Введение

Введение

В качестве самостоятельного материала железобетон существует более 150 лет и занимает достойное место среди прочих строительных компонентов. Его появление было обусловлено научно-техническим прогрессом и бурным развитием производительных сил в середине XIX века, потребовавшим строительства промышленных сооружений, отличных по своим конструктивным особенностям от старинных зданий патриархальной эпохи.

Пальма первенства в изобретении железобетона принадлежит французам. В 1867 году первый патент получил французский учений Ж. Монье, ставший основоположником общей теории железобетонных конструкций. Широкое развитие железобетона в России связано с именем профессора , который в 1888 и 1891 годах в Москве и Петербурге произвел публичные испытания различных железобетонных конструкций. Первые технические условия на железобетонные конструкции в России были изданы в 1908 году, а в 1913 году в России уже было использовано в конструкциях 3,5 млн. куб. м бетона и железобетона. В советскую эпоху железобетон получил особо широкое распространение. В 50-е годы железобетон стал основой капитального строительства, за короткий срок было введено в строй большое количество предприятий по производству сборных железобетонных конструкций, произведены унификация и типизация, разработаны прогрессивные методы их монтажа.

В настоящее время в Украине, переживающей строительный бум, железобетон по-прежнему играет важную роль и нет сомнений, что, оставаясь долгие годы одним из основных строительных материалов, он будет использоваться в дальнейшем и не утратит своего значения. Однако, в связи с развитием строительных технологий и появлением новых прогрессивных материалов, закономерным становится вопрос о масштабах и перспективах его использования в XXI веке.

Глава 1 Железобетонные конструкции

1.1 Область применения

Железобетонные конструкции являются базой современного индустриального строительства. Из железобетона возводят промышленные одноэтажные и многоэтажные здаиия, гражданские здания различного назначения, в том числе жилые дома, сельскохозяйственные здания различного назначения. Железобетон широко применяют при возведении тонкостенных покрытий (оболочек) промышленных н общественных зданий больших пролетов, инженерных сооружений: силосов, бункеров, резервуаров, дымовых труб, в транспортном строительстве для метрополитенов, мостов, туннелей на автомобильных и железных дорогах; в энергетическом строительстве для гидроэлектростанций (ГЭС), атомных установок и реакторов; в гидромелиоративном строительстве для и ирригационных устройств; в горнодобывающей промышленности для надшахтных сооружений и крепления подземных выработок н т. д. На изготовление железобетонных стержневых конструкций расходуется в 2,5—3,5 раза меньше металла, чем на стальные конструкции. На изготовление настилов, труб, бункеров и т. п. железобетонных конструкций требуется металла в 10 раз меньше, чем на аналогичные стальные листовые конструкции.

Рациональное сочетание применения железобетонных, металлических и других конструкций с наиболее рациональным использованием лучших свойств каждого материала имеет большое народнохозяйственное значение.

По способу выполнения различают железобетонные конструкции сборные, изготовляемые на заводах стройиндустрии и затем монтируемые на строительных площадках, монолитные, возводимые на месте строительства, и сборно-монолитные, которые образуются из сборных железобетонных элементов и монолитного бетона.

1.2. Поведение ЖБК в условиях пожара

Огнестойкий предел конструкций из железобетона устанавливается экспериментальным путем, в результате проводимых испытаний производится расчет времени, которое необходимо  материалу, для того чтобы достигнуть любого признака предельного состояния (например, потеря теплоизоляционной или несущей способности,  целостности конструкции). Таким образом, установлено, что железобетонная конструкция теряет свою несущую способность при нагревании конструктивных элементов до 350 градусов и выше.

Огнестойкость конструкции из железобетона  зависит от многих факторов, в том числе: от вида бетона, его влажности, класса арматуры, толщины защитных слоев, уровня нагрузок эксплуатации  и других. Следует учитывать, что при возникновении пожароопасной ситуации, от нагрева до критической температуры арматурного каркаса (который находится внутри конструкции) предохраняет защитный слой из бетона. Благодаря этому предел огнестойкости конструкции из железобетона наступает после того, как снижается прочность защитного бетонного слоя, происходит тепловое расширение металлической арматуры и возникают трещины.

