Yangın sonrası bina yapılarının yangına dayanıklılığının değerlendirilmesi. Betonarme kaplama ve zeminlerin yangına dayanıklılığı nasıl arttırılır? Bina yapılarının yangına dayanıklılık sınırlarının belirlenmesi

Yukarıda belirtildiği gibi bükülebilir malzemelerin yangına dayanıklılık sınırı betonarme yapılar Gerilmiş bölgede bulunan çalışma takviyesinin kritik bir sıcaklığa kadar ısıtılması nedeniyle meydana gelebilir.

Bu bağlamda, içi boş bir döşeme plakasının yangına dayanıklılığının hesaplanması, gerilmiş çalışma takviyesinin kritik sıcaklığa ısıtılma süresine göre belirlenecektir.

Döşemenin kesiti Şekil 3.8'de gösterilmektedir.

B P B P B P B P B P

H H 0

A S

Şekil 3.8. İçi boş bir döşeme plakasının tasarım kesiti

Döşemeyi hesaplamak için kesiti T kesitine indirgenir (Şekil 3.9).

B F

X tem ≤h' F

H F

h h 0

X tem >h' F

A S

a∑b R

Şekil 3.9. Yangına dayanıklılığını hesaplamak için içi boş çekirdekli bir levhanın T kesiti

Alt sıra

düz esnek boşluklu betonarme elemanların yangına dayanıklılık sınırının hesaplanması

3. Eğer öyleyse  S , tem formülle belirlenir

Bunun yerine nerede B kullanılmış ;

Eğer
ise şu formül kullanılarak yeniden hesaplanması gerekir:

3.1.5'e göre belirlenir T S , cr (Kritik sıcaklık).

Gauss hata fonksiyonu aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

3.2.7'ye göre Gauss fonksiyonunun argümanı bulunmuştur.

Yangına dayanıklılık sınırı P f aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

Örnek No. 5.

Verildi. İki taraftan serbestçe desteklenen içi boş çekirdekli döşeme levhası. Bölüm boyutları: B=1200 mm, çalışma açıklığı uzunluğu ben= 6 m, kesit yüksekliği H= 220 mm, koruyucu tabaka kalınlığı A ben = 20 mm, çekme takviyesi sınıfı A-III, 4 çubuk Ø14 mm; Ezilmiş kireçtaşı üzerinde B20 sınıfı ağır beton, betonun ağırlık nem içeriği w= %2, betonun ortalama kuru yoğunluğu ρ 0'lar= 2300 kg/m3, boşluk çapı D N = 5,5 kN/m.

Tanımlamak döşemenin gerçek yangına dayanıklılık sınırı.

Çözüm:

B20 sınıfı beton için R milyar= 15 MPa (madde 3.2.1.)

R bu= Rbn /0,83 = 15/0,83 = 18,07 MPa

Takviye sınıfı A-III için R sn = 390 MPa (madde 3.1.2.)

R su= R sn /0,9 = 390/0,9 = 433,3 MPa

A S= 615 mm2 = 61510 -6 m2

Betonun termofiziksel özellikleri:

λ tem = 1,14 – 0,00055450 = 0,89 W/(m·˚С)

tem = 710 + 0,84450 = 1090 J/(kg·˚С) ile

k= 37.2 s.3.2.8.

k 1 = 0,5 s.3.2.9. .

Gerçek yangına dayanıklılık sınırı belirlenir:

Döşemenin boşluğu dikkate alınarak, gerçek yangına dayanıklılık sınırı 0,9 faktörüyle çarpılmalıdır (madde 2.27.).

Edebiyat

Shelegov V.G., Kuznetsov N.A. “Binalar, yapılar ve yangın durumunda stabiliteleri.” Disiplini incelemek için ders kitabı – Irkutsk: VSI Rusya İçişleri Bakanlığı, 2002. – 191 s.

Shelegov V.G., Kuznetsov N.A. Bina inşaatı. Başvuru Kılavuzu“Binalar, yapılar ve yangın durumunda stabiliteleri” disiplininde. – Irkutsk: Rusya İçişleri Bakanlığı Tüm Rusya Araştırma Enstitüsü, 2001. – 73 s.

Mosalkov I.L. ve diğerleri Bina yapılarının yangına dayanıklılığı: M.: ZAO "Spetstekhnika", 2001. - 496 s., illus.

Yakovlev A.I. Yangına dayanıklılık hesabı bina yapıları. – M.: Stroyizdat, 1988.- 143 s., hasta.

Shelegov V.G., Chernov Yu.L. “Binalar, yapılar ve yangın durumunda stabiliteleri.” Bir kurs projesini tamamlama kılavuzu. – Irkutsk: Rusya İçişleri Bakanlığı VSI, 2002. – 36 s.

Yapıların yangına dayanıklılık sınırlarının, yapılar boyunca yangının yayılmasının sınırlarının ve malzemelerin yanıcılık gruplarının (SNiP II-2-80'e göre) belirlenmesi için bir kılavuz, TsNIISK im. Kucherenko. – M.: Stroyizdat, 1985. – 56 s.

