изгибаемого момента.

Для свободно опертых и консольных элементов максимальный прогиб допускается определять по формуле:

f = s l2 (1 / r)max, (11.4)

где s - коэффициент, зависящий от вида нагрузки и расчетной схемы элемента. При действии равномерно распределенной нагрузки: для свободно опертой балки s = 5/48, для консольной балки s = 1/4.

11.8 Кривизну изгибаемых, внецентренно сжатых и внецентренно растянутых элементов с трещинами в растянутой зоне определяют по формуле:

(1 / r)max = (1 / r)1 - (1 / r)2 + (1 / r)3 - (1 / r)cs, (11.5)

где (1 / r)1 - кривизна от непродолжительного действия всей нагрузки, на которую производят расчет по деформациям;

(1 / r)2 - кривизна от непродолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок;

(1 / r)3 - кривизна от продолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок;

(1 / r)cs - кривизна от температурной усадки бетона.

11.9 Кривизна железобетонных элементов от действия нагрузки:

(1 / r) = M / D, (11.6)

где M - изгибаемый момент от внешней нагрузки (с учетом момента от продольной силы N) относительно оси нормальной плоскости действия изгибаемого момента и проходящей через центр тяжести приведенного поперечного сечения элемента;

D - жесткость приведенного поперечного сечения элемента, определяемая по формуле:

D = Eb1 Jred. (11.7)

11.10 Жесткость железобетонного элемента D без трещин в растянутой зоне определяют по формуле (11.7), в которой значение модуля деформации бетона принимают равным при непродолжительном действии нагрузки:

Ebl = 0,85 Ebt, (11.8)

где Ebt определяют по формуле (5.3), в которой коэффициент bb принимают по табл. 5.1 в зависимости от температуры бетона в центре тяжести приведенного сечения.

При продолжительном действии нагрузок в формуле (11.8) Ebt заменяют на Ebt, который определяют по формуле (5.4), принимая коэффициент jb,cr по табл. 5.1 в зависимости от температуры бетона в центре тяжести приведенного сечения.

11.11 Момент инерции приведенного поперечного сечения элемента относительно его центра тяжести определяют как для сплошного тела по общим правилам сопротивления упругих элементов, с учетом всей площади сечения бетона и площадей сечения арматуры с коэффициентом приведения арматуры к бетону:

. (11.9)

Допускается определять момент инерции Jred без учета арматуры. Момент инерции бетонного сечения относительно центра тяжести приведенного поперечного сечения элемента:

. (11.10)

Момент инерции площадей сечения растянутой и сжатой арматуры относительно центра тяжести приведенного поперечного сечения элемента:

; (11.11)

; (11.12)

Коэффициент приведения растянутой и сжатой арматуры к бетону:

a = Es / Eb1. (11.13)

Здесь Eb1 определяют по аналогии с формулой (11.8).

Расстояние от наиболее сжатого волокна бетона до центра тяжести приведенного поперечного сечения элемента определяют по формуле:

ys = Sc,red / Ared, (11.14)

где Sc,red - статический момент приведенного сечения элемента относительно наиболее сжатого волокна бетона, равный:

. (11.15)

Площадь приведенного поперечного сечения элемента равна:

, (11.16)

где A - площадь бетонного сечения, определяемая по формуле (8.5) или (8.7), статический момент которой относительно наиболее сжатого волокна бетона определяется по формулам:

Sc = A 0,5 ht; (11.17)

Ssc = As h0; (11.18)

, (11.19)

где As, Ssc, , - площади поперечного сечения и их статические моменты относительно наиболее сжатого волокна бетона соответственно растянутой и сжатой арматуры.

Коэффициент приведения арматуры к бетону определяют по формуле (11.13).

11.12 Жесткость железобетонного элемента с трещиной в растянутой зоне определяют с учетом следующих положений:

- сечения после деформирования остаются плоскими;

- напряжения в бетоне в сжатой зоне определяют как для упругого бетона;

- работу растянутого бетона в сечении с нормальной трещиной не учитывают;

- работу растянутого бетона на участке между смежными нормальными трещинами учитывают коэффициентом ys.

