При воздействии стандартного пожара длительностью 180 мин колона выдерживает силу большую, чем сила нормативной нагрузки до пожара.

ВЫВОД: колонна обеспечивает предел огнестойкости по потере несущей способности R150.

Расчёт предела огнестойкости железобетонной колонны круглого сечения (диаметр 400 мм)

Исходные данные: Железобетонная колонна диаметром 400 мм: высота h=2,6м; жёстко заделана в железобетонное перекрытие; бетон тяжёлый на силикатном заполнителе, класса В25, R_bn = 18,5 МПа; арматура класса А400, 6Ø20, R_sc = 355МПа, толщина защитного слоя равна 30 мм. Усилия от нормативных нагрузок 1700 кН; М_n = 24,6 кН х м.

Требуемый предел огнестойкости – REI 150.

Расчёт

Арматурные стержни равномерно распределены по периметру колонны. Расстояние от нагреваемых сторон колонны до арматурных стержней равно 30 мм. Из рис.Б.7 приложения Б [32] для колонны сечением 400 х 400 мм и длительностью стандартного пожара 180 мин находим температуру нагрева всех стержней в колонне, принимая, что b = 1,1d = 440 мм. Затем по табл.2.8 [32] в зависимости от температуры нагрева арматуры находим коэффициент условия работы γ_st. t_s =700 ⁰С, γ_st = 0,2; А_s = 1884 мм².

Глубина прогрева бетона на силикатном заполнителе, по рис. Б.7 приложения Б [32], до критической температуры t_b,cr = 500 ⁰С, составляет 60 мм a_t = 60 х 1.1 = 66мм, приведённая высота сечения определяется по формуле (5.6) [32] и равна r_t = r – a_t = 200 – 66 = 134 мм. Приведённый диаметр колонны D_cir,t = 134 х 2 = 268 мм. r_s = r – a = 200 – 40 = 160 мм.

Эксцентриситет продольной силы равен по формуле (5.35) [32] равен

e₀ = 24,6/1700 = 0,01 м = 10 мм.

Жесткость определяется по формуле (5.38) [32]. Для определения жёсткости необходимо вычислить:

М₁= M_n + N_n х r_t = 24.6 + 1700х 0,134 = 252,4 кН х м.

В связи с учётом в расчёте огнестойкости только кратковременного действия нагрузок М₁=М_l1, то φ₁ = 2 формула (5.40) [4]. Так как δ_e = e₀/ D_cir,t = 10/268 = 0.003<0.15 принимаем 0,15.

Момент инерции бетонного сечения и всей продольной арматуры определяется по формулам:

Из рис.Б.7 приложения Б [32] для колонны сечением 400 х 400 мм и длительностью стандартного пожара 180 мин находим температуру нагрева всех стержней в колонне. Затем по табл.2.8 в зависимости от температуры нагрева арматуры находим коэффициент условия работы γ_st. t_s =700 ⁰С, γ_st = 0,2; E_st = E_s х β_s = 200 х 10³ х 0,72 = 144 х 10³ МПа.

По формуле (2.10) [32] при t_b = 200 ⁰С, определяем E_bt = E_b хβ_b = 30 х 0,7 = 21 МПа.

Таким образом, по формуле (5.38) [32] D равно

Критическая сила N_cr определяется по формуле (5.37) [4]:

Расчётная высота колонны при жёсткой заделке равна l₀ = 0,5l = 2,6 х 0,5 = 1,3 м.

Коэффициент η определяется по формуле (5.36) [32] и равен:

Момент от нормативной нагрузки с учётом прогиба определяется по формуле (5.52) [32]:

М = 1700 х 0,01 х 1,4 = 23,8 кН х м

Прочность сечения проверяем из условия (5.35) [32].

Находим α_m = 0,33.

М = 0,33 х 18,5 х 56381 х 134 = 46 кН х м > 23,8 кН х м

Дата добавления: 2017-02-01