Взрывообразное разрушение высокопрочного бетона



9.18 В мировой практике строительства известно, что высокопрочные бетоны наиболее подвержены хрупкому взрывообразному разрушению при пожаре (см. раздел 6 Еврокода EN 1992-1-2:2004). Для бетона классов от C55/67 до C80/95 (классы бетона из Еврокода) аналогично применяются правила, аналогичные правилам конструирования обычных тяжелых бетонов, при условии, что максимальное содержание микрокремнезема составляет менее 6% от массы цемента. При более высоком содержании микрокремнезема (более 6%) следует применять особые правила проектирования с учетом мероприятий против хрупкого взрывообразного разрушения при пожаре. Для бетона классов 80/95 < C ≤ 90/105 характерно хрупкое разрушение бетона при пожаре.

9.19 При проектировании бетонных и железобетонных конструкций из высокопрочных бетонов применимы следующие альтернативные мероприятия по защите от хрупкого разрушения при пожаре.

1) Применение бетонов с содержанием микрокремнезема не более 6% (ограничение содержания микрокремнезема должно быть указано в проектной документации).

2) Дополнительное конструктивное армирование защитного слоя бетона со стороны обогреваемой поверхности арматурной сеткой с минимальным защитным слоем 15 мм (противооткольная сетка). Арматурная сетка изготавливается из проволоки диаметром ≥ 2 мм с шагом ≤ 50х50 мм. Минимальная толщина защитного слоя для основной арматуры должна составлять ≥ 40 мм.

3) Применение типа высокопрочного бетона, для которого экспериментально (путем огневых испытаний крупногабаритных плитных конструкций) установлено отсутствие хрупкого разрушения бетона при высокотемпературном воздействии пожара.

4) Нанесение на обогреваемую бетонную поверхность огнезащитного покрытия, при котором не происходит хрупкое (взрывообразное) разрушение бетона при высокотемпературном воздействии пожара, что подтверждено экспериментально.

5) Добавление в бетонную смесь не менее 1 кг/м3 моноволокнистой полипропиленовой микрофибры.

Возможен выбор иного метода, подтвержденного соответствующими испытаниями.

9.20 Для существующих бетонных и железобетонных конструкций из высокопрочных бетонов применимы следующие мероприятия по защите от хрупкого разрушения при пожаре:

- устройство огнезащитных покрытий с соответствующим экспериментальным обоснованием целесообразности их применения.

Конструктивные требования, повышающие огнестойкость железобетонных конструкций

10.1  Бетон и железобетон являются негорючими, достаточно стойкими к огневому и тепловому воздействию материалами. В большинстве случаев нормируемый предел огнестойкости можно обеспечить путем рационального проектирования и конструирования бетонных и железобетонных конструкций.

10.2  Основными параметрами, которые оказывают влияние на предел огнестойкости бетонных и железобетонных конструкций, являются вид бетона, вяжущего и заполнителя, классы бетона и арматуры, тип конструкций, форма и размеры поперечного сечения, количество и расположение арматуры по сечению конструкции, толщина защитного слоя бетона, условия нагревания конструкции при пожаре, нагрузка и влажность бетона.

10.3  Обеспечение требуемого предела огнестойкости железобетонной конструкции следует достигать рациональным подбором толщины защитного слоя бетона. С увеличением толщины защитного слоя бетона увеличивается предел огнестойкости железобетонной конструкции. При толщине защитного слоя бетона ≥ 40 мм и более следует предусматривать установку противооткольной сетки (против хрупкого разрушения бетона при пожаре) из проволоки диаметром 2-4 мм с шагом ячеек 40-75 мм на расстоянии 10-20 мм от нагреваемой поверхности. Противооткольная сетка может совмещать функцию противоусадочной сетки.

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

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

10.6  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, по сравнению с колоннами без косвенного армирования.

10.7  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.

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

10.9   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 трех стержней. При этом предпочтительно размещать арматуру в несколько рядов, максимально возможно смещая арматуру вглубь сечения от обогреваемой поверхности.

10.10 На опорах между соседними балками и между балкой и стеной должен быть зазор, который позволит балке свободно удлиняться в процессе огневого воздействия.

10.11 В плитах целесообразно предусматривать вертикальную поперечную конструктивную арматуру или вертикальные хомуты, связывающие верхний и нижний ряды арматуры. Вертикальная арматура или хомуты предохранят нижнюю рабочую горизонтальную арматуру от выхода из плоскости (выпучивания) и повисания при повреждении целостности защитного слоя бетона под воздействием пожара.

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

10.13 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.

10.14 Предел огнестойкости железобетонных конструкций зависит от их статической схемы работы. Влияние статической неопределимости конструкций на предел огнестойкости учитывается при соблюдении следующих требований:

а) не менее 20% требуемой на опоре верхней арматуры должно проходить над серединой пролета;

б) верхняя арматура над крайними опорами неразрезной системы должна заводиться на расстояние не менее 0,4l в сторону пролета от опоры и затем постепенно обрываться (l - длина пролета);

в) вся верхняя арматура над промежуточными опорами должна продолжаться к пролету не менее чем на 0,15l и затем постепенно обрываться.

Изгибаемые элементы, заделанные на опорах, могут рассматриваться как неразрезные системы.

При проектировании статически неопределимых конструкций, для подтверждения соответствия собственного предела огнестойкости нормируемому значению, необходимо выполнять расчеты на огнестойкость, т.к. проведение соответствующих огневых испытаний невозможно в связи отсутствием огневых установок, воспроизводящих жесткие узлы сопряжения конструкций (испытания проводятся по шарнирной схеме опирания конструкций).

10.15 Для обеспечения требуемой огнестойкости швов в железобетонных конструкциях заполнение швов следует выполнять с применением негорючих материалов с низкой теплопроводностью.

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

10.17 Засыпка, стяжка и покрытие пола из негорючих материалов при теплотехническом расчете могут быть включены в общую толщину плиты, тем самым повышая ее предел огнестойкости по потере теплоизолирующей способности I.

10.18 В случае, если собственный предел огнестойкости существующей железобетонной конструкции не соответствует нормируемому пределу огнестойкости, то его можно увеличить за счет применения огнезащитного покрытия.

10.19 При проектировании и конструировании железобетонных конструкций с позиций обеспечения огнестойкости возможно использование табличных данных для статически определимых конструкций, представленных в разделе 14.


Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 118;