การกำหนดขีดจำกัดการทนไฟของแผ่นพื้นคอนกรีตเสริมเหล็ก การคำนวณขีดจำกัดการทนไฟของแผ่นพื้นคอนกรีตเสริมเหล็ก การกำหนดขีดจำกัดการทนไฟของโครงสร้างอาคาร

การกำหนดขีดจำกัดการทนไฟของโครงสร้างอาคาร

การกำหนดขีดจำกัดการทนไฟของโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก

ข้อมูลเริ่มต้นสำหรับ แผ่นคอนกรีตเสริมเหล็กเพดานแสดงในตาราง 1.2.1.1

ประเภทของคอนกรีต - คอนกรีตมวลเบาที่มีความหนาแน่น c = 1,600 กก./ลบ.ม. พร้อมมวลรวมดินเหนียวขยายหยาบ แผ่นพื้นมีหลายช่อง มีช่องว่างกลม จำนวนช่องว่าง 6 ชิ้น แผ่นพื้นรองรับทั้งสองด้าน

1) ความหนาที่มีประสิทธิภาพ แผ่นพื้นแกนกลวง tef สำหรับการประเมินขีดจำกัดการทนไฟตามความจุของฉนวนกันความร้อนตามข้อ 2.27 ของคู่มือสำหรับ SNiP II-2-80 (การทนไฟ):

2) กำหนดตามตาราง 8 คู่มือขีดจำกัดการทนไฟของแผ่นพื้นโดยพิจารณาจากการสูญเสียความสามารถในการฉนวนกันความร้อนสำหรับแผ่นคอนกรีตมวลเบาที่มีความหนาประสิทธิผล 140 มม.:

ขีดจำกัดการทนไฟของแผ่นคอนกรีตคือ 180 นาที

3) กำหนดระยะห่างจากพื้นผิวที่ร้อนของแผ่นพื้นถึงแกนของการเสริมแรงของแท่ง:

4) ใช้ตาราง 1.2.1.2 (ตารางที่ 8 ของคู่มือ) เรากำหนดขีดจำกัดการทนไฟของแผ่นพื้นโดยพิจารณาจากการสูญเสีย ความจุแบริ่งที่ระยะ = 40 มม. สำหรับคอนกรีตมวลเบาเมื่อรองรับทั้งสองด้าน

ตารางที่ 1.2.1.2

ขีดจำกัดการทนไฟของแผ่นพื้นคอนกรีตเสริมเหล็ก

ขีดจำกัดการทนไฟที่ต้องการคือ 2 ชั่วโมงหรือ 120 นาที

5) ตามข้อ 2.27 ของคู่มือการกำหนดขีดจำกัดการทนไฟ แผ่นพื้นแกนกลวงใช้ปัจจัยการลด 0.9:

6) เรากำหนดภาระทั้งหมดบนแผ่นคอนกรีตเป็นผลรวมของภาระถาวรและชั่วคราว:

7) กำหนดอัตราส่วนของส่วนที่ออกฤทธิ์ยาวของโหลดต่อโหลดเต็ม:

8) ปัจจัยแก้ไขสำหรับโหลดตามข้อ 2.20 ของคู่มือ:

9) ตามข้อ 2.18 (ตอนที่ 1 b) ของคู่มือ เรายอมรับค่าสัมประสิทธิ์สำหรับการเสริมแรง

10) เรากำหนดขีด จำกัด การทนไฟของแผ่นพื้นโดยคำนึงถึงค่าสัมประสิทธิ์การรับน้ำหนักและการเสริมแรง:

ขีดจำกัดการทนไฟของแผ่นคอนกรีตในแง่ของความสามารถในการรับน้ำหนักคือ

จากผลลัพธ์ที่ได้รับระหว่างการคำนวณเราพบว่าขีดจำกัดการทนไฟของแผ่นคอนกรีตเสริมเหล็กในแง่ของความสามารถในการรับน้ำหนักคือ 139 นาทีและในแง่ของความสามารถในการฉนวนกันความร้อนคือ 180 นาที จำเป็นต้องใช้ขีดจำกัดการทนไฟต่ำสุด

สรุป: ขีดจำกัดการทนไฟของแผ่นพื้นคอนกรีตเสริมเหล็ก REI 139

การกำหนดขีดจำกัดการทนไฟของเสาคอนกรีตเสริมเหล็ก

ประเภทของคอนกรีต - คอนกรีตหนักที่มีความหนาแน่น c = 2350 กก./ลบ.ม. โดยมีมวลรวมหยาบทำจากหินคาร์บอเนต (หินปูน)

ตารางที่ 1.2.2.1 (ตารางที่ 2 ของคู่มือ) แสดงค่าขีดจำกัดการทนไฟจริง (PO) เสาคอนกรีตเสริมเหล็กกับ ลักษณะที่แตกต่างกัน- ในกรณีนี้ POf ไม่ได้ถูกกำหนดโดยความหนาของชั้นป้องกันของคอนกรีต แต่โดยระยะห่างจากพื้นผิวของโครงสร้างถึงแกนของแถบเสริมการทำงาน () ซึ่งนอกเหนือจากความหนาของชั้นป้องกัน รวมถึงเส้นผ่านศูนย์กลางครึ่งหนึ่งของแท่งเสริมแรงที่ทำงานด้วย

1) กำหนดระยะห่างจากพื้นผิวที่ให้ความร้อนของคอลัมน์ถึงแกนของเหล็กเสริมโดยใช้สูตร:

2) ตามข้อ 2.15 ของคู่มือโครงสร้างคอนกรีตผสมคาร์บอเนต ขนาด ภาพตัดขวางอนุญาตให้ลดลง 10% โดยมีขีดจำกัดการทนไฟเท่ากัน จากนั้นเรากำหนดความกว้างของคอลัมน์โดยใช้สูตร:

3) ใช้ตาราง 1.2.2.2 (ตารางที่ 2 ของคู่มือ) เรากำหนดขีดจำกัดการทนไฟสำหรับคอลัมน์ที่ทำจากคอนกรีตมวลเบาด้วยพารามิเตอร์: b = 444 มม., a = 37 มม. เมื่อคอลัมน์ถูกให้ความร้อนจากทุกด้าน