Огнезащита железобетонных конструкций требуется в том случае, когда толщина бетонного защитного слоя не может обеспечить требуемого предела прочности. Лишь после того, как будут учтены все конструктивные  особенности конструкции из железобетона, а также выяснены условия эксплуатации данной конструкции и ее предел огнестойкости, специалисты компании «ВекФорт» определяются с выбором способа и материала для огнезащиты и рассчитывают необходимую толщину слоя огнезащитного покрытия.

1.3. Изгибаемые железобетонные элементы и их поведение в условиях пожара

Плиты

Плиты в зданиях и сооружениях выполняют одновременно ограждающие и несущие функции. В зависимости от местоположения плит для них будут различные предельные состояния по огнестойкости. Так, для плит покрытий предельным состоянием по огнестойкости является только потеря несущей способности (R). Для плит перекрытий предельными состояниями могут быть R, E, I, т. е. по потере несущей способности (R), теплоизолирующей (Е) способностей и по потере целостности (I).

Многочисленные огневые испытания показывают, что предельным состоянием огнестойкости для большинства плит перекрытий в современных зданиях является предельное состояние по потере несущей способности. Это объясняется тем, что благодаря конструктивной особенности сборных элементов перекрытия, отдельно выполняющих функции пола, звукоизоляции, несущей части и потолка, другие предельные состояния по огнестойкости в большинстве случаев не успевают полностью проявиться за кратковременный период воздействия пожара. Испытания плит на огнестойкость, проводимы по стандартному температурному режиму, подтверждают это [2].

Сплошные железобетонные плиты, армированные горячекатаной стержневой арматурой, с сильно развитой сжатой зоной, ребристые плиты с мощными продольными ребрами, армированными по всей длине горячекатаной стержневой арматурой и двойными вертикальными каркасами из обычной холоднотянутой проволоки, теряют свою несущую способность по нормальному сечению в пролете в результате образования пластического шарнира. Такой же характер разрушения наблюдается и у многопустотных плит с круглыми пустотами, армированных стержневой продольной арматурой и вертикальными каркасами на приопорных участках, равных ¼ пролета плиты. При этом потеря несущей способности аналогичных плит, армированных высокопрочной проволокой, происходит по нормальному сечению гораздо раньше. Необходимо обратить внимание на поведение в условиях пожара тонкостенных элементов железобетонных плит. Под действием температурных напряжений, возникающих из – за неравномерного прогрева по сечению, они разрушаются по бетону сжатой зоны. На приопорных участках тонкостенных плит в начальной стадии огневого воздействия образуются опасные наклонные трещины, появляющиеся под действием главных растягивающих напряжений от воздействия внешней нагрузки и температуры. Этим объясняется характер разрушения – хрупкое скалывание или срез бетона сжатой зоны по наклонной плоскости.

Предел огнестойкости плит междуэтажных сборных плит сборных перекрытий наступает, как правило, вследствие потери несущей способности. Обрушение железобетонных перекрытий в условиях пожара происходит либо в результате образования пластического шарнира в растянутой зоне, либо в результате разрушения бетона сжатой зоны до образования пластического шарнира.

Большие прогибы железобетонных перекрытий, разрушающихся в результате образования пластического шарнира в растянутой зоне, указывает на интенсивное снижение жесткости элементов с увеличением температуры.

Необходимо учитывать, что предел огнестойкости изгибаемых конструкций, разрушающихся в результате образования пластического шарнира, должен определяться временем начала текучести растянутой арматуры, а не временем их фактического разрушения, т. к. после образования пластического шарнира конструкция может разрушаться без дополнительного нагрева, т. е. спустя некоторое время после прекращения огневого воздействия.