GOST 27772-88: Çelik yapılar inşa etmek için haddelenmiş ürünler. Yaygındır teknik özellikler/ Gosstroy SSCB. – M., 1989

SNiP 2.01.07-85*. Yükler ve etkiler/Gosstroy SSCB. – M.: CITP Gosstroy SSCB, 1987. – 36 s.

GOST 30247.0 – 94. Bina yapıları. Yangına dayanıklılık test yöntemleri. Genel Gereksinimler.

SNiP 2.03.01-84*. Beton ve betonarme yapılar / Rusya İnşaat Bakanlığı. – M.: GP TsPP, 1995. – 80 s.

1YÖNETİM KURULUŞU – kıyıda özel olarak inşa edilmiş eğimli temele sahip bir yapı ( kızak), geminin gövdesinin döşendiği ve inşa edildiği yer.

2 Üst geçit – kara yollarının (veya kara yolunun) kesiştiği yerde bir köprü. Onlar boyunca hareket farklı seviyelerde sağlanır.

3AZALTILDI – Bir yolun kesiştiği noktada diğerinin üzerinden geçmesine, gemilerin yanaşmasına ve genel olarak belli bir yükseklikte yol oluşturmaya yarayan köprü şeklindeki yapı.

4 DEPOLAMA TANKI - sıvılar ve gazlar için konteyner.

5 GAZ TUTUCU- Gazın alınması, depolanması ve dağıtılmasına yönelik bir tesis gaz boru hattı ağına.

6yüksek fırın- demir cevherinden dökme demiri eritmek için bir şaft fırını.

7Kritik sıcaklık– standart metal direnci Run'un yapıdaki harici yükten dolayı standart voltaj n değerine düştüğü sıcaklık; taşıma kapasitesi kaybının meydana geldiği yer.

8Köpek - ahşap veya metal çubuk ahşap yapıların parçalarını sabitlemek için kullanılır.

Tablo 2.18

Hafif beton yoğunluğu? = 1600 kg/m3 iri genleştirilmiş kil agregalı, 6 adet yuvarlak boşluklu döşemeler, döşemeler her iki taraftan serbestçe mesnetlenmiştir.

1. Yangına dayanıklılık sınırını aşağıdakilere göre değerlendirmek için içi boş çekirdek levha teff'in etkin kalınlığını belirleyelim. ısı yalıtım yeteneği Kılavuzun 2.27 maddesine göre:

levhanın kalınlığı nerede, mm;

• - döşeme genişliği, mm;
• - boşluk sayısı, adet;
• - boşlukların çapı, mm.
• 2. Tabloya göre belirleyin. 8 Etkin kalınlığı 140 mm olan ağır beton parçadan yapılmış bir levha için ısı yalıtım kapasitesi kaybına dayalı bir levhanın yangına dayanıklılık sınırına ilişkin kılavuz:

Isı yalıtım yeteneğinin kaybına bağlı olarak levhanın yangına dayanıklılık sınırı

3. Döşemenin ısıtılmış yüzeyinden çubuk takviyesinin eksenine olan mesafeyi belirleyin:

koruyucu beton tabakasının kalınlığı nerede, mm;

• - çalışma bağlantı parçalarının çapı, mm.
• 4. Tabloya göre. 8 Kılavuzlar Bir levhanın yangına dayanıklılık sınırını, ağır beton için ve iki taraftan desteklendiğinde a = 24 mm'deki yük taşıma kapasitesi kaybına göre belirleriz.

Gerekli yangına dayanıklılık sınırı 1 saat ile 1,5 saat arasındadır, bunu doğrusal enterpolasyonla belirleriz:

Döşemenin düzeltme faktörleri dikkate alınmadan yangına dayanıklılık sınırı 1,25 saattir.

• 5. Yangına dayanıklılık sınırının belirlenmesine ilişkin Kılavuzun 2.27 numaralı maddesine göre içi boş çekirdek levhalar 0,9'luk bir azaltma faktörü uygulanır:
• 6. Döşeme üzerindeki toplam yükü kalıcı ve geçici yüklerin toplamı olarak belirliyoruz:
• 7. Yükün uzun etkili kısmının tam yüke oranını belirleyin:

8. Kılavuzun 2.20 maddesine göre yük için düzeltme faktörü:

• 9. Madde 2.18 (bölüm 1 a) Avantajlar'a göre katsayıyı kabul ediyor muyuz? A-VI bağlantı parçaları için:
• 10. Yük ve donatı katsayılarını dikkate alarak levhanın yangına dayanıklılık sınırını belirliyoruz:

Döşemenin yük taşıma kapasitesi açısından yangına dayanıklılık sınırı R 98'dir.

Döşemenin yangına dayanıklılık sınırı iki değerden küçük olanı olarak alınır: ısı yalıtım kapasitesi kaybı (180 dakika) ve yük taşıma kapasitesi kaybı (98 dakika).