ตารางที่ 1.2.2.2

ขีดจำกัดการทนไฟของเสาคอนกรีตเสริมเหล็ก

ขีดจำกัดการทนไฟที่ต้องการอยู่ในช่วงระหว่าง 1.5 ชั่วโมงถึง 3 ชั่วโมง เพื่อกำหนดขีดจำกัดการทนไฟ เราใช้วิธีการประมาณค่าเชิงเส้น ข้อมูลได้รับในตาราง 1.2.2.3

เพื่อแก้ปัญหาส่วนที่คงที่ของปัญหาเราจะลดรูปร่างหน้าตัดของแผ่นพื้นคอนกรีตเสริมเหล็กที่มีช่องว่างทรงกลม (ภาคผนวก 2 รูปที่ 6) ให้เป็นรูปตัว T ที่คำนวณได้

ให้เราพิจารณาโมเมนต์การดัดงอในช่วงกลางของช่วงเนื่องจากการกระทำของโหลดมาตรฐานและน้ำหนักของแผ่นคอนกรีต:

ที่ไหน ถาม / n – โหลดมาตรฐานต่อแผ่นพื้นเชิงเส้น 1 เมตร เท่ากับ:

ระยะห่างจากพื้นผิวด้านล่าง (อุ่น) ของแผงถึงแกนของอุปกรณ์ทำงานจะเป็น:

มม.

ที่ไหน ง– เส้นผ่านศูนย์กลางของเหล็กเสริมแรง mm.

ระยะทางเฉลี่ยจะเป็น:

มม.

ที่ไหน ก– พื้นที่หน้าตัดของเหล็กเสริมแรง (ข้อ 3.1.1.) มม. 2

ให้เรากำหนดขนาดหลักของส่วน T ที่คำนวณได้ของแผง:

ความกว้าง: ข ฉ = ข= 1.49 ม.;

ความสูง: ชม. ฉ = 0,5 (ชม.-П) = 0.5 (220 – 159) = 30.5 มม.

ระยะห่างจากพื้นผิวที่ไม่ผ่านความร้อนของโครงสร้างถึงแกนของแท่งเสริมแรง ชม. โอ = ชม. – ก= 220 – 21 = 199 มม.

เรากำหนดความแข็งแรงและลักษณะทางอุณหฟิสิกส์ของคอนกรีต:

ความต้านทานแรงดึงมาตรฐาน ร พันล้าน= 18.5 MPa (ตารางที่ 12 หรือข้อ 3.2.1 สำหรับคลาสคอนกรีต B25)

ปัจจัยความน่าเชื่อถือ  ข = 0,83 ;

กำลังออกแบบคอนกรีตโดยพิจารณาจากกำลังรับแรงดึง ร บ = ร พันล้าน /  ข= 18.5 / 0.83 = 22.29 เมกะปาสคาล;

ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อน  ที = 1,3 – 0,00035ต พุธ= 1.3 – 0.00035 723 = 1.05 วัตต์ ม. -1 K -1 (ข้อ 3.2.3.)

ที่ไหน ต พุธ– อุณหภูมิเฉลี่ยระหว่างเกิดเพลิงไหม้เท่ากับ 723 K;

ความร้อนจำเพาะ กับ ที = 481 + 0,84ต พุธ= 481 + 0.84 · 723 = 1,088.32 J กก. -1 K -1 (ข้อ 3.2.3.);

ให้ค่าสัมประสิทธิ์การแพร่กระจายความร้อน:

ค่าสัมประสิทธิ์ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นเฉลี่ยของคอนกรีต ถึง= 39 วิ 0.5 และ ถึง 1 = 0.5 (ข้อ 3.2.8 ข้อ 3.2.9)

กำหนดความสูงของโซนที่ถูกบีบอัดของแผ่นคอนกรีต:

เราพิจารณาความเค้นในการเสริมแรงดึงจาก โหลดภายนอกตามคำวิเศษณ์ 4:

เพราะ เอ็กซ์ ที= 8.27 มม. ชม. ฉ= 30.5 มม. แล้ว

ที่ไหน เช่น– พื้นที่หน้าตัดรวมของแท่งเสริมแรงในเขตแรงดึงของหน้าตัดของโครงสร้าง เท่ากับ 5 แท่ง 12 มม. 563 มม. 2 (ข้อ 3.1.1.)

ให้เรากำหนดค่าวิกฤตของค่าสัมประสิทธิ์การเปลี่ยนแปลงความแข็งแรงของเหล็กเสริมแรง:

ที่ไหน ร ซู – ความต้านทานการออกแบบการเสริมแรงในแง่ของความต้านทานแรงดึงเท่ากับ:

ร ซู = ร สน /  ส= 390 / 0.9 = 433.33 MPa (ที่นี่  ส- ตัวประกอบความน่าเชื่อถือสำหรับการเสริมแรงมีค่าเท่ากับ 0.9)

ร สน– ค่าความต้านทานแรงดึงมาตรฐานของเหล็กเสริมเท่ากับ 390 MPa (ตารางที่ 19 หรือข้อ 3.1.2)

เข้าใจแล้ว  stcr1. ซึ่งหมายความว่าความเค้นจากภาระภายนอกในการเสริมแรงดึงนั้นเกินความต้านทานมาตรฐานของการเสริมแรง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องลดความเครียดจากภาระภายนอกในการเสริมแรง เมื่อต้องการทำเช่นนี้ เราจะเพิ่มจำนวนแท่งเสริมแรงของแผง12มม. เป็น 6 จากนั้น ก ส= 679 10 -6 (หัวข้อ 3.1.1.)

MPa,

ให้เราพิจารณาอุณหภูมิความร้อนวิกฤตของการเสริมแรงรับน้ำหนักในบริเวณแรงดึง

ตามตารางในข้อ 3.1.5 โดยใช้การประมาณค่าเชิงเส้น เราพิจารณาว่าสำหรับการเสริมแรงคลาส A-III, เกรดเหล็ก 35 GS และ  stcr = 0,93.

