Расчет предела огнестойкости колонны КСР-433-29;

Железобетонная колонна КСР-433-29 среднего ряда, расчетная длина l₀= 3, 3 м, размером сечения 0, 4´ 0, 4 м, Бетон класса В20, средняя плотность бетона в сухом состоянии на гранитном щебне составляет r= 2330 кг/м². Весовая влажность - w = 2%. Арматура класса А III 4 стержня Æ 20 мм. Толщина защитного слоя а =50 мм. Расчетная нагрузка N_р= 290 т

Нормативная нагрузка:

1, 2 - усредненный коэффициент надежности по нагрузке.

Решение:

Арматура класса А-III (табл.19 СНиП 2.03.01-84)

Определяем расчетное сопротивление:

- соответствующий коэффициент надежности по бетону

Определяем суммарную площадь арматуры («Методические указания… Приложение 17»)

Бетон класса В20 с (табл.12 СНиП 2.03.01-84*)

-коэффициент надежности по арматуре =0, 83

Теплофизические характеристики бетона.

;

(«Методические указания… Приложение 12»);

Определяем приведенный коэффициент температуропроводности бетона

Для дальнейших расчётов задаёмся интервалами времени , равными ; .

1. Для несущая способность колонны будет равна:

- коэффициент продольного изгиба, учитывающий длительность загружения и гибкость бетона принят по «Методическим указаниям…» Приложение 15 в зависимости от отношения

Так как промежуточное отношение, то применяем метод линейной интерполяции:

2. Для .

Критерий Фурье равен

,

где К=37, 56 с^1/2

Для плотности бетона 2330 кг/м³ найдем коэффициент К (согласно «Методические указания для выполнения контрольных работ Приложение 13»), т.к. получается промежуточное значение, используем метод линейной интерполяции:

,

где .

Из «Методические указания… Приложение 10» находим относительную избыточную температуру в неограниченной пластине ,

.

t₀ - начальная температура конструкций для пожара равна 20 °С

Температура арматурных стержней при обогреве колонны с четырех сторон будет равна:

где определяется по формуле;

По «Методические указания… Приложение 16» находим значение коэффициента снижения прочности арматуры A-III

Для определения размеров ядра бетонного сечения необходимо найти значение

Величину - температура в средней неограниченной пластине находится из «Методические указания… Приложение 11» при

При критической температуре бетона на гранитном щебне

Из «Методические указания… Приложение 10» при находим

Тогда

Несущая способность колонны при будет равна

- коэффициент продольного изгиба, учитывающий длительность загружения и гибкость бетона принят по «Методические указания… Приложение 15» в зависимости от отношения .

Так как промежуточное отношение, то применяем метод линейной интерполяции:

3. Для

При (см. расчет) и из «Методических указаний… Приложение 10» находим

где - изменение температуры при стандартном температурном режиме определяется по формуле:

По «Методическим указаниям… Приложение 16» находим

Так как промежуточное значение, применяем метод линейной интерполяции:

При

Из «Методических указаний… Приложение 11»

При и «Методических указаний… Приложение 10» находим

Несущая способность колонны при составляет

- коэффициент продольного изгиба, учитывающий длительность загружения и гибкость бетона принят по «Методические указания… Приложение 15» в зависимости от отношения .

Так как промежуточное отношение, то применяем метод линейной интерполяции:

По результатам расчета строим график снижения несущей способности колонны в условиях пожара:

Определяем фактический предел огнестойкости По^ф = 1, 83ч = 109 мин