Sonuç: Betonarme döşemenin yangına dayanıklılık sınırı REI 98'dir

Bina yapılarının yangına dayanıklılık sınırlarının belirlenmesi

Betonarme yapıların yangına dayanıklılık sınırının belirlenmesi

Betonarme döşeme döşemesine ilişkin başlangıç ​​verileri Tablo 1.2.1.1'de verilmiştir.

Beton türü - hafif beton yoğunluk c = 1600 kg/m3, kaba genişletilmiş kil agregasıyla birlikte; Plakalar çok oyuklu, yuvarlak boşluklu, boşluk sayısı 6 adettir, plakalar her iki taraftan da desteklenmiştir.

1) SNiP II-2-80 (Yangına dayanıklılık) Kılavuzunun 2.27 numaralı maddesine göre ısı yalıtım kabiliyetine dayalı olarak yangına dayanıklılık sınırını değerlendirmek için içi boş çekirdekli levha teff'in etkin kalınlığı:

2) Tabloya göre belirleyin. 8 Malzemeden yapılmış bir döşeme için ısı yalıtım kapasitesi kaybına dayalı bir döşemenin yangına dayanıklılık limiti için kılavuzlar hafif beton 140 mm etkin kalınlığa sahip:

Plakanın yangına dayanım sınırı 180 dk.

3) Döşemenin ısıtılmış yüzeyinden çubuk takviyesinin eksenine olan mesafeyi belirleyin:

4) Tablo 1.2.1.2'yi (Kılavuzdaki Tablo 8) kullanarak, iki taraftan desteklendiğinde hafif beton için a = 40 mm'deki yük taşıma kapasitesi kaybına dayalı olarak döşemenin yangına dayanıklılık sınırını belirleriz.

Tablo 1.2.1.2

Yangına dayanıklılık sınırları betonarme döşemeler

Gerekli yangına dayanıklılık sınırı 2 saat veya 120 dakikadır.

5) Kılavuzun 2.27 numaralı maddesine göre, içi boş çekirdek döşemelerin yangına dayanıklılık sınırını belirlemek için 0,9'luk bir azaltma faktörü uygulanır:

6) Döşemelerdeki toplam yükü kalıcı ve geçici yüklerin toplamı olarak belirliyoruz:

7) Yükün uzun etkili kısmının tam yüke oranını belirleyin:

8) Kılavuzun 2.20 maddesine göre yük için düzeltme faktörü:

9) Kılavuzun 2.18 (bölüm 1 b) maddesine göre donatı katsayısını kabul ediyoruz.

10) Yük ve donatı katsayılarını dikkate alarak levhanın yangına dayanıklılık sınırını belirliyoruz:

Yük taşıma kapasitesi açısından döşemenin yangına dayanıklılık sınırı:

Hesaplamalar sırasında elde edilen sonuçlara göre betonarme bir döşemenin yangına dayanıklılık sınırının yük taşıma kapasitesi açısından 139 dakika, ısı yalıtım kapasitesi açısından ise 180 dakika olduğunu tespit ettik. En düşük yangına dayanıklılık limitinin alınması gerekmektedir.

Sonuç: REI 139 betonarme döşemenin yangına dayanıklılık sınırı.

Betonarme kolonların yangına dayanıklılık sınırlarının belirlenmesi

Beton türü - karbonat kayalarından (kireçtaşı) oluşan iri agregalı, c = 2350 kg/m3 yoğunluğa sahip ağır beton;

Tablo 1.2.2.1 (Kılavuzdaki Tablo 2) gerçek yangına dayanıklılık sınırlarının (POf) değerlerini göstermektedir. betonarme kolonlarİle farklı özellikler. Bu durumda POf, koruyucu beton tabakasının kalınlığı ile değil, yapı yüzeyinden çalışma takviye çubuğunun () eksenine olan mesafeye göre belirlenir; bu, koruyucu tabakanın kalınlığına ek olarak , ayrıca çalışma takviye çubuğunun çapının yarısını da içerir.

1) Aşağıdaki formülü kullanarak kolonun ısıtılmış yüzeyinden çubuk takviyesinin eksenine olan mesafeyi belirleyin:

2) Karbonat dolgulu betondan yapılmış yapılar için Kılavuzun 2.15 maddesine göre, aynı yangına dayanıklılık sınırı ile kesit boyutu %10 oranında küçültülebilir. Daha sonra aşağıdaki formülü kullanarak sütunun genişliğini belirleriz:

3) Tablo 1.2.2.2'yi (Kılavuzdaki Tablo 2) kullanarak, hafif betondan yapılmış bir kolonun yangına dayanıklılık sınırını şu parametrelerle belirleriz: kolon her taraftan ısıtıldığında b = 444 mm, a = 37 mm.

Tablo 1.2.2.2

Betonarme kolonların yangına dayanıklılık sınırları

Gerekli yangına dayanıklılık sınırı 1,5 saat ile 3 saat arasındadır.Yangına dayanıklılık sınırını belirlemek için doğrusal enterpolasyon yöntemini kullanırız. Veriler tablo 1.2.2.3'te verilmiştir.

