Минимальные пределы огнестойкости для колонн в зданиях I степени огнестойкости должны быть не менее 150 мин и в зданиях II степени огнестойкости — 120 мин. При расположении 50% стержней продольной арматуры у центра сечения колонн с малым эксцентриситетом, когда все сечение колонны сжато, колонны пригодны для зданий I степени огнестойкости, а при расположении всех продольных стержней по периметру сечения — II степени огнестойкости.
Одним из методов расчета предела огнестойкости сжатых элементов является приближенный метод расчета огнестойкости с учетом критической температуры нагрева бетона. В этом методе криволинейное распределение температуры по сечению колонны от четырехстороннего нагрева учитывается приближенно .
В расчет вводится площадь бетона, имеющего температуру, ограниченную изотермой для тяжелого бетона с крупным заполнителем из силикатных пород, равной 500°С и из карбонатных пород — 600°С. Принимается прочность бетона, нагретого до этих температур, равной прочности бетона при нормальной температуре. Прочность бетона, нагретого выше этих температур, в расчете не учитывается.
).
При воздействии огня за расчетную сторону колонны принимается наименьший размер сечения, ограниченный критической температурой . Температуру арматуры и
размеры бетонного сечения, ограниченного изотермой с температурой 500 или 600°С для меньшего и большего предположенного предела огнестойкости колонны, определяют из теплотехнического расчета. Полученные значения несущей спосообности колонны при нормальной температуре и при двух разных длительностях нагрева соединяют кривой. Расчетный предел огнестойкости колонны для принятой эксплуатационной силы определяют по точке пересечения кривой изменения несущей способности колонны с горизонтальной линией, проведенной на уровне соответствующей этой силе.
Несмотря на то что в этом методе принято приближенное распределение температуры по перечному сечению бетона и, следовательно, условное распределение прочности бетона на сжатие в зависимости от температуры нагрева, расчетные пределы огнестойкости колонн удовлетворительно совпадают с опытными. Расхождение их не превышает 13—34%. Следует отметить, что этот метод не учитывает в полной мере изменения упругих свойств бетона и армг туры при нагреве и не позволяет определять пределы огнестойкости колонн по признаку потери их устойчивости от продольного изгиба.
Во ВНИИПО был предложен другой метод расчета огнестойкости сжатых железобетонных элементов по критическим деформациям. По этому методу за потерю несущей способности колонны при наступлении предела огнестойкости принимается продольная деформация, которая достигает критического значения. Критическая деформация зависит от температуры бетона в центре сечения колонны. В центре сечения колонны темпер туры бетона и предельная сжимаемость бетона наименьшие и они будут характеризовать деформации всей колонны.
Под действием сжимающей силы N колонна деформируется в продольном направлении.
Расчетные пределы огнестойкости, вычисленные г критической деформации бетона, близки к опытным зь чениям. Расхождение значений колеблется от —8 до +36/„
Достаточно удовлетворительное совпадение расчетных пределов огнестойкости колонн с опытными получено по методике НИИЖБа. Эта методика учитывает как изменение прочностных, так и упругопластических свойств бетона и арматуры от нагрева, а также развитие
температурно-усадочных деформаций в бетоне. Расчетные пределы огнестойкости отличаются от опытных от —11 до +24%.
Все предложенные методы расчета пределов огнестойкости железобетонных колонн при четырехстороннем воздействии огня приемлемы для инженерных расчетов* Методика НИИЖБа более полно учитывает изменение физико-механических свойств бетона и арматуры при нагреве при определении расчетных пределов огнестойкости колонн.
|
|