Жесткость железобетонного элемента на участке с трещинами в растянутой зоне принимают не более жесткости без трещин.

Жесткость железобетонного элемента D с трещинами в растянутой зоне определяют по формуле (11.7), в которой момент инерции Jred приведенного поперечного сечения элемента относительно его центра тяжести определяют по формуле (11.20) с учетом площади сжатой зоны, площадей сечения сжатой арматуры с коэффициентом приведения арматуры к бетону as1 и растянутой арматуры с коэффициентом приведения арматуры к бетону as2:

. (11.20)

11.13 Момент инерции площади сечения сжатого бетона Jb определяют:

а) при действии только изгибающего момента M:

для элементов прямоугольного поперечного сечения:

; (11.21)

для элементов таврового со сжатой полкой и двутаврового поперечных сечений с нулевой линией, расположенной в ребре ниже сжатой полки (xm > hft), по формуле:

; (11.22)

б) при действии изгибающего момента M и продольной сжимающей или растягивающей силы N:

для элементов прямоугольного поперечного сечения по формуле:

; (11.23)

для элементов таврового со сжатой полкой и двутаврового поперечных сечений с нулевой линией, расположенной в ребре ниже сжатой полки (xm > ), по формуле:

; (11.24)

В тех случаях, когда в формулах (11.22) и (11.24) высота сжатой зоны xm £ , то момент инерции Jb вычисляют по формулам (11.21) и (11.23) как для прямоугольного сечения, принимая .

11.14 Моменты инерции площадей сечения растянутой Js и сжатой арматуры относительно центра тяжести приведенного поперечного сечения определяют по формулам:

Js = As (h0 - ycm)2; (11.25)

. (11.26)

Значение ycm, равное расстоянию от наиболее сжатого волокна бетона до центра тяжести приведенного поперечного сечения без учета бетона растянутой зоны, для изгибаемых элементов равно xm - средней высоте сжатой зоны бетона, учитывающей влияние работы растянутого бетона между трещинами, определяемой по формулам (11.27) и (11.30).

11.15 Для изгибаемых элементов высоту сжатой зоны xm определяют по формуле:

, (11.27)

где

; (11.28)

. (11.29)

Если вычисленная по формуле (11.27) высота сжатой зоны xm £ , то расчет производят как для элементов прямоугольного поперечного сечения, принимая ширину сечения , a первый член в формулах (11.28) и (11.29) равным 0.

Для элементов прямоугольного сечения без сжатой арматуры высоту сжатой зоны xm определяют по формуле:

, (11.30)

где ms = As / bt h0.

11.16 Значения коэффициентов приведения арматуры к бетону принимают равными:

для сжатой арматуры:

; (11.31)

для растянутой арматуры

; (11.32)

Значение коэффициента ys для изгибаемых элементов допускается определять по формуле (11.33) без учета арматуры:

. (11.33)

Значение приведенного модуля деформации сжатого бетона Eb,red,t определяют по формуле (5.7) по температуре крайнего сжатого волокна бетона. Прочность бетона на растяжение Rbt,ser,t определяют по формуле (5.2) по температуре бетона на уровне растянутой арматуры.

11.17 Для элементов прямоугольного сечения среднюю высоту сжатой зоны xm при действии изгибающего момента M и продольной силы N допускается определять по формуле:

; (11.34)

при этом принимают 0 £ xm £ ht.

В формуле (11.34) xm1 вычисляют как для изгибаемых элементов по формулам (11.27), (11.28).

В формуле (11.34) знак «плюс» принимают при сжимающей силе, а «минус» - при растягивающей силе.

11.18 Кривизну элемента при остывании от температурной усадки неравномерно нагретого бетона во время пожара определяют по формуле:

(1 / r)cs = (acs1 tb1 - acs tb) / h, (11.35)

где acs1 и acs - коэффициенты температурной усадки бетона, принимаемые по табл. 5.3 в зависимости от температуры бетона более tb1 и менее tb нагретой грани сечения, которая была при пожаре.