YANGINA DAYANIKLILIK İÇİN KİRİŞSİZ SLOBLARIN HESAPLANMASI SORUNU ÜZERİNE

YANGINA DAYANIKLILIK İÇİN KİRİŞSİZ SLOBLARIN HESAPLANMASI SORUNU ÜZERİNE

V.V. Zhukov, V.N. Lavrov

Makale “Beton ve betonarme - geliştirme yolları” yayınında yayınlandı. Bilimsel çalışmalar 2. Tüm Rusya (Uluslararası) Beton ve Betonarme Konferansı. 5-9 Eylül 2005 Moskova; 5 cilt halinde. NIIZHB 2005, Cilt 2. Bölüm raporları. Bölüm “Binaların ve yapıların betonarme yapıları.”, 2005.”

İnşaat uygulamalarında oldukça yaygın olan bir örnek kullanarak kirişsiz bir zeminin yangına dayanıklılık sınırının hesaplanmasını ele alalım. Kirişsiz betonarme zemin 200 mm kalınlığında B25 basınç sınıfına sahip betondan yapılmıştır, örgü takviyeli A400 sınıfı donatıdan 200x200 mm hücreli, 16 mm çapında, 33 mm koruyucu tabakalı (donatı ağırlık merkezine kadar) alt yüzey tavanlar ve üst yüzeyinde 28 mm (orta noktaya kadar) koruyucu katmana sahip 12 mm çapında A400. Sütunlar arası mesafe 7 m'dir. Söz konusu binada zemin birinci tip bir yangın bariyeridir ve ısı yalıtım kapasitesi (I), bütünlük (E) ve yük taşıma kapasitesi (R) REI 150 kaybı için yangına dayanıklılık sınırına sahip olmalıdır. Mevcut belgelere göre zeminin yangına dayanıklılık sınırı, zeminin kalınlığına (I) ve yangında kırılgan tahribat olasılığına göre, statik olarak tanımlanabilir bir yapı için yalnızca koruyucu tabakanın (R) kalınlığı hesaplanarak belirlenebilir. (E). Bu durumda, I ve E hesaplamaları ile oldukça doğru bir tahmin verilir ve statik olarak belirsiz bir yapı olarak yangın sırasında zeminin yük taşıma kapasitesi, yalnızca elastik teori kullanılarak termal gerilimli durumun hesaplanmasıyla belirlenebilir. - ısıtıldığında betonarme plastisite veya bir yangında statik ve termal yüklerin etkisi altında bir yapının sınır denge yöntemi teorisi. Son teori en basitidir, çünkü statik yük ve sıcaklıktan kaynaklanan gerilimlerin belirlenmesini gerektirmez, ancak beton ve donatı özelliklerindeki değişiklikleri dikkate alarak yalnızca statik yükün etkisinden kaynaklanan kuvvetlerin (momentlerin) belirlenmesini gerektirir. Mekanizmaya dönüştüğünde statik olarak belirsiz olan yapıda plastik mafsallar oluşana kadar ısıtılır. Bu bağlamda, kirişsiz bir zeminin yangın sırasındaki yük taşıma kapasitesinin değerlendirilmesi, limit denge yöntemi kullanılarak ve normal çalışma koşulları altında zeminin yük taşıma kapasitesine göre birimler halinde yapılmıştır. Binanın çalışma çizimleri gözden geçirildi ve analiz edildi, bu yapılar için normalleştirilmiş sınır durum işaretlerinin varlığına dayanarak betonarme kirişsiz döşemenin yangına dayanıklılık sınırları hesaplamaları yapıldı. Yük taşıma kapasitesine dayalı yangına dayanıklılık sınırlarının hesaplanması, 2,5 saatlik standart testler sırasında beton ve donatı sıcaklığındaki değişiklikler dikkate alınarak yapıldı. Bu raporda verilen inşaat malzemelerinin tüm termodinamik ve fiziksel-mekanik özellikleri VNIIPO, NIIZHB, TsNIISK verilerine dayanmaktadır.

ISI YALITIM ÖZELLİĞİNİN KAYBI İLE ÖRTÜLENMENİN YANGINA DAYANIKLILIK SINIRI (I)

Pratikte yapıların ısınması bilgisayar kullanılarak sonlu farklar veya sonlu elemanlar hesaplamaları ile belirlenir. Isı iletkenliği problemini çözerken, betonun termofiziksel özelliklerinde ve ısıtma sırasında donatıda meydana gelen değişiklikler dikkate alınır. Standart sıcaklık koşulları altında bir yapıdaki sıcaklıkların hesaplanması başlangıç ​​koşulu altında gerçekleştirilir: yapıların sıcaklığı ve dış ortam 20C. Yangın sırasında ortamın sıcaklığı zamana bağlı olarak değişir. Yapılarda sıcaklık hesaplanırken ısıtılan ortam ile yüzey arasındaki konvektif Qc ve radyant Qr ısı alışverişleri dikkate alınır. Sıcaklık hesaplamaları, ısıtılan yüzeyden Xi* dikkate alınan beton tabakasının koşullu kalınlığı kullanılarak yapılabilir. Betondaki sıcaklığı belirlemek için hesaplayın

Formül (5)'i kullanarak 2,5 saatlik yangın sonrasında zeminin kalınlığı üzerindeki sıcaklık dağılımını belirliyoruz. Formül (6)'yı kullanarak, ısıtılmamış yüzeyinde 2,5 saatte 220C'lik kritik bir sıcaklığa ulaşmak için gerekli olan döşemelerin kalınlığını belirliyoruz. Bu kalınlık 97 mm'dir. Sonuç olarak, 200 mm kalınlığındaki bir zeminin ısı yalıtım kapasitesi kaybı açısından yangına dayanıklılık sınırı en az 2,5 saat olacaktır.

ZEMİN LEVHASININ BÜTÜNLÜĞÜN KAYBI İLE YANGINA DAYANIKLILIK SINIRI (E)

Beton ve betonarme yapıların kullanıldığı bina ve yapılarda yangın çıkması durumunda betonun kırılgan tahribatı mümkündür ve bu da yapısal bütünlüğün kaybına neden olur. Yıkım aniden, hızlı bir şekilde meydana gelir ve bu nedenle en tehlikelisidir. Betonun kırılgan tahribatı, kural olarak, yangına maruz kalmanın başlamasından 5-20 dakika sonra başlar ve beton parçalarının yapının ısıtılmış yüzeyinden kopması olarak kendini gösterir; bunun sonucunda, bir açık delik görünebilir. yapı, yani yapı, bütünlüğün kaybı nedeniyle zamanından önce yangına dayanıklılık kazanabilir (E). Betonun kırılgan tahribatına hafif bir patlama, değişen yoğunlukta bir çatlak veya bir "patlama" şeklinde bir ses efekti eşlik edebilir. Betonun gevrek kırılması durumunda, ağırlığı birkaç kilograma kadar olan parçalar 10-20 m'ye kadar bir mesafeye saçılabilir. Yangında, betonun gevrek kırılması üzerindeki en büyük etki aşağıdakiler tarafından uygulanır: elemanın kesiti boyunca sıcaklık gradyanı, yapıların statik belirsizliğinden, dış yüklerden ve beton yapı boyunca buhar filtrelemesinden kaynaklanan gerilimler. Yangında betonun gevrekleşmesi, betonun yapısına, bileşimine, nemine, sıcaklığına, sınır koşullarına ve dış yüke, yani. hem malzemeye (beton) hem de beton veya betonarme yapının tipine bağlıdır. Yangına dayanıklılık sınırı değerlendirmesi betonarme zemin bütünlüğün kaybı, aşağıdaki formülle belirlenen gevrek kırılma kriterinin (F) değeriyle sağlanabilir:

YÜKLEME KAPASİTESİ KAYBI İLE SLOVER'IN YANGINA DAYANIKLILIK LİMİTİ (R)

