Экспертиза строительных конструкций здания

                                 b_f х X_tem х R_bu       1500 х 6,58 х 18,07

             Сигмаs,tem = ------------------- = ------------------------- =  359,6 мПа,

                                            A_s                      496 

                         Сигмаs,tem                       359,6

                Ys,tem = ------------------  =   ------------------ = 0,55,

                                R_su                 655,5 

                                       (0,55 - 0,64) х (550 - 500)

             t_s,_cr = 500 + ---------------------------------------- = 532 °C,

                                                    0,5 - 0,64

                           1250 - 532                718

            erf x = ----------------- = ------------- = 0,58;

                            1250 -20                1230 

x = 0,58 (прил. 9 [3]). 

       Теплофизические характеристики бетона. 

          Лямбдаtem,m = 1,2 - 0,00035 * t = 1,2 - 0,00035 х 450 = 1,04 Вт/м °С, 

            С_tem,m = 710 + 0,84 8 * t = 710 + 0,84 х 450 = 1090 Дж/кг °С,

            

            Лямбдаtem,m                                      1,04

 a_red = ---------------------------- = ------------------------------ = 3,75 х 10^-7 м²/с.

         (С_tem,m + 50,4 wb) р_ос                   (1090 + 50,4 х 2)2330 

       Для плиты со сплошным сечением находим  предел огнестойкости: 

                                   (2330 - 2300) (39-37,2)

             К = 37,2 + --------------------------------- = 37,56,

                                          2450 - 2300

      

       К + (у + К1*d)корень кв.a_red     37,56 + (0,02 + 0,5 х 0,01)/ (корень кв.3,75 *10^-7)

Тау = (---------------------------)² = (--------------------------------------------------)² = 1,3 час.                                                               2х                                                   2х0,58 

       С учетом пустотелости плиты ее фактический  предел огнестойкости находится  путем умножения найденного значения на коэффициент 0,9: 

       Пф = 1,3 х 0,9 = 1,17 час. 

3.2. РАСЧЕТ ФАКТИЧЕСКОГО ПРЕДЕЛА ОГНЕСТОЙКОСТИ КОЛОННЫ 

Исходные  данные:

1. Длина, 1₀ = 4200 мм;

2. Ширина, b * h = 0,4м х 0,4 м = 400 х 400 мм;

3. Толщина защитного слоя, al = 50 мм;

4. Арматура класса  АIII - 4 стержня диаметром 20 мм;

5. Арматура класса  АI диаметром 6 мм;

6. Класс бетона - В20;

7. Влажность  бетона - 2%;

8. Вид бетона - на гранитном щебне, (р_ос= 2330 кг/м³). 
 
 
 

Расчетное сечение 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       Рассчитываем  прочностные характеристики материалов. 

R_sn= 390 МПа (табл. 19 [1]). 

                           R_sn           390

       R_sku = -------- = ---------- = 433,3 мПа,

                                  Ys             0,9 

A_S,tot = 1256 мм² 

       Для бетона класса В20, R_bn = 15,0 (табл. 12 [1]): 

                           Rbn            15,0

            Rbu = ----------- =   -------- =  18,07 мПа,

                           Ys              0,83 

       Теплофизические характеристики бетона: 

          Лямбдаtem,m =А - В* t_m = 1,2 - 0,00035 х 450 = 1,0425 Вт/(м* °С), 

            С_tem,m = c + D* t_m = 710 + 0,84 х 450 = 1088 Дж/(кг* °С),

            

            Лямбдаtem,m                                      1,0425

 a_red = ---------------------------- = ------------------------------ = 3,60 х 10^-8 м²/с.

         (С_tem,m  + 50,4 wb) р_ос                   (1088 + 50,4 х 2)2330 

       Для дальнейшего расчета задаемся интервалами  времени тау_п, равными:

тау₁ =0; тау₂ =1 час; тау₃ =2 часа.

       Для тау₁ =0, несущая способность колонны будет равна: 
 

              l₀          4,2

             --- = ------- = 10,5,

              b       0,4 

принимаем фи_tem = 0,975. 