Балки

Исследования натурных пожаров, а также изучение результатов экспериментов показывают, что поведение железобетонных балок в условиях пожара обусловлено факторами, аналогичными для плоских плит. Однако непосредственное сравнение поведения балок и плит неправомерно. Это объясняется тем, что балочные конструкции в условиях пожара обогреваются с трех сторон. Кроме того, отличительной особенностью балок по сравнению с плоскими конструкциями является наличие арматуры в сжатой зоне. При двух - и трехмерном потоке тепла сечения элементов прогреваются интенсивнее, чем при одномерном, особенно углы балок. Во всех случаях происходит нагревание сжатой зоны бетона, что влияет на прочность и деформативность бетона и арматуры сжатой зоны.

В статически определимых балках прогрев продольных арматурных стержней до критической температуры приводит к образованию пластического шарнира в сечении, где действует Mn,max , что и является причиной разрушения балки, то есть наступления ее предела огнестойкости.

Существенное влияние на поведение балок в условиях пожара оказывает способ их опирания. Опыты показывают, что при свободных шарнирных опорах и при абсолютно жестком закреплении концов балок они имеют минимальную огнестойкость.

Статически неопределимые изгибаемые конструкции при нагреве снижают свою несущую способность за счет уменьшения прочности опорных и пролетных сечений. Прочность пролетных сечений, как и в случае статически определимых элементов, уменьшается в результате нагревания растянутой арматуры. Снижение прочности опорных сечений происходит вследствие прогрева бетона и арматуры сжатой зоны до высоких температур.

В условиях пожара в статически неопределимых стержневых элементах при заделке их опор происходит перераспределение моментов за счет возникновения отрицательного температурного момента вследствие перепада температур по высоте сечения и отсутствии свободы поворота сечений. Из – за перепада температур балка стремится изогнуться вниз, чему препятствует заделка на опорах. Возникающий температурный момент уменьшает момент в пролете и увеличивает соответственно моменты на опорах.

1.4. Огнезащита ЖБК

Огнезащита железобетонных конструкций выполняется, для того чтобы с помощью различных огнезащитных материалов увеличить предел огнестойкости конструкций.

 Применяем огнезащитные материалы, которые  обладают высокой теплопроводной способностью:

· огнезащитные лакокрасочные материалы;

· штукатурные составы;

· конструктивный плитный материал.

Чаще всего применяются лакокрасочные и штукатурные составы, так как такие технологии обеспечивают надежную огнезащиту конструкциям из железобетона даже в труднодоступных местах.  Вермикулитовые плиты применяются редко ввиду дороговизны и трудоемкости процесса крепления плит к железобетонным конструкциям.

Основные типы огнезащитных лакокрасочных материалов, применяемые компанией «ВекФорт»:

Огнезащитная вспучивающаяся краска Defender S (M). Это однокомпонентный органо-разбавляемый состав. Применяется для защиты железобетонных и металлических конструкций внутри помещений, где нет агрессивной среды, а также для наружных работ  в качестве защиты от негативных климатических факторов. В зависимости от толщины слоя покрытия (0,85-5,8 мм) достигается предел огнестойкости от 45 до 90 минут. Срок службы покрытия составляет не менее 25 лет.

Огнезащитная краска Джокер-М – сухая смесь из пенно и газообразующих термостойких наполнителей, имеет неорганические добавки. Под воздействием высоких температур краска вспучивает и образует пенистый изолирующий слой. Применяется для огрунтованных железобетонных конструкций. Для наружных работ требуют нанесение гидроизолирующего слоя. Краска Джокер-М увеличивает предел огнестойкости конструкции из железобетона  до 120 минут, обеспечивая третью и четвертую группы огнезащитной эффективности. Наносится агрегатами безвоздушного напыления или вручную.

Однокомпонентная краска на водной основе вспучивающегося типа Декотерм. Обеспечивает пассивную защиту  конструкций из бетона, кабельных проходок снаружи и внутри здания. Предел огнезащиты до 90 минут. 

Огнезащитный состав  FIRETEX – тонкослойный однокомпонентный  состав терморасширяющегося типа. Обеспечивает предел огнезащиты от 30 до 120 минут, в зависимости от технологии и толщины слоя нанесения.

Основные типы штукатурных составов, применяемые компанией «ВекФорт»:

Штукатурный огнезащитный состав Монолит обеспечивает предел огнестойкости конструкций из железобетона до 4 часов. Это однокомпонентная распыляемая смесь на основе портландцемента и целевых добавок. При воздействии тепловой нагрузки такое покрытие не растрескивается, не изменяет цвета, выдерживает удары и деформации. Срок эксплуатации покрытия – более 15 лет.

Штукатурный напыляемый состав СОШ-1 на основе вяжущего компонента и перлитового песка. Обеспечивает предел огнестойкости конструкции из железобетона более 120 минут.  Сухая смесь, растворяется водой и наносится с помощью строительного типового оборудования для распыления. Срок эксплуатации покрытия – 20 лет и более.

Все материалы, которые используют специалисты компании «ВекФорт», для того чтобы обеспечить предел огнестойкости конструкциям из железобетона, который установлен проектом, имеют соответствующую сертификацию и проходят обязательный контроль. 

Глава 2 Пожарно-техническая классификация строительных материалов

Пожарно-техническая классификация строительных материалов, конструкций, помещений, зданий, элементов и частей зданий основывается на их разделении по свойствам, способствующим возникновению опасных факторов пожара и его развитию, пожарной опасности, и по свойствам сопротивляемости воздействию пожара и распространению его опасных факторов огнестойкости.

Пожарно-техническая классификация предназначается для установления необходимых требований по противопожарной защите конструкций, помещений, зданий, элементов и частей зданий в зависимости от их огнестойкости и (или) пожарной опасности.

Строительные материалы

Строительные материалы характеризуются только пожарной опасностью.

Пожарная опасность строительных материалов определяется следующими пожарно-техническими характеристиками: горючестью, воспламеняемостью, распространением пламени по поверхности, дымообразующей способностью и токсичностью.

Строительные материалы подразделяются на негорючие (НГ) и горючие (Г). Горючие строительные материалы подразделяются на четыре группы:

Г1 (слабогорючие);

Г2 (умеренногорючие);

Г3 (нормальногорючие);

Г4 (сильногорючие).

Горючесть и группы строительных материалов по горючести устанавливают по ГОСТ 30244.

Для негорючих строительных материалов другие показатели пожарной опасности не определяются и не нормируются.

Горючие строительные материалы по воспламеняемости подразделяются на три группы:

В1 (трудновоспламеняемые);

В2 (умеренновоспламеняемые);

В3 (легковоспламеняемые).

Группы строительных материалов по воспламеняемости устанавливают по ГОСТ 30402.

Горючие строительные материалы по распространению пламени по поверхности подразделяются на четыре группы:

РП1 (нераспространяющие);

РП2 (слабораспространяющие);

РП3 (умереннораспространяющие);

РП4 (сильнораспространяющие).

Группы строительных материалов по распространению пламени устанавливают для поверхностных слоев кровли и полов, в том числе ковровых покрытий, по ГОСТ 30444 (ГОСТ Р ).

Для других строительных материалов группа распространения пламени по поверхности не определяется и не нормируется.

Горючие строительные материалы по дымообразующей способности подразделяются на три группы:

Д1 (с малой дымообразующей способностью);

Д2 (с умеренной дымообразующей способностью);

Д3 (с высокой дымообразующей способностью).

Группы строительных материалов по дымообразующей способности устанавливают по 2.14.2 и 4.18 ГОСТ 12.1.044.

Горючие строительные материалы по токсичности продуктов горения подразделяются на четыре группы:

Т1 (малоопасные);

Т2 (умеренноопасные);

Т3 (высокоопасные);

Т4 (чрезвычайно опасные).

Глава 3 Расчетная часть

3.1 Расчёт предела огнестойкости железобетонной плиты перекрытия

Статический расчет плиты

Для расчёта выбирается полоса шириной 1 м, направленная параллельно короткой стороне панели.