11.19 После пожара прогиб элемента является одним из критериев возможности дальнейшей эксплуатации конструкции. При действии постоянных и длительных временных нагрузок прогиб балок, плит во всех случаях не должен превышать 1/150 пролета и 1/75 вылета консоли.

Если фактические прогибы превышают допустимые значения, но не препятствуют нормальной эксплуатации, допускается дальнейшая эксплуатация железобетонных конструкций без их усиления.

11.20 Определение прогибов железобетонных элементов на основе деформационной модели после пожара производится по формуле (11.4). Значения кривизны, входящие в формулу (11.5), определяют из решения уравнений железобетонных характеристик в охлажденном состоянии с учетом влияния температуры пожара на модуль упругости и деформации бетона согласно пп. 8.24-8.26.

Модуль упругости арматуры после воздействия высокой температуры полностью восстанавливается. После пожара учитывают дополнительные напряжения сжатия, возникающие в арматуре от развития деформаций усадки в бетоне. Для этого следует прибавить к определяемой деформации бетона сжатию eb2 деформацию укорочения бетона от температурной усадки ecs менее нагретой части сечения:

ecs = acs tb, (11.36)

где acs - коэффициент температурной усадки бетона, принимаемый по табл. 5.3 в зависимости от tb - температуры менее нагретой части сечения элемента.

При двухзначной эпюре деформаций значение кривизны по сечению равно:

. (11.37)

Максимальные деформации бетона eb,max определяют на основе положений, приведенных в пп. 8.24-8.26.

Для элементов с трещинами в растянутой зоне напряжение в арматуре, пересекающей трещину, определяют по формуле:

ssi = Es esi, (11.38)

где esi - усредненная относительная деформация растянутой арматуры в рассматриваемой стадии расчета, соответствующая линейному закону распределения деформаций по сечению.

 

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
текст целиком

 

Краткое содержание:

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

ПРАВИЛА ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ОГНЕСТОЙКОСТИ И ОГНЕСОХРАННОСТИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

СТО 36554501-006-2006

УДК 624.012.3/.4

Предисловие

Сведения о стандарте:

4 ВЗАМЕН:

Введение

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Термины и определения

4 Общие требования

Таблица 4.1

А240, А300 - 510 °С,

А400 - 550 °С,

А500, А540 - 520 °С,

В500 - 430 °С,

5 Свойства бетона и арматуры при огневом воздействии и после него

Бетон

Таблица 5.1

Таблица 5.2

Таблица 5.3

Таблица 5.4

Арматура

Таблица 5.5

Таблица 5.6

6 Теплотехнический расчет железобетонных конструкций

Таблица 6.1

7 Предел огнестойкости плит и стен по потере теплоизолирующей способности

8 Расчет предела огнестойкости по потере несущей способности

Основные условия

Плиты

Многопустотные плиты

Консольные плиты

Балки

Колонны

Таблица 8.1

Несущие стены

Растянутые элементы

Расчет прочности нормальных сечений на основе деформационной модели

Железобетонные элементы при действии поперечных сил

Статически неопределимые конструкции

Расчет плиты безбалочного перекрытия

Расчет плит балочного перекрытия

Расчет железобетонных плит на продавливание

Потери предварительного напряжения в арматуре

9 Расчет предела огнестойкости по целостности

Таблица 9.1

Таблица 9.2

Таблица 9.3

10 Конструктивные требования, повышающие предел огнестойкости железобетонных конструкций

11. Огнесохранность железобетонных конструкций после пожара

Прочность после пожара

Расчет прогиба после пожара

12. Конструктивные требования, обеспечивающие огнесохранность железобетонных конструкций

13. Пояснения к приложениям

Температура прогрева бетона в плитах и стенах при одностороннем огневом воздействии стандартного пожара

Температура прогрева бетона в колоннах, балках и ребристых конструкциях

Основные буквенные обозначения

Усилия от нагрузки и температуры в поперечном сечении элемента при огневом воздействии

Содержание

Рейтинг@Mail.ru