|
В многоэтажных зданиях рамной конструкции, выполненных из монолитного железобетона, балки, плиты и колонны имеют большую огнестойкость, чем в сборном железобетоне. Однако при локальном пожаре в одном помещении взаимодействие отдельных элементов рам приводит к возникновению дополнительных усилий в других пролетах рам, в которых нет пожара.
В техническом университете г. Брауншвейга было проведено испытание трехпролетной четырехэтажной рамной конструкции. Рама имела крайние пролеты 4,5 м и средний пролет 5,5 м, высота первого этажа 4,75 м, 2-го —4-го этажей — 3,5 м. Ригели рамы имели сечение 30x40 см и колонны 30x30 см, 30x45 см. Плиты (толщиной 16 см), ригели и колонны рамы монолитно соединены между собой. Пожар был организован на 3-м этаже в среднем пролете рамы.
Было установлено, что в колонне /ив ригеле 2 при подъеме температуры в течение 45 мин моменты М\ и Мг возрастали, а затем стали уменьшаться, но были больше,
чем моменты до пожара. В ригеле крайнего пролета на 4-м этаже момент М* у средней опоры увеличился в 2,5 раза, а момент у крайней опоры Мъ изменил свой знак и также увеличился в 2,5 раза. В крайней колонне 3-го этажа момент М$ увеличился в 2 раза, а в средней колонне 1-го этажа у опоры момент Мв уменьшился. Из испытаний видно, что пожар даже в одном помещении оказывает
влияние на перераспределение усилий в рамной монолитной конструкции.
Обычно очаг пожара ограничен по размеру. Нагретая площадь плиты перекрытия окружена ненагретыми прохладными зонами плиты около опор. На нагретом снизу участке в середине плиты возникают сжимающие напряжения, которые разгружают нижнюю растянутую арматуру, повышая критическую температуру нагрева арматуры. В местах сопряжения плиты с ригелем около опоры на холодном участке возникают растягивающие и дополнительные сжимающие напряжения, которые могут привести к разрушению плиты в опорной части.
При пожаре по оси 2 на 2-м этаже рамной конструкции колонны, находящиеся по осям будут нагреваться меньше, чем колонны по оси 2. В этой колонне свободному температурному расширению будут препятствовать соседние и вышестоящие колонны, и в ней возникнут добавочные сжимающие усилия. А так как она нагрета больше всех других колонн, то в ней будет наибольшее снижение прочности бетона и арматуры от воздействия температуры. В то же время при нагреве будут развиваться бы-стронатекающие деформации ползучести бетона и арматуры, и усилия релаксируются.
Если колонны нагреваются по-разному, то в плитах и ригелях появляются добавочные прогибы и возникают добавочные моменты, которые могут привести к разрушению плит, ригелей или колонн. Дополнительные усилия вызывают смещение угла каркаса рамы из-за температурного расширения ригеля и плиты. Ось колонны смещается, и увеличивается эксцентриситет приложения сжимающей силы.
Если под воздействием огня находятся все помещения 2-го этажа, то из-за температурного расширения плит, и ригелей возникает большое горизонтальное усилие — крайние колонны могут разрушиться от среза. Устройство температурных швов и разбивка рамной конструкции на отсеки помогут избежать такого разрушения колонн.
Жесткие элементы зданий, лестничные клетки используются как стабилизирующие ядра жесткости, которые должны быть сосредоточены в центральной части здания или в середине между двумя температурными швами для обеспечения возможности равномерного температурного
расширения во всех направлениях. Больший размер ядра жесткости должен быть параллелен меньшему размеру здания и его части, находящейся между температурными швами.
Монолитные рамные конструкции, как правило, обеспечивают повышенную огнестойкость в случае пожара, но могут быть местные повреждения конструкции даже за пределами очага пожара.
В сборных рамных конструкциях, имеющих шарнирные соединения между отдельными элементами, эффекта монолитности в случае пожара не наблюдается, и поэтому наиболее вероятны разрушения конструкций в местах очага пожара.
|
|
