double arrow

Расчет фактического предела огнестойкости железобетонной колонны


Определяем прочностные характеристики материалов:

МПа,

где: Rsn – нормативное сопротивление арматурной стали сжатию (табл. 19 [10] или п. 3.1.2. [5]);

gа=0,9 – коэффициент надежности по материалу для арматуры [12], [11].

Rbn = 18.5 МПа (табл. 12 [10] или п. 3.2.1 [5]);

Rbu = 22.29 МПа,

где: Rит – нормативное сопротивление (призменная прочность) бетона осевому сжатию (табл. 12 [10]);

gа=0,83 – коэффициент надежности по материалу для бетона [11].

Определяем теплофизические характеристики бетона (п. 3.2.3. [5]):

lt =0.95 Вт/м × К;

сt = 1317.32 Дж/кг × К;

м2/с.

Определим суммарную площадь арматурных стержней (п. 3.1.1. [5]):

Аs = 3214мм2.

Для расчета Nt = f (t) задаемся интервалами времени t1 = 0 ч; t2 = 1 ч; t3 = 2 ч.

Вычисляем Nt при t1 = 0 ч.

Nt,0 = jt × (Rbu × b × h + Rsu × As) = 0,87(22.29 × 0,4 × 0,4 + 655.56 × 3214 × 10-6) = 4.94 МН,

где: jt = 0,87 (п. 3.2.10. [5]) при l0/b = 6,9/0,4 = 17,2.

Вычисляем Nt при t2 = 1 ч, предварительно решив теплотехническую часть задачи огнестойкости, т.е. определив температуру арматурных стержней и размеры ядра поперечного сечения колонны.

Определим критерий Фурье:

,

где К = 37,2 с0,5 (п. 3.2.8. [5]).

Определим относительное расстояние:

,

где х = у = 0,5h – a – 0.5d = 0.5 ∙ 0,4 – 0,035 – 0,5 ∙ 0,032 = 0,15 м.

Определяем относительную избыточную температуру (п. 3.2.4. [5]):

Θх = Θу = 0,83.

Тогда tx=0,15,y=0 = ty=0,15,x=0 = 1250 – (1250 – tн = 1250 – (1250 – 20)0,83 = 229˚С.

Определяем температуру арматурных стержней (с учетом всестороннего обогрева колонны):

˚С,

где tВ = 925˚С (п.3.1.3. [5]) или tВ = 345lg (0.133 τ + 1) + tH;

С использованием п.3.1.5. [5] интерполяцией определяем γst = 0.97.

Для определения размеров ядра поперечного сечения необходимо определить ξя,х , предварительно вычислив температуру в центре «ядра»:

tx=0 = ty=0 = 1250 – (1250 – tнц;

Величину Θц определяем по п.3.2.5. [5] при Fox / 4 = 0.021 / 4 = 0.00525; Θц = 1;

tx=0 = ty=0 = 1250 – (1250 – 20)1.0 = 20˚С.

Определяем относительную температуру на границе «ядра» поперечного сечения колонны:

,

где tbcr = 500˚С при < 4 (п.3.2.6. [5]).

По графику (п.3.2.4. [5]) при Fo,x = 0.021 и Θя,х = 0,61 определяем ξя,х = 0,19.

Определяем размеры «ядра» поперечного сечения:

м.

Определяем несущую способность колонны через t2 = 1 ч:

Nt,τ = φt (RbuAя + RsuAsγst) = 0,31(22.29 ∙ 0,18 +655.56 ∙3214 ∙ 10-6 ∙ 0,97) = 1.88 МН,

где φt = 0,31, т.к. l0 / bя = 6,9 / 0,18 = 38.3.

Для интервала времени t3 = 2 ч:

;

ξ = 0,7;

Θх = Θу = 0,76;

tx=0,15 = ty=0,15 = 1250 – (1250 – 20) 0,76 =315˚С;

˚С;

γst = 0.64 (п.3.1.5. [5], табл. 1.2. [12]);

Fox / 4 = 0.43 / 4 = 0.012; Θц = 0,9961;

tx=0 = ty=0 = 1250 – (1250 – 20) 0,9961 = 25˚С;

.

По графику (п. 3.2.4. [5]) при Fo,x = 0.043 и Θя,х = 0,61 определяем ξя,х = 0,27.

м;

Nt,2 = 0,38(22.29 ∙ 0,16 +655.56 ∙3214 ∙ 10-6 ∙ 0,64) = 1,868 МН,

где φt = 0,38, т.к. l0 / bя = 6,9 / 0,16 = 43.

Для определения фактического предела огнестойкости строим график изменения несущей способности колонны от времени нагрева (прил. 1 рис. 8) при:




τ1 = 0 Nt1 = 4.94 МН;

τ2 = 1 ч Nt2 = 1.88 МН;

τ1 = 2 ч Nt3 = 1,868 МН.

По графику (прил. 1 рис. 8) фактический предел огнестойкости

Пф = 1,3 ч.


Заказать ✍️ написание учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Сейчас читают про: