Табличные данные и конструктивные требования для статически определимых конструкций
14.1 Табличные данные, содержащие минимально допустимые размеры сечений и расстояний от оси арматуры до обогреваемых поверхностей элементов (толщины защитных слоев) для нормируемых пределов огнестойкости, приведены для статически определимых конструкций и должны быть не менее требуемых значений по СП 63.13330.
14.2 Табличные данные составлены на основе большого количества экспериментальных и расчетных данных, имеющих хорошую сходимость результатов. При соблюдении требований табличных данных расчеты огнестойкости статически определимых конструкций могут не производиться.
14.3 Табличные данные (табл. 14.1-14.5, 14.7) применимы для несущих железобетонных конструкций при действии полных нормативных нагрузок с соотношением длительно действующей части нагрузки Gser к полной нагрузке Vser, равной 1. Если это отношение равно 0,3, то табличное значение предела огнестойкости увеличивается в 2 раза. Для промежуточных значений Gser/Vser предел огнестойкости принимается по линейной интерполяции.
14.4 Расстояние до оси арматуры и минимальные размеры элементов для обеспечения требуемого предела огнестойкости конструкций зависят от вида бетона. Легкие бетоны имеют теплопроводность на 10-20%, а бетоны с крупным карбонатным заполнителем на 5-10% меньше, чем тяжелые бетоны с силикатным заполнителем. С учетом теплопроводности разных видов бетонов, расстояния до оси арматуры для конструкций из легкого бетона или из тяжелого бетона с карбонатным заполнителем может быть принято меньшим, чем для конструкций из тяжелого бетона на силикатном заполнителе при одинаковом пределе огнестойкости выполненных из этих бетонов конструкций.
|
|
|
Данные таблиц 14.1–14.3, 14.5, 14.7 и 14.8, применимы для железобетонных конструкций из бетона с крупным заполнителем из силикатных пород, а также плотного силикатного бетона классов по прочности на сжатие до В40 включительно. Минимальные размеры поперечного сечения и расстояния от оси арматуры до поверхности изгибаемого элемента могут быть уменьшены:
- на 10% - для железобетонных конструкций из бетонов на карбонатном заполнителе;
- на 20% - для конструкций из легких бетонов плотностью 1200 кг/м3;
- на 30% - для изгибаемых конструкций из легких бетонов плотностью 800 кг/м3 и керамзитоперлитобетона плотностью 1200 кг/м3 .
14.5 На рис. 14.1 и 14.2 указаны расстояния от обогреваемой поверхности до оси арматуры и некоторые геометрические параметры сечений, применительно к табличным данным (табл. 14.1-14.5, 4.7).
|
| Рисунок 14.1 - Расстояния до оси арматуры |
|
| Рисунок 14.2 - Среднее расстояние до оси арматуры |
В случае расположения арматуры в разных уровнях в сечении железобетонного элемента, среднее расстояние до оси арматуры a определяется с учетом площадей (A1, A2, …, An) и соответствующих им расстояний до осей (a1, a2, …, an) арматуры, измеренных от ближайшей из обогреваемых (нижней или боковой) поверхностей элемента, по формуле
|
|
|
| (14.1) |
Колонны
14.6 В табл. 14.1 приведены требования к железобетонным колоннам из тяжелого и из легкого бетона. Они включают требования к минимальным размерам колонн, подвергаемых воздействию огня с четырех сторон, а также находящихся в стенах и нагреваемых с одной стороны. При этом размер b относится только к колоннам, нагреваемая поверхность которых находится на одном уровне со стеной, или для части колонны, выступающей из стены. Предполагается, что в стене отсутствуют отверстия вблизи колонны в направлении минимального размера b.
Для колонн сплошного круглого сечения в качестве размера b следует принимать их диаметр.
Колонны с параметрами, приведенными в табл. 14.1, имеют внецентренно приложенную нагрузку или нагрузку со случайным эксцентриситетом при армировании колонн не более 3% от поперечного сечения бетона, за исключением стыков. При коэффициенте армирования колонны более 3% табличные данные не применимы, и необходим расчет огнестойкости.
|
|
|
Предел огнестойкости железобетонных колонн с дополнительным армированием в виде сварных поперечных сеток, установленных с шагом не более 250 мм, следует принимать по табл. 14.1, с учетом повышающего коэффициента 1,5.
Таблица 14.1
| Вид бетона | Воздействие огневого воздействия | Ширина b колонны и расстояние до оси арматуры a | Минимальные размеры, мм, железобетонных колонн с пределами огнестойкости, мин | |||||
| 30 | 60 | 90 | 120 | 150 | 180 | |||
| Тяжелый | С четырех сторон | b | 150 | 200 | 240 | 300 | 400 | 450 |
| a | 10 | 25 | 35 | 40 | 50 | 50 | ||
| С одной стороны | b | 100 | 120 | 140 | 160 | 200 | 240 | |
| a | 10 | 25 | 35 | 40 | 40 | 40 | ||
| Легкий (gв = 1,2 т/м3) | С четырех сторон | b | 150 | 160 | 190 | 240 | 320 | 360 |
| a | 10 | 25 | 35 | 40 | 40 | 40 | ||
| С одной стороны | b | 100 | 100 | 115 | 130 | 160 | 190 | |
| a | 10 | 25 | 35 | 40 | 40 | 40 | ||
Стены
14.7 Для несущих сплошных железобетонных стен предел огнестойкости, толщина стены tc и расстояние до оси арматуры a приведены в табл. 14.2. Эти данные применимы к центрально- и внецентренно сжатым стенам при условии расположения суммарной силы в средней трети ширины поперечного сечения стены. При этом отношение высоты стены к ее толщине λ = l0/h t ≤ 20.
|
|
|
Для стеновых панелей с платформенным опиранием при толщинах не менее 14 см пределы огнестойкости следует принимать по табл. 14.2, умножая их на коэффициент 1,5.
Таблица 14.2
| Вид бетона | Толщина tc и расстояние до оси арматуры a | Минимальные размеры железобетонных стен, мм, с пределами огнестойкости, мин | |||||
| 30 | 60 | 90 | 120 | 150 | 180 | ||
| Тяжелый | tc | 100 | 120 | 140 | 160 | 200 | 240 |
| a | 10 | 15 | 20 | 30 | 30 | 30 | |
| Легкий (g = 1200 кг/м3) | tc | 100 | 100 | 115 | 130 | 160 | 190 |
| a | 10 | 15 | 20 | 30 | 30 | 30 | |
Огнестойкость ребристых стеновых плит должна определяться по толщине плит. Ребра должны быть связаны с плитой хомутами. Минимальные размеры ребер и расстояния до осей арматуры в ребрах должны удовлетворять требованиям, предъявляемым к балкам (см. табл. 14.3 и 14.4).
Наружные стены из двухслойных панелей, состоящих из ограждающего слоя толщиной не менее 24 см из крупнопористого керамзитобетона класса В2-В2,5 (g = 600…900 кг/м3) и несущего слоя толщиной не менее 10 см, с напряжениями сжатия в нем не более 5 МПа, имеют предел огнестойкости 180 мин.
При применении в стеновых панелях или перекрытиях сгораемого утеплителя, необходимо предусмотреть защиту этого утеплителя по периметру несгораемым материалом.
Стены из трехслойных панелей, состоящие из двух ребристых железобетонных плит и утеплителя из несгораемых или трудносгораемых минераловатных или фибролитовых плит, при общей толщине поперечного сечения 25 см имеют предел огнестойкости не менее 180 мин.