(1)

,

где - длина крайнего пролета, а - длина среднего пролета

(2)

a`- шаг второстепенных балок, а L-длина рабочего пролета

(3)

Каждая панель в монолитном железобетонном перекрытии работает отдельно с защемлением опорных сечений во второстепенных балках, поэтому, если распределённая нагрузка (q) действует на один пролёт плиты, плита в этом пролёте изгибается, как балка, но в других пролётах балка не изгибается, так как везде жёсткое защемление.

Расчетная схема плиты, эпюры изгибающих моментов и поперечных сил изображены на рисунке 1.

Изгибающие моменты для плиты:

; (4)

Изгибающие элементы для определения арматуры:

; (5)

(6)

Поперечные силы:

(7)

Рисунок 1 – Эпюры изгибающих моментов и поперечных сил плиты

Для обеспечения прочности, трещиностойкости и деформаций в пределах норм и min расходе бетона, толщина плиты должна быть близкой к оптимальной.

Критерием оптимальности служит отношение:

относительная высота сжатой зоны.

Для плит сплошного поперечного сечения .

Принимаю при .

Бетон В-22,5, по табл. «Прочностные и деформативные характеристики тяжелого бетона», имеет , где - расчетное сопротивление бетона сжатию.

Коэффициент условия работы бетона . Для расчёта плиты принимается полоса b=1 м. Определяем коэффициент при , .

Требуемая рабочая высота сечения:

(8)

Требуемая толщина плиты :

[мм], (9)

где а – толщина защитного слоя

Окончательно принимаем толщину плиты .

Расчёт прочности опасных нормальных сечений

Непрерывное армирование плиты плоскими сетками. Арматура: класс

Вр-1 d=3; 4; 5 мм. ;

Пролетное сечение плиты представлено на рисунке 2.

Рисунок 2 – Пролетное сечение плиты

Опорное сечение плиты изображено на рисунке 3.

Рисунок 3 – Опорное сечение плиты

Определяем коэффициент по формуле:

, (10)

где Мр – расчетный момент, кНм;

- относительная величина изгибающего момента;

ho – рабочая высота сечения, м;

b – ширина расчетной полосы плиты, м.

По коэффициенту посредством прил. находим коэффициенты и . Требуемая площадь арматуры определяется по формуле:

, (11)

где Rs – расчетное сопротивление арматуры, МПа.

Требуемый шаг стержней определяем по формуле:

, (12)

где - площадь сечения одного стержня, см2.

Фактическая площадь сечения находится по формуле:

, (13)

где S – принятый шаг стержней, м.

Проверка расчета выполняется по формулам:

, м; (14)

, кН·м; (15)

; (16)

должно быть в пределах -2% +5%.

Крайний пролет (сетка С1):

; .

АS(d=8мм)=0,503 см2, (3 стержня)

Принимаю S=270 мм,

Проверка:

Средний пролет (сетка С2):

; .

АS(d=6мм)=0,283 см2, (6 стержней)

Принимаю S=175 мм,

Проверка:

условие выполняется.

Теплотехнический расчет плиты

Определяем расчетное сопротивление сжатого бетона: Для бетона класса В22,5 нормативная прочность бетона

МПа, (17)

где коэффициент надежности по бетону.

По приложению для арматуры класса Вр-1 определяем нормативное сопротивление растяжению МПа.

Определяем расчетное сопротивление:

МПа, (18)

где - коэффициент надежности по арматуре.

Находим , предполагая что <

(19)

Определяем напряжение в сечении растянутой арматуры:

(20)

Определяем коэффициент снижения прочности стали:

(21)

Из приложения при для арматуры класс Вр-1 определяем ºС.

Определяем значение функции Гаусса:

(22)

Находим значение Гауссового интеграла ошибок (из приложения) x=0,5716

Определяем теплофизические характеристики бетона на известняковом щебне:

Средний коэффициент теплопроводности при t=450ºC.

(23)

Вт/(м º С).