Yük taşıma kapasitesine bağlı olarak tavanın yangına dayanıklılığı da izin verilen hesaplamayla belirlenir. Termal ve statik problemler çözülür. Hesaplamanın termoteknik kısmında standart termal etki altında döşeme kalınlığı boyunca sıcaklık dağılımı belirlenir. Hesaplamanın statik kısmında 2,5 saat süren bir yangın sırasında döşemenin taşıma kapasitesi belirlenir.Yük ve mesnet koşulları bina tasarımına uygun olarak alınır. Yangına dayanıklılık sınırının hesaplanmasında yük kombinasyonları özel olarak kabul edilir. Bu durumda, kısa vadeli yüklerin dikkate alınmamasına ve yalnızca kalıcı ve geçici uzun vadeli normatif yüklerin dahil edilmesine izin verilir. Yangın sırasında döşemeye gelen yükler NIIZHB yöntemi kullanılarak belirlenir. Hesaplanan ise yük taşıma kapasitesi döşeme R'ye eşittir normal koşullarçalıştırıldığında hesaplanan yük değeri P = 0,95 R'dir. Yangın durumunda standart yük 0,5 R'dir. Yangına dayanıklılık sınırlarının hesaplanmasında malzemelerin hesaplanan dirençleri, beton için 0,83, donatı için 0,9 güvenlik faktörü ile alınır. Çubuk takviyesiyle güçlendirilmiş betonarme döşeme levhalarının yangına dayanıklılık sınırı, dikkate alınması gereken nedenlerden dolayı ortaya çıkabilir: beton ve donatı temas tabakası kritik bir sıcaklığa ısıtıldığında donatının destek üzerinde kayması; Takviyeyi kritik bir sıcaklığa ısıtırken takviyenin sürünmesi ve tahrip olması. Söz konusu binada monolitik betonarme zeminler kullanılmış ve yangın durumunda taşıma kapasiteleri, betonun fiziksel ve mekanik özelliklerinde ve ısıtıldığında donatıda meydana gelen değişiklikler dikkate alınarak limit denge yöntemi kullanılarak belirlenmektedir. Yangın sırasında termal etki altındaki betonarme yapıların yangına dayanıklılık limitini hesaplamak için limit denge yöntemini kullanma olasılığı hakkında küçük bir inceleme yapmak gerekir. Verilere göre, “limit denge yöntemi yürürlükte kaldığı sürece taşıma kapasitesinin sınırları, ortaya çıkan gerçek gerilmelerden ve dolayısıyla sıcaklık deformasyonları, mesnetlerin yer değiştirmeleri vb. faktörlerden tamamen bağımsızdır. ” Ancak aynı zamanda şu önkoşulların yerine getirilmesinin de hesaba katılması gerekir: Yapı elemanları sınır aşamasına gelmeden kırılgan olmamalıdır, öz gerilimler elemanların sınır koşullarını etkilememelidir. Betonarme yapılarda limit denge yönteminin uygulanabilirliği için bu ön koşullar korunur ancak bunun için plastik mafsalların oluştuğu yerlerde donatının kaymaması ve yapı elemanlarının sınır duruma ulaşmadan kırılgan bir şekilde tahrip olması gerekir. . Bir yangın sırasında döşeme plakasının en fazla ısınması bu bölgede aşağıdan gözlemlenir. maksimum tork burada, kural olarak, birinci plastik menteşe, menteşede dönme için ısınmadan kaynaklanan önemli deformasyon ve destek bölgesindeki kuvvetlerin yeniden dağıtılmasıyla birlikte, çekme takviyesinin yeterli şekilde sabitlenmesiyle oluşturulur. İkincisinde, ısıtılmış beton, plastik menteşenin deforme olabilirliğinin artmasına katkıda bulunur. "Limit denge yöntemi uygulanabilirse, o zaman içsel gerilimler (sıcaklıktan kaynaklanan gerilimler şeklinde mevcuttur - yazarların notu) yapıların taşıma kapasitesinin iç ve dış limitini etkilemez." Limit denge yöntemiyle hesaplanırken, buna karşılık gelen deneysel veriler olduğu, bir yangın sırasında, bir yükün etkisi altında, levhanın, kırılma çizgileri boyunca doğrusal plastik menteşelerle birbirine bağlanan düz bağlantılara bölündüğü varsayılmaktadır. . Yapının normal çalışma koşullarında tasarım yük taşıma kapasitesinin bir kısmının yangın durumunda yük olarak kullanılması ve normal koşullar altında ve yangın sırasında döşemenin aynı imha şeması, yangına dayanıklılığın hesaplanmasını mümkün kılar. Plandaki döşemenin geometrik özelliklerinden bağımsız olarak döşemenin bağıl birim cinsinden sınırı. 20 C'de standart basınç dayanımı 18,5 MPa olan B25 basınç dayanımı sınıfı ağır betondan yapılmış bir levhanın yangına dayanıklılık sınırını hesaplayalım. Standart çekme mukavemeti (20C) 391,3 MPa (4000 kg/cm2) olan takviye sınıfı A400. Isıtma sırasında beton ve donatı mukavemetinde meydana gelen değişiklikler buna göre kabul edilir. Ayrı bir panel şeridinin kırılmasının hesaplanması, söz konusu panel şeridinde, bu şeridin eksenine paralel olarak doğrusal plastik menteşelerin oluşturulduğu varsayımı altında gerçekleştirilir: açıklıkta alttan açılan çatlaklara sahip bir doğrusal plastik menteşe ve kolonlarda yukarıdan açılan çatlaklara sahip bir doğrusal plastik mafsal. Yangın durumunda en tehlikeli olanı, gerilmiş donatının ısınmasının üstteki çatlaklardan çok daha yüksek olduğu alttan çatlaklardır. Yangın sırasında zeminin bir bütün olarak taşıma kapasitesi R'nin hesaplanması aşağıdaki formül kullanılarak gerçekleştirilir:

Bu takviyenin 2,5 saatlik yangından sonraki sıcaklığı 503,5 C'dir. Orta plastik mafsaldaki levhanın betonundaki sıkıştırılmış bölgenin yüksekliği (betonun sıkıştırılmış bölgesindeki takviye dikkate alınmadan yedek olarak).

200 mm kalınlığındaki bir zemin için normal çalışma koşulları altında, orta menteşe için sıkıştırılmış bölgenin yüksekliğinde xc = ; iç çiftin omuzu Zc = 15,8 cm ve sol ve sağ menteşelerin sıkıştırılmış bölgesinin yüksekliği Xc = Xn = 1,34 cm, iç çiftin omuzu Zx = Zn = 16,53 cm R3 zemininin tasarım yük taşıma kapasitesi 20 C sıcaklıkta 20 cm kalınlığındadır.