Наружные ненесущие и самонесущие стены из трехслойных сплошных панелей (ГОСТ 17078-71 с изм.), состоящие из наружного (толщиной не менее 50 мм) и внутреннего бетонных армированных слоев и среднего слоя из сгораемого утеплителя (пенополистирола марки ПСБ по ГОСТ 15588-70), имеют предел огнестойкости не менее 60 мин при общей толщине поперечного сечения 15…22 см. Для аналогичных несущих стен с соединением слоев металлическими связями при общей толщине 25 см, с внутренним несущим слоем из армированного бетона класса В15 с напряжениями сжатия в нем не более 2,5 МПа и толщиной 10 см или В25 с напряжениями сжатия в нем не более 10 МПа и толщиной 14 см, предел огнестойкости равен 150 мин.
Предел распространения огня по этим конструкциям равен нулю.
Балки
14.8 Для статически определимых свободно опертых балок при трехстороннем воздействии пожара пределы огнестойкости, ширина балок b и расстояния до оси арматуры a, a w (рис. 14.3) приведены для тяжелого бетона в табл. 14.3 и для легкого бетона (g = 1200 кг/м3) - в табл. 14.4.
|
| Рисунок 14.3 - Армирование балок и расстояния до оси арматуры |
Таблица 14.3
| Пределы огнестойкости, мин | Ширина балки b и расстояние до оси арматуры a | Минимальные размеры железобетонных балок из тяжелого бетона, мм | Минимальная ширина ребра b w, мм | |||
| 30 | b | 80 | 120 | 160 | 200 | 80 |
| a | 25 | 15 | 10 | 10 | ||
| 60 | b | 120 | 160 | 200 | 300 | 100 |
| a | 40 | 35 | 30 | 25 | ||
| 90 | b | 150 | 200 | 280 | 400 | 100 |
| a | 55 | 45 | 40 | 35 | ||
| 120 | b | 200 | 240 | 300 | 500 | 120 |
| a | 65 | 55 | 50 | 45 | ||
| 150 | b | 240 | 300 | 400 | 600 | 140 |
| a | 80 | 70 | 65 | 60 | ||
| 180 | b | 280 | 350 | 500 | 700 | 160 |
| a | 90 | 80 | 75 | 70 | ||
|
| a w = a + 10 | a w = a | ||||
Таблица 14.4
| Пределы огнестойкости, мин | Ширина балки b и расстояние до оси арматуры a | Минимальные размеры железобетонных балок из легкого бетона (g = 1200 кг/м3), мм | Минимальная ширина ребра b w, мм | |||
| 30 | b | 80 | 120 | 160 | 200 | 80 |
| a | 25 | 15 | 10 | 10 | - | |
| 60 | b | 100 | 160 | 200 | 300 | 80 |
| a | 40 | 30 | 25 | 20 | - | |
| 90 | b | 120 | 200 | 280 | 400 | 80 |
| a | 55 | 40 | 35 | 30 | - | |
| 120 | b | 160 | 240 | 300 | 500 | 100 |
| a | 65 | 50 | 40 | 35 | - | |
| 150 | b | 190 | 300 | 400 | 600 | 115 |
| a | 80 | 65 | 55 | 50 | - | |
| 180 | b | 225 | 350 | 500 | 700 | 130 |
| a | 90 | 75 | 65 | 55 | - | |
|
| a w = a + 10 | a w = a | ||||
При нагреве балок с одной стороны соответствия между геометрическими размерами и пределами огнестойкости принимаются по табл. 14.5 как для плит.
Для балок с наклонными сторонами ширина b должна измеряться по центру тяжести растянутой арматуры (см. рис. 14.3).
При определении предела огнестойкости отверстия в полках балки могут не учитываться, если оставшаяся площадь поперечного сечения в растянутой зоне не меньше 2b2.
Для предотвращения откалывания бетона в ребрах балок расстояние между хомутом и поверхностью не должно быть более 0,2 ширины ребра.
Минимальное расстояние a i от поверхности элемента до оси любого стержня арматуры должна быть не менее требуемого (табл. 14.3) для предела огнестойкости 30 мин и не менее половины a.
При пределе огнестойкости 120 мин и более свободно опертые двутавровые балки, имеющие расстояние между центрами тяжести полок более 120 см, должны иметь концевые утолщения, равные ширине балки.
Для двутавровых балок, у которых отношение ширины полки к ширине стенки (см. рис. 14.3) b/b w больше 2, в ребре балки необходимо устанавливать поперечную арматуру. В случае если отношение b/b w > 1,4, то расстояние до оси арматуры должно быть увеличено до 
. При b/b w > 3 нельзя применять табл. 14.3 и 14.4.
В балках с большими перерезывающими усилиями, которые воспринимаются хомутами, установленными около наружной поверхности элемента, расстояние a (табл. 14.3 и 14.4) относится также к хомутам при условии их расположения в зонах, где расчетная величина растягивающих напряжений больше 0,1 прочности бетона на сжатие.
Предел огнестойкости балок из армополимербетона на основе фурфуролацетонового мономера с b = 160 мм и a = 45 мм, a w = 25 мм, армированных сталью класса A-III, равен 60 мин.
Плиты
14.9 Для свободно опертых плит предел огнестойкости, толщина плит t, расстояние до оси арматуры a приведены в табл. 14.5.
Таблица 14.5
| Вид бетона и характеристики плиты | Минимальные толщина плиты t и расстояние до оси арматуры a, мм | Пределы огнестойкости, мин | |||||||
| 15 | 30 | 60 | 90 | 120 | 150 | 180 | |||
| Тяжелый | Толщина плиты | t | 30 | 50 | 80 | 100 | 120 | 140 | 155 |
| Опирание по двум сторонам или по контуру при ly / lx ³ 1,5 | a | 10 | 15 | 25 | 35 | 45 | 60 | 70 | |
| Опирание по контуру ly / lx < 1,5 | a | 10 | 10 | 10 | 15 | 20 | 30 | 40 | |
| Легкий g = 1200 кг/м3 | Толщина плиты | t | 30 | 40 | 60 | 75 | 90 | 105 | 120 |
| Опирание по двум сторонам или по контуру при ly / lx ³ 1,5 | a | 10 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 55 | |
| Опирание по контуру ly / lx < 1,5 | a | 10 | 10 | 10 | 10 | 15 | 25 | 30 | |
Минимальная толщина плиты t обеспечивает требование предела огнестойкости по потере теплоизолирующей способности I . Засыпки, стяжки и пол из негорючих материалов включаются в общую толщину плиты и способствуют повышению ее предела огнестойкости. Сгораемые изоляционные слои, уложенные на цементную подготовку, не снижают предел огнестойкости плит.
Эффективная толщина многопустотной плиты для оценки предела огнестойкости определяется делением площади поперечного сечения плиты, за вычетом площадей пустот, на ее ширину.
Пределы огнестойкости многопустотных, в том числе с пустотами, расположенными поперек пролета, и ребристых с ребрами вверх панелей и настилов следует принимать по табл. 14.5, умножая их на коэффициент 0,9.
Пределы огнестойкости по прогреву двухслойных плит из легкого и тяжелого бетона (при расположении бетона со стороны огневого воздействия) и необходимые толщины слоев приведены в табл. 14.6.
Таблица 14.6
| Вид бетона | Минимальные толщины слоев t1 из легкого и t2 из тяжелого бетона, мм | Пределы огнестойкости, мин | |||||
| 30 | 60 | 90 | 120 | 150 | 180 | ||
| Тяжелый | t1 | 20 | 25 | 35 | 40 | 50 | 60 |
| t2 | 25 | 35 | 45 | 55 | 55 | 55 | |
| Легкий (g = 1200 кг/м3) | t1 | 25 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 |
| t2 | 20 | 20 | 30 | 30 | 30 | 30 | |
В случае расположения всей арматуры в одном уровне, расстояние до оси арматуры от боковой поверхности плит должно быть не менее толщины слоя, приведенного в табл. 14.3 и 14.4.
Растянутые элементы
14.10 Для растянутых элементов пределы огнестойкости, ширина поперечного сечения b и расстояние до оси арматуры a приведены в табл. 14.7.