Средний коэффициент теплоемкости при t=450 ºC

(24)

Дж/(кг º С)

Определяем приведенный коэффициент температуропроводности:

(25)

где 50,4 – влияние испарения воды в бетоне при нагреве;

- влажность бетона

- плотность бетона

(26)

,

где y – расстояние от нормали обогреваемой поверхности до расчетной точки

К=

К1- коэффициент, зависящий от плотности сухого бетона

С учетом пустотности плиты ее фактический предел огнестойкости находится путем умножения найденного значения на коэффициент 0,9.

Тогда

3.2 Расчет предела огнестойкости железобетонной колонны

Статический расчет колонны

Находим эксцентриситет:

е0= (27)

е0=

Высота сжатой зоны:

x= (28)

x=

Выбираем симметричное армирование.

Принимаем защитный слой для основной и вспомогательной арматуры

a=á=40 мм h0=h-a=600-40=560 мм

Рисунок 4 – Сечение колонны

Определим моменты действия силы:

(29)

кН∙м

Неслучайный эксцентриситет:

(30)

Находим момент от усилия в бетоне:

(31)

Находим момент от усилия в арматуре:

(32)

кН∙м

Площадь вспомогательной арматуры:

(33)

По сортаменту подбираем арматуру: 6 стержней АS(d=14 мм) с

Проверка:

(34)

Теплотехнический расчет колонны

Определяем нормативную нагрузку:

(35)

,

где - 1,2 – усредненный коэффициент надежности по нагрузке.

По приложению 13 для арматуры класса Вр-1 определяем нормативное сопротивление растяжению

, (36)

где - соответствующий коэффициент надежности по арматуре, а МПа.

Определяем суммарную площадь арматуры (приложение 9)

Бетон класса, по приложению 12 определяем нормативное сопротивление сжатию бетона:

, (37)

где - коэффициент надежности по бетону.

Определяем теплофизические характеристики бетона на известняковом щебне (приложение 4):

(38)

(39)

Определяем приведенный коэффициент температуропроводности бетона:

, (40)

где 50,4 – влияние испарения воды в бетоне при нагреве;

- влажность бетона, - плотность бетона

Для дальнейших расчётов задаемся интервалами времени , равными

1. Для несущая способность колонны будет равна:

(41)

где - коэффициент продольного изгиба, учитывающий длительность загружения и гибкость бетона, принят по приложению 7, в зависимости от отношения (метод интерполяции).

2. Для

Определяем критерий Фурье:

(42)

(43)

где - коэффициент, зависящий от средней плотности бетона (приложение 5).

(44)

(45)

,

где , (46)

(47)

- расстояние от центра конструкции до расчетной точки.

Из приложения 2 находим относительную избыточную температуру в неограниченной пластине .

Определяем температуру в расчетной точке:

(48)

(49)

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

(50)

где - изменение температуры при стандартном температурном режиме, определяемся по формуле:

(51)

По приложению 8 находим значение коэффициента снижения прочности арматуры Вр-1 (методом интерполяции)

Для определения размеров ядра бетонного сечения необходимо найти значение : (52)

Величина - температура в средней неограниченной пластине находится из приложения 3 при:

(53)

(54)

При критической температуре бетона на известняковом щебне ºС:

(55)

(56)

Из приложения 2 при и находим ,

и находим тогда:

(57)

(58)

Несущая способность колонны при будет равна:

(59)

где - коэффициент продольного изгиба, учитывающий длительность нагружения и гибкость бетона, принят по приложению 7 в зависимости от отношения (методом интерполяции).

3. Для

Определяем критерий Фурье:

(60)

(61)

При , и, (см. расчет) и из приложения 2 находим относительную избыточную температуру в неограниченной пластине ,.

Определяем температуру в расчетной точке:

(62)

(63)

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

(64)

,

где - изменение температуры при стандартном температурном режиме.

По приложению 8 находим значение коэффициента снижения прочности арматуры Вр-1 (методом интерполяции)

Для определения размеров ядра бетонного сечения необходимо найти значение и (65)

Величина - температура в средней неограниченной пластине находится из приложения 3 при:

(66)

(67)

При критической температуре бетона на известняковом щебне ºС:

(68)

(69)

Из приложения 2 при и находим ,

и находим тогда:

(70)

(71)

Несущая способность колонны при будет равна:

(72)

где - коэффициент продольного изгиба, учитывающий длительность нагружения и гибкость бетона, принят по приложению 7 в зависимости от отношения (методом интерполяции).

4. Для

Определяем критерий Фурье:

(73)

(74)

При , и, (см. расчет) и из приложения 2 находим относительную избыточную температуру в неограниченной пластине ,.

Определяем температуру в расчетной точке:

(75)

(76)

Температура арматурных стержней при обогреве колонны с четырех сторон будет равна: (77)

,

где - изменение температуры при стандартном температурном режиме.

По приложению 8 находим значение коэффициента снижения прочности арматуры Вр-1 (методом интерполяции)

Для определения размеров ядра бетонного сечения необходимо найти значение и (78)

Величина - температура в средней неограниченной пластине находится из приложения 3 при:

(79)

(80)

При критической температуре бетона на известняковом щебне ºС:

(81)

(82)

Из приложения 2 при и находим ,

и находим тогда:

(83)

(84)

Несущая способность колонны при будет равна:

(85)

где - коэффициент продольного изгиба, учитывающий длительность нагружения и гибкость бетона, принят по приложению 7 в зависимости от отношения (методом интерполяции).

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

Несущая способность, кН·м

Рисунок 5 - Зависимость несущей способности исходной центрально сжатой железобетонной колонны от времени

Определяем фактический предел огнестойкости 4,9ч=294 мин

3.3 Создание новой колонны в соответствии с требованиями

Колонны сплошного прямоугольного поперечного сечения подразделяют на типы.

o К  - для каркасов зданий без мостовых опорных и подвесных кранов и зданий, оборудованных подвесными кранами, при стропильных конструкциях покрытий с прямолинейным нижним поясом;

o КС  - то же, при строительных конструкциях покрытий с провисающим нижним поясом;

o КК  - для каркасов зданий, оборудованных мостовыми электрическими опорными кранами, при стропильных конструкциях покрытий с прямолинейным нижним поясом;

o ККС  - то же, при строительных конструкциях покрытий с провисающим нижним поясом;

o ККП  - для каркасов зданий, оборудованных мостовыми электрическими опорными кранами, с проходами в уровне крановых путей, при стропильных конструкциях покрытий с прямолинейным нижним поясом;

o КР  - для каркасов зданий, оборудованных мостовыми ручными опорными кранами, при стропильных конструкциях покрытий с прямолинейным нижним поясом;

o КФ  - для фахверков стеновых ограждений  зданий (фахверковые колонны).

Двухветвевые колонны подразделяют на типы:

o КД  - для каркасов зданий, оборудованных электрическими опорными и подвесными кранами, и зданий без кранов.

o КДФ  - для фахверков стеновых ограждений зданий (фахверковые колонны).

Форма и основные размеры  колонн должны соответствовать указанным в приложении. Показатели расхода бетона и стали на колонны должны соответствовать указанным в рабочих чертежах на эти колонны. Колонны применяют с учетом их предела огнестойкости, указанного в рабочих чертежах на эти колонны. Колонны должны удовлетворять  требованиям ГОСТ 13015.0:

o по  прочности, жесткости и трещиностойкости; при этом требования по испытанию колонн нагружением не предъявляют;

o по  показателям фактической прочности бетона на сжатие (передаточной отпускной и в проектном возрасте);

o по   морозостойкости бетона, а для колонн, эксплуатируемых в условиях воздействия агрессивной газообразной среды, - также по водонепроницаемости бетона;

o к  маркам сталей для арматурных и закладных изделий, в том числе для монтажных петель;

o по  толщине защитного слоя бетона до арматуры;

o по  защите от коррозии.