N_p,t,фи = 0 = (фи_tem (R_bu * b * h + R_scu * A_s,_tot) = 

0,975(18,07 х 400 х 400 + 433,3 х 1256) = 3350 кH. 

 Для тау₂ = 1 час:  

       Критерий  Фурье равен: 

                  a_red*тау₂                     37,6 * 10^-8 * 3600

F_ox = F_oy = ------------------------- = -------------------------------------- = 0,0273

                  (0,5 * b + k* корень кв. a_red )²   (0,5 * 0,4 + 37,2 корень кв. (37,6 * 10^-8))² 

 k= 37,2 с^0,5, 

x = у = 0,5 * h - а₁ - 0,5 d = 0,5 * 0,4 - 0,05 - 0,5 * 0,02 = 0,14 м, 

                              x                                                          0,14

эпсилон = 1 -  ------------------------ =1-  ---------------------------------- ------ = 0,37

                   0,5 * b + k корень кв. a_red  0,5 * 0,4 + 37,2 корень кв. (37,6 * 10^-8) 

Q_x = Q_y = 0,82, 

t_{y = 0,14} = t_{x = 0,14}= 1250 - (1250 -t_н) Q_x = 1250 - (1250 - 20)0,82 = 241,1 °C 

       Температура арматуры стержня при обогреве колонны с четырех сторон будет равна: 

t_b=345lg(0,133 * 3600 + 1) + t_н = 345 lg (0,133 * 3600 + 1) + 20 = 945 °С 

                                       (t_b - t_{x = 0,14; у = о})( t_b - t_{y = 0,14;х = 0})

t_{y = 0,14;х = 0,14; ,тау = 1} = t_b - --------------------------------------- =

                                                            t_b-t_н 

                                           (945-241,4)(945-241,4)

                             = 945  -  -------------------------------------- = 410 °С,

                                                 945 - 20

Y_s,tem = 1. 
 
 
 

F_ox/4 = 0,0273/4 = 0,006825, 

Q_ц= 1, 

t_{x = o} = t_{y = o}= 1250-(1250-20)1 =20 °C. 

       При критической температуре бетона на гранитном щебне t_в,сr = 650 °С. 

               1250 -t_в        (t_в - t_в,сr)(t_в - t_н)

Q_{я x} = ----------------  + -----------------------------  =

               1250 - t_н        (t_в - t_{x = y = 0})( 1250 - t_н) 
 

      1250 - 945          (945 - 650)(945 - 20)

=  ----------------- + ---------------------------- = 0,488.

       1250-20               (945 - 20)(1250 - 20) 

эпсилон _ях = 0,14 

b_я = h_я = 2(0,5 * h + k корень кв. a_red)( 1 - эпсилон _ях) = 2(0,5* 0,4 + 37,2 корень кв. 37,6 * 10'⁸)х

х(1 - 0,14) = 0,387 м = 387 мм. 

       Несущая способность колонны будет равна: тау₂ = 1 ч: 

N_{p,t,тау = 1} = (фи_tem (R_bu * b_я * h_я + R_scu * A_s,tot * y_s,tem) = 

= 0,97(18,07 * 387 *387 + 433,3 * 1256 * 1) = 2862 кН 

Для тау₃ = 2 ч. 

                 37,6 * 10’⁸ * 3600 * 2

F_оx=F_oy = --------------------------------------------- = 0,0273

                (0,5 * 0,4 + 37,2 корень кв. (37,6 * ^10-8))² 

Q_x = Q_y = 0,64, 

t_{y = 0,14} = t_{x = 0,14}= 1250 - (1250 -t_н) Q_x = 1250 - (1250 - 20)0,64 = 462,7 °C 

t_b=345lg(0,133 * 3600 + 1) + t_н = 345 lg (0,133 * 3600*2 + 1) + 20 = 1048,7 °С 

                                             (1048,7-462,7)²

 t_{y = 0,14;х = 0,14; ,тау = 1} = 1048,7  -  -------------------- = 714,9 °С,

                                                 1048,7 - 20 

Y_s,tem = 0,153. 
 
 

F_ox/4 = 0,054/4 = 0,00135,