ที stcr= 475ซ.

เวลาที่ใช้ในการเสริมกำลังเพื่ออุ่นเครื่องจนถึงอุณหภูมิวิกฤติสำหรับแผ่นพื้นที่มีหน้าตัดแข็งจะเป็นขีดจำกัดการทนไฟจริง

วินาที = 0.96 ชม.

ที่ไหน เอ็กซ์– อาร์กิวเมนต์ของฟังก์ชันข้อผิดพลาดแบบเกาส์เซียน (Crump) เท่ากับ 0.64 (ข้อ 3.2.7.) ขึ้นอยู่กับค่าของฟังก์ชันข้อผิดพลาดแบบเกาส์เซียน (Crump) เท่ากับ:

(ที่นี่ ที n– อุณหภูมิของโครงสร้างก่อนเพลิงไหม้อยู่ที่ 20С)

ขีดจำกัดการทนไฟที่แท้จริงของแผ่นพื้นที่มีช่องว่างทรงกลมคือ:

ป ฉ =  0.9 = 0.960.9 = 0.86 ชั่วโมง

โดยที่ 0.9 คือสัมประสิทธิ์ที่คำนึงถึงการมีอยู่ของช่องว่างในแผ่นพื้น

เนื่องจากคอนกรีตเป็น วัสดุที่ไม่ติดไฟเห็นได้ชัดว่าระดับความเป็นอันตรายจากไฟไหม้ที่แท้จริงของโครงสร้างคือ K0

เกี่ยวกับคำถามของการคำนวณพื้นไร้คานเพื่อทนไฟ

วี.วี. Zhukov, V.N. ลาฟรอฟ

บทความนี้ตีพิมพ์ในสิ่งพิมพ์ “คอนกรีตและคอนกรีตเสริมเหล็ก - วิธีการพัฒนา” ผลงานทางวิทยาศาสตร์ของการประชุม All-Russian (นานาชาติ) ครั้งที่ 2 เรื่องคอนกรีตและคอนกรีตเสริมเหล็ก 5-9 กันยายน 2548 มอสโก; ใน 5 เล่ม NIIZHB 2548 เล่มที่ 2 รายงานเฉพาะส่วน หมวด “โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กของอาคารและสิ่งปลูกสร้าง”, 2548”

ลองพิจารณาการคำนวณขีดจำกัดการทนไฟของพื้นแบบไม่มีคานโดยใช้ตัวอย่างที่ค่อนข้างธรรมดาในการก่อสร้าง พื้นคอนกรีตเสริมเหล็กไร้คานมีความหนา 200 มม. ทำจากคอนกรีตอัดคลาส B25 เสริมตาข่ายมีเซลล์ 200x200 มม. จากการเสริมแรงระดับ A400 ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 16 มม. พร้อมชั้นป้องกัน 33 มม. (ถึงจุดศูนย์ถ่วงของการเสริมแรง) ที่พื้นผิวด้านล่างของเพดานและ A400 ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 12 มม. พร้อมชั้นป้องกัน 28 มม. (ถึงจุดศูนย์ถ่วง) ที่พื้นผิวด้านบน ระยะห่างระหว่างเสาคือ 7 เมตร ในอาคารที่พิจารณา พื้นเป็นแผงกั้นไฟประเภทแรกและต้องมีขีดจำกัดการทนไฟสำหรับการสูญเสียความจุฉนวนกันความร้อน (I) ความสมบูรณ์ (E) และความสามารถในการรับน้ำหนัก (R) REI 150 การประเมิน ของขีดจำกัดการทนไฟของพื้นตามเอกสารที่มีอยู่สามารถกำหนดได้โดยการคำนวณเฉพาะชั้นป้องกันความหนา (R) สำหรับโครงสร้างที่กำหนดได้แบบคงที่ตามความหนาของพื้น (I) และความเป็นไปได้ที่จะเกิดเพลิงไหม้แตกหักง่าย (จ). ในกรณีนี้การประมาณการที่ถูกต้องอย่างเป็นธรรมจะได้รับจากการคำนวณ I และ E และความสามารถในการรับน้ำหนักของพื้นในกองไฟเนื่องจากโครงสร้างที่ไม่แน่นอนคงที่สามารถกำหนดได้โดยการคำนวณสถานะความเครียดจากความร้อนเท่านั้นโดยใช้ทฤษฎีความยืดหยุ่น -ความเป็นพลาสติกของคอนกรีตเสริมเหล็กเมื่อถูกความร้อนหรือทฤษฎีวิธีสมดุลขีดจำกัดของโครงสร้างภายใต้การกระทำของแรงสถิตและความร้อนในกองไฟ ทฤษฎีสุดท้ายเป็นทฤษฎีที่ง่ายที่สุดเนื่องจากไม่จำเป็นต้องระบุความเค้นจากโหลดคงที่และอุณหภูมิ แต่เฉพาะแรง (ช่วงเวลา) จากการกระทำของโหลดคงที่โดยคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของคอนกรีตและการเสริมแรงเมื่อ ถูกให้ความร้อนจนบานพับพลาสติกปรากฏเป็นโครงสร้างที่ไม่แน่นอนทางสถิตเมื่อกลายเป็นกลไก ในเรื่องนี้ การประเมินความสามารถในการรับน้ำหนักของพื้นแบบไม่มีคานในระหว่างการเกิดเพลิงไหม้ได้ดำเนินการโดยใช้วิธีสมดุลจำกัด และในหน่วยสัมพันธ์กับความสามารถในการรับน้ำหนักของพื้นภายใต้สภาวะการทำงานปกติ ภาพวาดการทำงานของอาคารได้รับการตรวจสอบและวิเคราะห์ โดยคำนวณขีดจำกัดการทนไฟของพื้นคอนกรีตเสริมเหล็กแบบไม่มีคาน โดยพิจารณาจากการเกิดสัญญาณสถานะขีดจำกัดที่ทำให้เป็นมาตรฐานสำหรับโครงสร้างเหล่านี้ การคำนวณขีดจำกัดการทนไฟตามความสามารถในการรับน้ำหนักดำเนินการโดยคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของคอนกรีตและการเสริมแรงในระหว่างการทดสอบมาตรฐาน 2.5 ชั่วโมง อุณหพลศาสตร์ทั้งหมดและ ลักษณะทางกายภาพและทางกลวัสดุก่อสร้างที่ระบุในรายงานนี้อิงตามข้อมูลจาก VNIIPO, NIIZHB, TsNIISK

ขีดจำกัดการทนไฟของการครอบคลุมโดยการสูญเสียความสามารถในการเป็นฉนวนความร้อน (I)

ในทางปฏิบัติ การให้ความร้อนแก่โครงสร้างถูกกำหนดโดยการคำนวณผลต่างอันจำกัดหรือองค์ประกอบอันจำกัดโดยใช้คอมพิวเตอร์ เมื่อแก้ไขปัญหาการนำความร้อนจะคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางอุณหฟิสิกส์ของคอนกรีตและการเสริมแรงระหว่างการให้ความร้อน การคำนวณอุณหภูมิในโครงสร้างให้ได้มาตรฐาน สภาพอุณหภูมิผลิตภายใต้สภาวะเริ่มต้น: อุณหภูมิของโครงสร้างและ สภาพแวดล้อมภายนอก 20ซ. อุณหภูมิโดยรอบ tc ในระหว่างเกิดเพลิงไหม้จะเปลี่ยนแปลงตามเวลา เมื่อคำนวณอุณหภูมิในโครงสร้าง จะคำนึงถึงการแลกเปลี่ยนความร้อน Qc แบบพาความร้อนและ Qr แบบแผ่รังสีระหว่างตัวกลางที่ให้ความร้อนกับพื้นผิว การคำนวณอุณหภูมิสามารถทำได้โดยใช้ความหนาตามเงื่อนไขของชั้นคอนกรีตภายใต้การพิจารณา Xi* จากพื้นผิวที่ให้ความร้อน เพื่อกำหนดอุณหภูมิในคอนกรีต ให้คำนวณ

ใช้สูตร (5) เรากำหนดการกระจายของอุณหภูมิเหนือความหนาของพื้นหลังจากเกิดเพลิงไหม้เป็นเวลา 2.5 ชั่วโมง โดยใช้สูตร (6) เรากำหนดความหนาของพื้นซึ่งจำเป็นเพื่อให้ได้อุณหภูมิวิกฤติที่ 220C บนพื้นผิวที่ไม่ได้รับความร้อนภายใน 2.5 ชั่วโมง ความหนานี้คือ 97 มม. ดังนั้นพื้นหนา 200 มม. จะมีขีดจำกัดการทนไฟหากสูญเสียความสามารถในการฉนวนกันความร้อนอย่างน้อย 2.5 ชั่วโมง

ขีดจำกัดการทนไฟของแผ่นพื้นโดยการสูญเสียความสมบูรณ์ (E)

ในกรณีที่เกิดเพลิงไหม้ในอาคารและโครงสร้างที่ใช้คอนกรีตและโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก อาจเกิดการแตกหักของคอนกรีตได้ ส่งผลให้สูญเสียความสมบูรณ์ของโครงสร้าง การทำลายล้างเกิดขึ้นกะทันหัน รวดเร็ว จึงเป็นอันตรายที่สุด ตามกฎแล้วการทำลายคอนกรีตแบบเปราะจะเริ่มขึ้นภายใน 5-20 นาทีหลังจากเริ่มเกิดเพลิงไหม้และปรากฏว่าเป็นการแตกของชิ้นส่วนคอนกรีตจากพื้นผิวที่ได้รับความร้อนของโครงสร้าง ส่งผลให้มีรูทะลุปรากฏขึ้น โครงสร้างเช่น โครงสร้างสามารถทนไฟก่อนกำหนดได้เนื่องจากการสูญเสียความสมบูรณ์ (E) การทำลายคอนกรีตแบบเปราะอาจมาพร้อมกับเอฟเฟกต์เสียงในรูปแบบของป๊อปไฟ รอยแตกที่มีความรุนแรงต่างกัน หรือ "การระเบิด" ในกรณีที่คอนกรีตแตกหักเปราะ ชิ้นส่วนที่มีน้ำหนักไม่เกินหลายกิโลกรัมสามารถกระเด็นออกจากกันได้ในระยะ 10-20 เมตร เมื่อเกิดเพลิงไหม้ อิทธิพลที่ยิ่งใหญ่ที่สุดต่อการแตกหักของคอนกรีตเกิดขึ้นจาก: อุณหภูมิภายใน ความเครียดจากอุณหภูมิ การไล่ระดับของพื้นที่ตัดขวางขององค์ประกอบ ความเค้นจากการไม่กำหนดโครงสร้างคงที่ จากแรงภายนอก และจากการกรองไอน้ำผ่านโครงสร้างคอนกรีต การทำลายคอนกรีตแบบเปราะด้วยไฟขึ้นอยู่กับโครงสร้างของคอนกรีตองค์ประกอบความชื้นอุณหภูมิสภาพขอบเขตและภาระภายนอกเช่น ขึ้นอยู่กับทั้งวัสดุ (คอนกรีต) และชนิดของคอนกรีตหรือโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก การประเมินขีดจำกัดความทนไฟ พื้นคอนกรีตเสริมเหล็กการสูญเสียความสมบูรณ์สามารถทำได้โดยค่าของเกณฑ์การแตกหักแบบเปราะ (F) ซึ่งกำหนดโดยสูตรที่ให้ไว้ใน:

ขีดจำกัดการทนไฟของ SLOVER โดยการสูญเสียความสามารถในการโหลด (R)

ขึ้นอยู่กับความสามารถในการรับน้ำหนักความต้านทานไฟของเพดานจะถูกกำหนดโดยการคำนวณซึ่งได้รับอนุญาต ปัญหาความร้อนและไฟฟ้าสถิตได้รับการแก้ไขแล้ว ในส่วนของการคำนวณทางเทอร์โมเทคนิคจะกำหนดการกระจายอุณหภูมิตามความหนาของแผ่นคอนกรีตภายใต้อิทธิพลความร้อนมาตรฐาน ในส่วนของการคำนวณจะกำหนดความสามารถในการรับน้ำหนักของแผ่นพื้นระหว่างที่เกิดเพลิงไหม้นาน 2.5 ชั่วโมง เงื่อนไขการรับน้ำหนักและการรองรับจะเป็นไปตามการออกแบบอาคาร การรวมกันของโหลดเพื่อคำนวณขีด จำกัด การทนไฟถือเป็นสิ่งพิเศษ ในกรณีนี้ไม่อนุญาตให้คำนึงถึงภาระในระยะสั้นและรวมเฉพาะภาระเชิงบรรทัดฐานระยะยาวแบบถาวรและชั่วคราวเท่านั้น โหลดบนพื้นระหว่างเพลิงไหม้ถูกกำหนดตามวิธี NIIZHB หากความสามารถในการรับน้ำหนักที่คำนวณได้ของแผ่นพื้นเท่ากับ R ภายใต้สภาวะการทำงานปกติค่าโหลดที่คำนวณได้คือ P = 0.95 R โหลดมาตรฐานในกรณีเกิดเพลิงไหม้คือ 0.5 R ความต้านทานที่คำนวณได้ของวัสดุสำหรับการคำนวณขีดจำกัดการทนไฟนั้นใช้ค่าความปลอดภัย 0.83 สำหรับคอนกรีตและ 0.9 สำหรับการเสริมแรง ขีด จำกัด การทนไฟของแผ่นพื้นคอนกรีตเสริมเหล็กที่เสริมด้วยการเสริมแท่งอาจเกิดขึ้นด้วยเหตุผลที่ต้องคำนึงถึง: การลื่นไถลของการเสริมแรงบนส่วนรองรับเมื่อชั้นสัมผัสของคอนกรีตและการเสริมแรงถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิวิกฤต การคืบคลานของการเสริมแรงและการทำลายล้างเมื่อเสริมความร้อนจนถึงอุณหภูมิวิกฤต ในอาคารที่อยู่ระหว่างการพิจารณาจะใช้พื้นคอนกรีตเสริมเหล็กเสาหินและความสามารถในการรับน้ำหนักในกรณีเกิดเพลิงไหม้จะถูกกำหนดโดยใช้วิธีสมดุลที่ จำกัด โดยคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลของคอนกรีตและการเสริมแรงเมื่อถูกความร้อน จำเป็นต้องพูดนอกเรื่องเล็กน้อยเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการใช้วิธีการสมดุลขีด จำกัด เพื่อคำนวณขีด จำกัด การทนไฟ โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก เมื่อถูกความร้อนขณะเกิดเพลิงไหม้ ตามข้อมูล “ตราบใดที่วิธีสมดุลขีดจำกัดยังคงใช้อยู่ ขีดจำกัดของความจุแบริ่งจะไม่ขึ้นอยู่กับความเค้นจริงที่เกิดขึ้น และผลที่ตามมาคือปัจจัยต่างๆ เช่น การเสียรูปของอุณหภูมิ การเคลื่อนตัวของตัวรองรับ ฯลฯ ” แต่ในขณะเดียวกันก็จำเป็นต้องคำนึงถึงการปฏิบัติตามข้อกำหนดเบื้องต้นต่อไปนี้: องค์ประกอบโครงสร้างไม่ควรเปราะก่อนที่จะถึงขั้นตอนการ จำกัด ความเครียดในตัวเองไม่ควรส่งผลกระทบต่อเงื่อนไขการ จำกัด ขององค์ประกอบ ในโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กข้อกำหนดเบื้องต้นเหล่านี้สำหรับการบังคับใช้วิธีสมดุลขีด จำกัด ยังคงอยู่ แต่ด้วยเหตุนี้จึงจำเป็นที่ไม่มีการลื่นไถลของการเสริมแรงในสถานที่ที่มีการสร้างบานพับพลาสติกและการทำลายองค์ประกอบโครงสร้างที่เปราะก่อนที่จะถึงสถานะขีด จำกัด . ในระหว่างที่เกิดเพลิงไหม้ความร้อนที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของแผ่นพื้นจะถูกสังเกตจากด้านล่างในโซนช่วงเวลาสูงสุดซึ่งตามกฎแล้วบานพับพลาสติกตัวแรกจะเกิดขึ้นพร้อมกับการยึดที่เพียงพอของการเสริมแรงแรงดึงโดยมีการเสียรูปอย่างมีนัยสำคัญจากการให้ความร้อนเพื่อการหมุนใน บานพับและการกระจายแรงในเขตสนับสนุน ในระยะหลังคอนกรีตที่ได้รับความร้อนช่วยเพิ่มความสามารถในการเปลี่ยนรูปของบานพับพลาสติก “หากใช้วิธีสมดุลขีดจำกัดได้ ความเค้นภายใน (มีอยู่ในรูปของความเค้นจากอุณหภูมิ - หมายเหตุของผู้เขียน) จะไม่ส่งผลกระทบต่อขีดจำกัดภายในและภายนอกของความสามารถในการรับน้ำหนักของโครงสร้าง” เมื่อคำนวณโดยวิธีสมดุลขีด จำกัด สันนิษฐานว่ามีข้อมูลการทดลองที่สอดคล้องกันว่าในระหว่างเกิดเพลิงไหม้ภายใต้อิทธิพลของภาระแผ่นพื้นจะแตกออกเป็นลิงค์แบนที่เชื่อมต่อถึงกันตามแนวแตกหักโดยบานพับพลาสติกเชิงเส้น . การใช้ส่วนหนึ่งของความสามารถในการรับน้ำหนักการออกแบบของโครงสร้างภายใต้สภาวะการทำงานปกติเป็นภาระในกรณีเกิดเพลิงไหม้และรูปแบบการทำลายแผ่นเดียวกันภายใต้สภาวะปกติและระหว่างเกิดเพลิงไหม้ทำให้สามารถคำนวณความต้านทานไฟได้ ขีดจำกัดของแผ่นพื้นในหน่วยสัมพัทธ์ โดยไม่ขึ้นอยู่กับลักษณะทางเรขาคณิตของแผ่นพื้นในแผน มาคำนวณขีดจำกัดการทนไฟของแผ่นคอนกรีตหนักที่มีกำลังอัดระดับ B25 โดยมีกำลังอัดมาตรฐาน 18.5 MPa ที่ 20 C ชั้นเสริมแรง A400 ที่มีความต้านทานแรงดึงมาตรฐาน (20C) 391.3 MPa (4000 กก./ซม.2) การเปลี่ยนแปลงความแข็งแรงของคอนกรีตและการเสริมแรงระหว่างการให้ความร้อนจะดำเนินการตาม การคำนวณการแตกหักของแถบแผงที่แยกจากกันจะดำเนินการภายใต้สมมติฐานว่าบานพับพลาสติกเชิงเส้นนั้นถูกสร้างขึ้นในแถบที่พิจารณาของแผงซึ่งขนานกับแกนของแถบนี้: บานพับพลาสติกเชิงเส้นหนึ่งอันในช่วงที่มีรอยแตกที่เปิดจากด้านล่างและ บานพับพลาสติกเส้นตรงหนึ่งอันในเสาที่มีรอยแตกเปิดจากด้านบน ในกรณีที่เกิดเพลิงไหม้ที่อันตรายที่สุดคือรอยแตกจากด้านล่างซึ่งความร้อนของเหล็กเสริมที่ยืดออกจะสูงกว่ารอยแตกจากด้านบนมาก การคำนวณความสามารถในการรับน้ำหนัก R ของพื้นโดยรวมระหว่างเกิดเพลิงไหม้ดำเนินการโดยใช้สูตร:

อุณหภูมิของการเสริมแรงนี้หลังการยิง 2.5 ชั่วโมงคือ 503.5 C ความสูงของโซนที่ถูกบีบอัดในคอนกรีตของแผ่นคอนกรีตในบานพับพลาสติกตรงกลาง (สำรองไว้โดยไม่คำนึงถึงการเสริมแรงในบริเวณที่ถูกบีบอัดของคอนกรีต)

ให้เราพิจารณาความสามารถในการรับน้ำหนักการออกแบบที่สอดคล้องกันของพื้น R3 ภายใต้สภาวะการทำงานปกติสำหรับพื้นที่มีความหนา 200 มม. ที่ความสูงของโซนบีบอัดสำหรับบานพับกลางที่ xc = ; ไหล่ของคู่ภายใน Zc = 15.8 ซม. และความสูงของโซนบีบอัดของบานพับซ้ายและขวา Xc = Xn = 1.34 ซม. ไหล่ของคู่ภายใน Zx = Zn = 16.53 ซม. ออกแบบความสามารถในการรับน้ำหนักของพื้น R3 มีความหนา 20 ซม. ที่อุณหภูมิ 20 C.

ในกรณีนี้ ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดต่อไปนี้: ก) อย่างน้อย 20% ของกำลังเสริมด้านบนที่ต้องการบนส่วนรองรับต้องผ่านเหนือกึ่งกลางของช่วง; b) การเสริมแรงด้านบนเหนือส่วนรองรับด้านนอกของระบบต่อเนื่องถูกสอดเข้าไปในระยะห่างอย่างน้อย 0.4 ลิตร ไปทางช่วงจากส่วนรองรับแล้วค่อย ๆ หลุดออก (l คือความยาวของช่วง) c) การเสริมแรงด้านบนทั้งหมดเหนือส่วนรองรับระดับกลางจะต้องขยายออกไปอย่างน้อย 0.15 ลิตร

ข้อสรุป

เพื่อประเมินขีดจำกัดการทนไฟของพื้นคอนกรีตเสริมเหล็กแบบไม่มีคาน การคำนวณขีดจำกัดการทนไฟจะต้องดำเนินการตามสัญญาณขีดจำกัดสามสถานะ: การสูญเสียความสามารถในการรับน้ำหนัก R; การสูญเสียความซื่อสัตย์ E; การสูญเสียความสามารถในการเป็นฉนวนความร้อน I. ในกรณีนี้คุณสามารถใช้ได้ วิธีการดังต่อไปนี้: สมดุลจำกัด กลศาสตร์ความร้อนและรอยแตก
จากการคำนวณได้แสดงให้เห็นว่าสำหรับวัตถุที่อยู่ระหว่างการพิจารณาสำหรับทั้งสาม รัฐจำกัดขีดจำกัดการทนไฟของพื้นหนา 200 มม. ทำจากคอนกรีตกำลังรับแรงอัดระดับ B25 เสริมด้วยตาข่ายเสริมแรงพร้อมเซลล์ 200x200 มม. เหล็ก A400 พร้อมความหนาของชั้นป้องกันเสริมแรงด้วยเส้นผ่านศูนย์กลาง 16 มม. ที่พื้นผิวด้านล่าง 33 มม. และพื้นผิวด้านบนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 12 มม. - 28 มม. มีค่าอย่างน้อย REI 150 .
พื้นคอนกรีตเสริมเหล็กไร้คานนี้สามารถใช้เป็นแผงกั้นไฟได้ประเภทแรกตาม
การประเมินขีดจำกัดการทนไฟขั้นต่ำของพื้นคอนกรีตเสริมเหล็กไร้คานสามารถทำได้โดยใช้วิธีสมดุลขีดจำกัดภายใต้เงื่อนไขของการเสริมแรงเสริมแรงดึงที่เพียงพอในสถานที่ซึ่งบานพับพลาสติกก่อตัวขึ้น