Колонны следует изготовлять из тяжелого бетона по ГОСТ 26633 классов или марок по прочности на сжатие, указанных в рабочих чертежах на эти колонны. Передачу усилий обжатия на бетон (отпуск натяжения арматуры) в предварительно напряженных колоннах следует производить после достижения бетоном требуемой передаточной прочности. Нормируемая  передаточная прочность бетона колонн в зависимости от класса или марки бетона, вида и класса напрягаемой арматурной стали должна соответствовать указанной в рабочих чертежах на эти колонны. Для армирования колонн следует применять арматурную сталь следующих видов и классов:

- в  качестве напрягаемой арматуры - термомеханически упрочненную стержневую класса Ат-IVС по ГОСТ 10884, горячекатаную стержневую классов А-V, А-IV по ГОСТ 5781 и стержневую класса А-IIIв, изготовляемую из арматурной стали класса А-III по ГОСТ 5781 путем упрочнения вытяжкой с контролем удлинений и  напряжений;

- в  качестве ненапрягаемой арматуры - термомеханически упрочненную стержневую классов Ат-IVС и Ат-IIIС по ГОСТ 10884, стержневую горячекатаную периодического профиля класса А-III и гладкую класса А-I  по ГОСТ 5781, арматурную проволоку обыкновенную периодического профиля класса Вр I по ГОСТ 6727, повышенной прочности класса Врп-I по ТУ .

Форма и размеры арматурных и закладных изделий и их положение в колоннах должны соответствовать указанным в рабочих чертежах на эти колонны. Сварные арматурные и закладные изделия должны удовлетворять требованиям ГОСТ 10922. В бетоне колонн, поставляемых потребителю, трещины не допускаются, за исключением усадочных и других поверхностных технологических трещин, ширина которых не должна превышать 0,25 мм. Концы напрягаемой арматуры не должны выступать за торцевые поверхности колонн более чем на 10 мм. Они должны быть защищены слоем цементно-песчаного раствора или битумным лаком.

В нашем случае колонна соответствует СНиП 21.01-97*.

Заключение

Железобетон представляет собой комплексный строительный материал, состоящий из бетона и стальных стержней, работающих в конструкции совместно в результате сил сцепления.

На основе железобетонных конструкций сложились новые масштабы, архитектоника и пространственная организация зданий и сооружений. Прямолинейные каркасные конструкции придают зданиям строгий геометризм форм и мерный ритм членений, чёткость структуры. Горизонтальные плиты перекрытий покоятся на тонких опорах, лёгкая стена, будучи лишена несущей функции, нередко превращается в стеклянный экран-завесу. Равномерное распределение статических усилий создаёт тектоническую равнозначность элементов постройки. Большой пластической и пространственной выразительностью обладают криволинейные конструкции (особенно тонкостенные оболочки различных, иногда причудливых очертаний), с их сложной тектоникой форм (порой приближающихся к скульптурным) и непрерывно сменяющимся ритмом элементов. Криволинейные конструкции позволяют перекрывать без промежуточных опор огромные зальные помещения и создавать необычные по форме объёмно-пространственные композиции. Некоторые современные железобетонные конструкции (например, решётчатые) обладают орнаментально-декоративными качествами, формирующими облик фасадов и покрытий. Пластически осмысленные современные железобетонные конструкции придают эстетическую выразительность не только жилым и гражданским зданиям, но и инженерным и промышленным сооружениям (мостам, эстакадам, плотинам, градирням и др.).

Новые, прогрессивные способы использования Ж. к. и и. в массовом жилищном и гражданском строительстве (например, строительство из объёмных блоков или на основе каталога унифицированных индустриальных изделий для строительства) создают возможность богатого варьирования планировки зданий и их объёмно-пространственной структуры.

Список литературы

1. Байков, конструкции. Общий курс/ , .- М.:Стройиздат, 1991. – 767.;

2. Демехин, , здания и их устойчивость при пожаре: учебное пособие / , , .– М.: 2003. – 656 с.;

3. Милованов железобетонных конструкций при пожаре/ .– М.: Стройиздат, 1998. – 304 с.

4.СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции;

5.СНиП 21.01-97* Пожарная безопасность зданий и сооружений.