Bu durumda elbette aşağıdaki gereklilikler karşılanmalıdır: a) destek üzerinde gerekli olan üst takviyenin en az %20'si açıklığın ortasından geçmelidir; b) sürekli bir sistemin dış desteklerinin üzerindeki üst takviye, destekten açıklığa doğru en az 0,4l'lik bir mesafeye yerleştirilir ve daha sonra yavaş yavaş kırılır (l, açıklığın uzunluğudur); c) ara desteklerin üzerindeki tüm üst takviyeler açıklığa en az 0,15 l kadar uzanmalıdır.

SONUÇLAR

1. Kirişsiz betonarme zeminin yangına dayanıklılık sınırını değerlendirmek için, yangına dayanıklılık sınırının hesaplamaları üç sınır durum işaretine göre yapılmalıdır: yük taşıma kapasitesi kaybı R; bütünlük kaybı E; ısı yalıtım yeteneğinin kaybı I. Bu durumda şu yöntemler kullanılabilir: limit dengesi, ısınma ve çatlak mekaniği.
2. Hesaplamalar, söz konusu nesne için, her üç sınır durumu için, güçlendirilmiş B25 basınç dayanımı sınıfına sahip betondan yapılmış 200 mm kalınlığındaki bir zeminin yangına dayanıklılık sınırının olduğunu göstermiştir. takviye ağı 200x200 mm hücreli, alt yüzeyi 33 mm ve üst yüzeyi 12 mm - 28 mm çapında 16 mm çapında koruyucu takviye tabakası kalınlığında A400 çelik en az REI 150'dir.
3. Bu kirişsiz betonarme zemin, yangın bariyeri görevi görebilecek birinci tiptir.
4. Kirişsiz betonarme bir zeminin minimum yangına dayanıklılık sınırının değerlendirilmesi, plastik mafsalların oluştuğu yerlerde çekme takviyesinin yeterli miktarda gömüldüğü koşullar altında limit denge yöntemi kullanılarak yapılabilir.

Edebiyat

1. Bilgisayar kullanımına dayalı betonarme bina yapılarının gerçek yangına dayanıklılık sınırlarının hesaplanmasına yönelik talimatlar. – M.: VNIIPO, 1975.
2. GOST 30247.0-94. Bina yapıları. Yangına dayanıklılık için test yöntemleri. M., 1994. – 10 s.
3. SP 52-101-2003. Öngerilme takviyesi olmayan beton ve betonarme yapılar. – M.: FSUE TsPP, 2004. –54 s.
4. SNiP-2.03.04-84. Yüksek ve yüksek sıcaklık koşullarında çalışacak şekilde tasarlanmış beton ve betonarme yapılar. – M.: CITP Gosstroy SSCB, 1985.
5. Beton ve betonarme yapıların yangına dayanıklılık sınırlarının hesaplanmasına yönelik öneriler. – M.: Stroyizdat, 1979. – 38 s.
6. SNiP-21-01-97* Yangın Güvenliği binalar ve yapılar. Devlet Üniter Teşebbüsü TsPP, 1997. – 14 s.
7. Beton ve betonarme yapıların yangında kırılgan tahribattan korunmasına yönelik öneriler. – M.: Stroyizdat, 1979. – 21 s.
8. Gerekli yangın direncine sahip içi boş döşeme plakalarının tasarımı için öneriler. – M.: NIIZhB, 1987. – 28 s.
9. Statik olarak belirsiz betonarme yapıların hesaplanmasına yönelik kılavuz. – M.: Stroyizdat, 1975. S.98-121.
10. Betonarme yapıların yangına dayanıklılığını ve yangın güvenliğini hesaplamak için metodolojik öneriler (MDS 21-2.000). – M.: NIIZhB, 2000. – 92 s.
11. Gvozdev A.A. Yapıların taşıma kapasitesinin limit denge yöntemini kullanarak hesaplanması. Devlet inşaat literatürü yayınevi. – M., 1949.

Betonarme yapılar yanmazlıkları ve nispeten düşük ısı iletkenlikleri nedeniyle agresif yangın faktörlerinin etkilerine oldukça iyi direnç gösterirler. Ancak ateşe sonsuza kadar dayanamazlar. Modern betonarme yapılar, kural olarak, binanın diğer unsurları ile yekpare bir bağlantısı olmayan ince duvarlardan yapılmıştır, bu da yangın koşullarında operasyonel işlevlerini yerine getirme yeteneklerini 1 saate ve bazen daha azına sınırlar. Nemlendirilmiş betonarme yapıların yangına dayanıklılık sınırı daha da düşüktür. Bir yapının nem içeriğinin %3,5'e yükselmesi yangına dayanıklılık sınırını artırırsa, kısa süreli bir yangın sırasında yoğunluğu 1200 kg/m3'ün üzerinde olan betonun nem içeriğinin daha da artması patlamaya neden olabilir. Betonun ve yapının hızla tahrip edilmesi.

Betonarme bir yapının yangına dayanıklılık sınırı, kesitinin boyutlarına, koruyucu tabakanın kalınlığına, donatı tipine, miktarına ve çapına, beton sınıfına ve agrega tipine, yapı üzerindeki yüke bağlıdır. ve destek planı.