Эти данные относятся к растянутым элементам ферм и арок с ненапрягаемой и с преднапряженной арматурой, обогреваемым со всех сторон. Полная площадь поперечного сечения бетона элемента должна быть не менее 
, где bmin - соответствующий размер для b, приведенный в табл. 14.7.
Таблица 14.7
| Вид бетона | Минимальная ширина поперечного сечения b и расстояние до оси арматуры a, мм | Минимальные размеры железобетонных растянутых элементов, мм, с пределами огнестойкости, мин | |||||
| 30 | 60 | 90 | 120 | 150 | 180 | ||
| Тяжелый | b | 80 | 120 | 150 | 200 | 240 | 280 |
| a | 25 | 40 | 55 | 65 | 80 | 90 | |
| Легкий (g = 1200 кг/м3) | b | 80 | 120 | 150 | 200 | 240 | 280 |
| a | 25 | 35 | 45 | 55 | 65 | 70 | |
Ненесущие перегородки
14.11 Предел огнестойкости ненесущих бетонных и железобетонных перегородок и их минимальная толщина t п приведены в табл. 14.8. При этом минимальная толщина перегородок гарантирует, что температура на необогреваемой поверхности бетонного элемента в среднем повысится не более чем на 160 °C и не превысит 220 °C при стандартном испытании на огнестойкость. При определении t п следует учитывать дополнительные огнезащитные покрытия и штукатурки согласно указаниям п. 11.4.
Таблица 14.8
| Вид бетона | Минимальная толщина перегородки tп, мм, с пределами огнестойкости, мин | |||||||
| 15 | 30 | 45 | 60 | 90 | 120 | 150 | 180 | |
| Тяжелый | 30 | 50 | 60 | 70 | 90 | 105 | 120 | 130 |
| Легкий (g = 1200 кг/м3) | 30 | 35 | 45 | 55 | 65 | 75 | 85 | 95 |
| Ячеистый (g = 800 кг/м3) | - | - | - | - | - | - | 75 | 80 |
14.12 Представленные табличные данные не применимы для статически неопределимых конструкций, для которых необходимо проведение расчетной оценки огнестойкости.
14.13 При проектировании железобетонных конструкций с применением табличных данных следует учитывать возможность хрупкого взрывообразного разрушения бетона при пожаре и, в случае необходимости, предусмотреть мероприятия по защите бетонных и железобетонных конструкций от хрупкого разрушения при пожаре (см. раздел 9).
Пояснения к приложениям
Приложение А
Теплотехническим расчетом определены температуры прогрева по сечениям плит и стен из тяжелого бетона плотностью 2350 кг/м3, влажностью до 2,5-3,0 %, на силикатном и карбонатном заполнителях, а также из конструкционного керамзитобетона плотностью 1400-1600 кг/м3 с влажностью до 5 %.
Температура прогрева на уровне оси арматуры ts (рис. А.1 - А.6) принимается по температуре прогрева бетона на расстоянии от нагреваемой поверхности до оси арматуры.
Предел огнестойкости по потере несущей способности устанавливают по точке пересечения горизонтальной прямой на уровне критической температуры бетона tb,cr с кривой прогрева слоя бетона толщиной at от обогреваемой поверхности до оси растянутой арматуры.
Предел огнестойкости многопустотных и ребристых плит с ребрами вверх следует определять как для сплошных плит с коэффициентом 0,9.
Температуры прогрева тяжелого бетона на силикатном заполнителе монолитных железобетонных плит по профилированному настилу общей толщиной 200 мм указаны на рис. А.7 и А.8.