วรรณกรรม

คำแนะนำในการคำนวณขีดจำกัดการทนไฟที่แท้จริงของโครงสร้างอาคารคอนกรีตเสริมเหล็กโดยอิงจากการใช้คอมพิวเตอร์ – อ.: VNIIPO, 1975.
GOST 30247.0-94 โครงสร้างอาคาร วิธีทดสอบการทนไฟ ม. 2537 – 22 น.
สป 52-101-2003. โครงสร้างคอนกรีตและคอนกรีตเสริมเหล็กไม่มี สำนักพิมพ์ฟิตติ้ง – อ.: FSUE TsPP, 2004. –54 หน้า
SNiP-2.03.04-84 โครงสร้างคอนกรีตและคอนกรีตเสริมเหล็กที่ออกแบบมาเพื่อใช้งานในสภาวะที่มีอุณหภูมิสูงและสูงขึ้น – อ.: CITP Gosstroy สหภาพโซเวียต, 2528
ข้อแนะนำในการคำนวณขีดจำกัดการทนไฟของโครงสร้างคอนกรีตและคอนกรีตเสริมเหล็ก – ม.: Stroyizdat, 1979. – 38 น.
SNiP-21-01-97* ความปลอดภัยจากอัคคีภัยอาคารและโครงสร้าง รัฐวิสาหกิจรวม TsPP, 2540 – 14 น.
ข้อแนะนำในการปกป้องคอนกรีตและโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กจากการถูกทำลายด้วยไฟ – ม.: Stroyizdat, 1979. – 21 น.
ข้อแนะนำในการออกแบบแผ่นพื้นแกนกลวงที่ต้องทนไฟ – อ.: NIIZhB, 1987. – 28 น.
แนวทางการคำนวณโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กไม่แน่นอนทางสถิต – ม.: Stroyizdat, 1975. หน้า 98-121.
คำแนะนำด้านระเบียบวิธีสำหรับการคำนวณความต้านทานไฟและความปลอดภัยจากอัคคีภัยของโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก (MDS 21-2.000) – อ.: NIIZhB, 2000. – 92 หน้า
Gvozdev A.A. การคำนวณความสามารถในการรับน้ำหนักของโครงสร้างโดยใช้วิธีสมดุลจำกัด สำนักพิมพ์วรรณกรรมการก่อสร้างของรัฐ – ม., 1949.

วัสดุที่พบมากที่สุดใน
โครงสร้างเป็นคอนกรีตเสริมเหล็ก เป็นการผสมผสานระหว่างการเสริมคอนกรีตและเหล็ก
วางอย่างมีเหตุผลในโครงสร้างเพื่อดูดซับแรงดึงและแรงอัด
ความพยายาม.

คอนกรีตทนแรงอัดได้ดีและ
แย่ลง - แพลง คุณสมบัติของคอนกรีตนี้ไม่เอื้ออำนวยต่อการดัดงอและ
องค์ประกอบที่ยืดออก องค์ประกอบอาคารที่มีความยืดหยุ่นที่พบบ่อยที่สุด
เป็นแผ่นพื้นและคาน

เพื่อชดเชยสิ่งที่ไม่ดี
กระบวนการคอนกรีต โครงสร้างมักเสริมด้วยเหล็กเสริม เสริมกำลัง
แผ่นคอนกรีต ตาข่ายเชื่อมประกอบด้วยแท่งสองอันวางเรียงกัน
ทิศทางตั้งฉาก กริดถูกวางเป็นแผ่นคอนกรีตในลักษณะที่
แท่งเสริมการทำงานของพวกเขาตั้งอยู่ตามแนวช่วงและรับรู้
แรงดึงที่เกิดขึ้นในโครงสร้างเมื่อดัดงอภายใต้แรงกดเข้า
ตามแผนภาพการรับแรงดัดงอ

ใน
สภาพที่เกิดเพลิงไหม้ แผ่นคอนกรีตจะถูกสัมผัส อุณหภูมิสูงจากด้านล่าง,
ความสามารถในการรับน้ำหนักลดลงส่วนใหญ่เกิดจากการลดลง
ความแข็งแรงของการเสริมแรงดึงด้วยความร้อน โดยปกติแล้วองค์ประกอบดังกล่าว
จะถูกทำลายอันเป็นผลมาจากการก่อตัวของบานพับพลาสติกในส่วนด้วย
โมเมนต์การดัดงอสูงสุดเนื่องจากความต้านทานแรงดึงลดลง
การเสริมแรงดึงด้วยความร้อนตามค่าของความเค้นในการทำงานในหน้าตัด

จัดให้มีไฟ
ความปลอดภัยของอาคารต้องเพิ่มการทนไฟและความปลอดภัยจากอัคคีภัย
โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก เทคโนโลยีต่อไปนี้ใช้สำหรับสิ่งนี้:

การเสริมแรงของแผ่นคอนกรีต
เฉพาะเฟรมที่ถักหรือเชื่อมเท่านั้น และไม่ทำให้แท่งเดี่ยวหลวม
เพื่อหลีกเลี่ยงการโก่งงอของเหล็กเสริมตามยาวเมื่อได้รับความร้อน
ในระหว่างเกิดเพลิงไหม้จำเป็นต้องเสริมโครงสร้างด้วยที่หนีบหรือ
คานขวาง;
ความหนาของชั้นป้องกันด้านล่างของพื้นคอนกรีตควรเป็น
เพียงพอที่จะทำให้อุณหภูมิอุ่นขึ้นไม่เกิน 500°C และหลังจากเกิดเพลิงไหม้แล้วจะไม่ร้อน
ได้รับอิทธิพลต่อไป การดำเนินงานที่ปลอดภัยการออกแบบ
การวิจัยพบว่าด้วยขีดจำกัดการทนไฟปกติ R=120 ความหนา
ชั้นป้องกันคอนกรีตต้องมีอย่างน้อย 45 มม. ที่ R=180 - อย่างน้อย 55 มม.
ที่ R=240 - ไม่น้อยกว่า 70 มม.
วี ชั้นป้องกันคอนกรีตที่ความลึก 15-20 มม. จากด้านล่าง
พื้นผิวควรมีตาข่ายเสริมแรงป้องกันการสะเก็ด
ทำจากลวดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 มม. มีขนาดตาข่าย 50–70 มม. ลดความเข้ม
การทำลายคอนกรีตด้วยระเบิด
เสริมความแข็งแกร่งให้กับส่วนรองรับของพื้นตามขวางที่มีผนังบาง
การเสริมแรงไม่ได้ระบุไว้ในการคำนวณตามปกติ
เพิ่มขีด จำกัด การทนไฟเนื่องจากการจัดเรียงแผ่นคอนกรีต
รองรับตามแนวเส้น;
การใช้พลาสเตอร์ชนิดพิเศษ (ใช้แร่ใยหินและ
เพอร์ไลต์, เวอร์มิคูไลต์) แม้จะมีพลาสเตอร์ดังกล่าวขนาดเล็ก (1.5 - 2 ซม.)
ความต้านทานไฟของแผ่นคอนกรีตเสริมเหล็กเพิ่มขึ้นหลายเท่า (2 - 5)
เพิ่มขีด จำกัด การทนไฟเนื่องจากเพดานแบบแขวน
การป้องกันส่วนประกอบและข้อต่อของโครงสร้างด้วยชั้นคอนกรีตตามที่ต้องการ
ขีดจำกัดการทนไฟ

มาตรการเหล่านี้จะรับประกันความเหมาะสม ความปลอดภัยจากอัคคีภัยอาคาร.
โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กจะได้รับความต้านทานไฟที่จำเป็นและ
ความปลอดภัยจากอัคคีภัย

หนังสือมือสอง:
1.อาคารและโครงสร้างและความยั่งยืน
ในกรณีที่เกิดเพลิงไหม้ สถาบันบริการดับเพลิงแห่งรัฐของกระทรวงสถานการณ์ฉุกเฉินของรัสเซีย, 2546
2. มทส. 21-2.2000
คำแนะนำด้านระเบียบวิธีสำหรับการคำนวณความต้านทานไฟของโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก
- อ.: รัฐวิสาหกิจรวม "NIIZhB", 2543 - 92 หน้า

ตารางที่ 2.18

ความหนาแน่นของคอนกรีตมวลเบา? = 1,600 กก./ลบ.ม. ด้วยมวลรวมดินเหนียวหยาบ แผ่นพื้นที่มีช่องว่างทรงกลมจำนวน 6 ชิ้น แผ่นพื้นได้รับการรองรับอย่างอิสระทั้งสองด้าน

1. เรามาพิจารณาความหนาประสิทธิผลของเทฟฟ์แผ่นแกนกลวงเพื่อประเมินขีดจำกัดการทนไฟโดยพิจารณาจากความสามารถในการเป็นฉนวนความร้อนตามข้อ 2.27 ของคู่มือ:

ความหนาของแผ่นอยู่ที่ไหน mm;

- ความกว้างของแผ่น mm;
- จำนวนช่องว่าง ชิ้น;
- เส้นผ่านศูนย์กลางช่องว่าง mm.
2.กำหนดตามตาราง 8 แนวทางสำหรับขีด จำกัด การทนไฟของแผ่นพื้นโดยพิจารณาจากการสูญเสียความสามารถในการฉนวนกันความร้อนสำหรับแผ่นพื้นที่ทำจากชิ้นส่วนคอนกรีตหนักที่มีความหนาประสิทธิผล 140 มม.:

ขีดจำกัดการทนไฟของแผ่นพื้นขึ้นอยู่กับการสูญเสียความสามารถในการเป็นฉนวนความร้อน

3. กำหนดระยะห่างจากพื้นผิวที่ร้อนของแผ่นพื้นถึงแกนของการเสริมแรงของแท่ง:

ความหนาของชั้นป้องกันของคอนกรีตอยู่ที่ไหน mm;

- เส้นผ่านศูนย์กลางของอุปกรณ์ทำงาน mm.
4.ตามตาราง 8 คู่มือ เรากำหนดขีดจำกัดการทนไฟของแผ่นพื้นโดยพิจารณาจากการสูญเสียความสามารถในการรับน้ำหนักที่ = 24 มม. สำหรับคอนกรีตหนักและเมื่อรองรับทั้งสองด้าน

ขีดจำกัดการทนไฟที่ต้องการอยู่ในช่วงระหว่าง 1 ชั่วโมงถึง 1.5 ชั่วโมง เราพิจารณาโดยการประมาณค่าเชิงเส้น:

ขีดจำกัดการทนไฟของแผ่นคอนกรีตโดยไม่คำนึงถึงปัจจัยการแก้ไขคือ 1.25 ชั่วโมง

5. ตามข้อ 2.27 ของคู่มือ เพื่อกำหนดขีดจำกัดการทนไฟของแผ่นพื้นแกนกลวง จะใช้ปัจจัยการลด 0.9:
6. เรากำหนดภาระทั้งหมดบนพื้นเป็นผลรวมของภาระถาวรและชั่วคราว:
7. กำหนดอัตราส่วนของส่วนที่ออกฤทธิ์ยาวของโหลดต่อโหลดเต็ม:

8. ปัจจัยแก้ไขสำหรับโหลดตามข้อ 2.20 ของคู่มือ:

9. ตามข้อ 2.18 (ตอนที่ 1 ก) ผลประโยชน์ เรายอมรับค่าสัมประสิทธิ์หรือไม่ สำหรับข้อต่อ A-VI:
10. เรากำหนดขีด จำกัด การทนไฟของแผ่นพื้นโดยคำนึงถึงค่าสัมประสิทธิ์การรับน้ำหนักและการเสริมแรง:

ขีดจำกัดการทนไฟของแผ่นคอนกรีตในแง่ของความสามารถในการรับน้ำหนักคือ R 98

ขีดจำกัดการทนไฟของแผ่นคอนกรีตมีค่าน้อยกว่าสองค่า - การสูญเสียความจุฉนวนกันความร้อน (180 นาที) และการสูญเสียความสามารถในการรับน้ำหนัก (98 นาที)

สรุป: ขีดจำกัดการทนไฟของแผ่นพื้นคอนกรีตเสริมเหล็กคือ REI 98