Приложение Б
Теплотехническим расчетом определены температуры прогрева тяжелого бетона с силикатным заполнителем плотностью 2000 - 2400 кг/м3 и влажностью 2-3 % при стандартном пожаре. Температуры прогрева тяжелого бетона с карбонатным заполнителем следует определять с коэффициентом 0,9, а конструкционного керамзитобетона - с коэффициентом 0,85 по значению температур, приведенных в номограммах:
- для колонн сечением:
200×200 мм - рис. Б.1; Б.2;
300×300 мм - рис. Б.3;
400×400 мм - рис. Б.4, Б.5;
- для балок сечением:
160×320 мм - рис. Б.7;
300×600 мм - рис. Б.8, Б.9;
- для монолитного ребристого перекрытия с балкой сечением 160×320 мм и плитой толщиной 100 мм - рис. Б.10, Б.11:
~300×600 мм - 200 мм - рис. Б.12 - Б.17;
- для двутавровых балок с шириной полки 240 мм и стенки 80 мм - рис. Б.18:
~300 мм - 120 мм - рис. Б.19, Б.20;
~400 мм - 120 мм - рис. Б.21, Б.22.
Температуры прогрева бетона, приведенные в приложениях А и Б, применимы при расчетах огнестойкости и огнесохранности железобетонных конструкций жилых, гражданских, спортивных, административных, промышленных зданий, сооружений и тоннелей. Для железобетонных конструкций автодорожных и железнодорожных тоннелей, в которых перевозят горючие жидкости, допускается значения температуры умножать на 1,1, а при перевозке углеводородных газов - на 1,2. В складских помещениях для хранения каучука, синтетических материалов, масел, лаков, красок, сжиженного газа, бумаги, зерна и муки - на 1,25.
Температуры бетона в плитах, балках и колоннах, имеющих промежуточные размеры, указанные в приложениях, допускается определять интерполяцией, а имеющих большие значения - экстраполяцией. Для колонн круглого поперечного сечения изменения температуры по радиусу колонны допускается определять так же, как и по оси стороны квадратной колонны.
Приложение А
Температура прогрева бетона в плитах и стенах при одностороннем огневом воздействии стандартного пожара
0588S10-01164
0 - 120 - глубина прогрева бетона от нагреваемой поверхности, мм
Рисунок А.1 - Температура прогрева тяжелого бетона на силикатном заполнителе в плитах и стенах высотой сечения 40, 60, 80, 100 и 120 мм при одностороннем огневом воздействии
0588S10-01164
0 - 200 - глубина прогрева бетона от нагреваемой поверхности, мм
Рисунок А.2 - Температура прогрева тяжелого бетона на силикатном заполнителе в плитах и стенах высотой сечения 140, 160, 180 и 200 мм при одностороннем огневом воздействии
0588S10-01164
0 - 120 - глубина прогрева бетона от нагреваемой поверхности, мм
Рисунок А.3 - Температура прогрева тяжелого бетона на карбонатном заполнителе в плитах и стенах высотой сечения 40, 60, 80, 100 и 120 мм при одностороннем огневом воздействии
0588S10-01164
0 - 200 - глубина прогрева бетона от нагреваемой поверхности, мм
Рисунок А.4 - Температура прогрева тяжелого бетона на карбонатном заполнителе в плитах и стенах высотой сечения 140, 160, 180 и 200 мм при одностороннем огневом воздействии
0588S10-01164
0 - 120 - глубина прогрева бетона от нагреваемой поверхности, мм
Рисунок А.5 - Температура прогрева конструкционного керамзитобетона в плитах и стенах высотой сечения 40, 60, 80, 100 и 120 мм при одностороннем огневом воздействии
0588S10-01164
0 - 200 - глубина прогрева бетона от нагреваемой поверхности, мм
Рисунок А.6 - Температура прогрева конструкционного керамзитобетона в плитах и стенах высотой сечения 140, 160, 180 и 200 мм при одностороннем огневом воздействии
Рисунок А.7 - Температура прогрева тяжелого бетона на силикатном заполнителе в плитах на профилированном настиле (1) при одностороннем огневом воздействии длительностью 60 и 100 мин
0588S10-01164
Рисунок А.8 - Температура прогрева бетона в плите на профилированном настиле (1) при одностороннем огневом воздействии стандартного пожара длительностью 120 и 150 мин
Рисунок А.9 - Температуры прогрева бетона многопустотных и сплошных железобетонных плит из обычного тяжелого бетона на известняковом щебне
Приложение Б
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 312; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!