Yangının karşısındaki yüzeyin (zeminler, duvarlar, bölmeler) 140°C ısıtılmasıyla kapatılan yapıların yangına dayanım sınırı, betonun kalınlığına, betonun cinsine ve nemine bağlıdır. Betonun kalınlığı arttıkça ve yoğunluğu azaldıkça yangına dayanıklılık sınırı artar.

Yük taşıma kapasitesi kaybına bağlı olarak yangına dayanıklılık sınırı yapının tipine ve statik destek yapısına bağlıdır. Tek açıklıklı basit destekli bükme elemanları (kiriş levhaları, paneller ve zemin döşemeleri, kirişler, kirişler), boylamasına alt çalışma takviyesinin maksimum kritik sıcaklığa kadar ısıtılması sonucu bir yangın durumunda tahrip olur. Bu yapıların yangına dayanıklılık sınırı, alt çalışma donatısının koruyucu tabakasının kalınlığına, donatı sınıfına, çalışma yüküne ve betonun ısıl iletkenliğine bağlıdır. Kirişler ve aşıklar için yangına dayanıklılık sınırı aynı zamanda kesitin genişliğine de bağlıdır.

Aynı tasarım parametreleriyle, kirişlerin yangına dayanıklılık limiti döşemelerinkinden daha azdır, çünkü yangın durumunda kirişler üç taraftan (alttan ve iki yan yüzden) ısıtılır ve döşemeler yalnızca alttan ısıtılır. alt yüzey.

Yangına dayanıklılık açısından en iyi takviye çeliği A-III sınıfı 25G2S çeliktir. Bu çeliğin standart yük ile yüklenen bir yapının yangına dayanıklılık sınırına ulaştığı andaki kritik sıcaklığı 570°C'dir.

Fabrikada üretilen, 20 mm'lik koruyucu tabakaya sahip ağır betondan ve A-IV sınıfı çelikten yapılmış çubuk takviyeli büyük boşluklu öngerilmeli tabliyeler, bu tabliyelerin konut binalarında kullanılmasına izin veren 1 saatlik yangına dayanıklılık sınırına sahiptir.

10 mm'lik koruyucu tabakaya sahip sıradan betonarme malzemeden yapılmış katı kesitli levhalar ve paneller yangına dayanıklılık sınırlarına sahiptir: çelik takviye A-I sınıfları ve A-II - 0,75 saat; A-III (sınıf 25G2S) - 1 çay kaşığı.

Bazı durumlarda, ince duvarlı esnek yapılar (desteklerde dikey çerçeveler bulunmayan, kesit genişliği 160 mm veya daha az olan içi boş ve nervürlü paneller ve döşemeler, çapraz çubuklar ve kirişler) eğik bölüm boyunca bir yangın durumunda vaktinden önce çökebilir. desteklerde. Bu yapıların destek alanlarına açıklığın en az 1/4'ü uzunluğunda dikey çerçeveler monte edilerek bu tür tahribat önlenir.

Kontur boyunca desteklenen levhaların yangına dayanıklılık sınırı, basit bükülebilir elemanlardan önemli ölçüde daha yüksektir. Bu levhalar iki yönde çalışma donatısıyla güçlendirilir, dolayısıyla yangına dayanıklılıkları ayrıca kısa ve uzun açıklıklardaki donatı oranına da bağlıdır. Bu oran bire eşit olan kare döşemeler için yangına dayanıklılık sınırının başlangıcında donatının kritik sıcaklığı 800°C'dir.

Döşemenin en-boy oranı arttıkça kritik sıcaklık düşer ve dolayısıyla yangına dayanıklılık sınırı da düşer. Dörtten fazla en boy oranlarıyla yangına dayanıklılık sınırı pratikte sınıra eşitİki taraftan desteklenen levhaların yangına dayanıklılığı.

Statik olarak belirsiz kirişler ve kiriş döşemeleri ısıtıldıklarında destek ve açıklık bölümlerinin tahrip olması sonucu yük taşıma kapasitelerini kaybederler. Alt boyuna donatı mukavemetinin azalması sonucu açıklıktaki kesitler tahrip olurken, yüksek sıcaklıklara kadar ısıtılan alt sıkıştırılmış bölgedeki beton mukavemetinin kaybı sonucu destek kısımları tahrip olur. Bu bölgenin ısınma hızı kesit boyutlarına bağlıdır, dolayısıyla statik olarak belirsiz kiriş döşemelerinin yangına dayanıklılığı kalınlıklarına, kirişlerin ise kesit genişliğine ve yüksekliğine bağlıdır. Şu tarihte: büyük boyutlar kesitte, söz konusu yapıların yangına dayanıklılık sınırı, statik olarak belirlenen yapılardan (tek açıklıklı basit mesnetli kirişler ve döşemeler) ve bazı durumlarda (kalın kiriş döşemeleri için, güçlü üst destek takviyesine sahip kirişler için) önemli ölçüde daha yüksektir. ) pratikte boyuna alt takviyedeki koruyucu tabakanın kalınlığına bağlı değildir.

Sütunlar. Kolonların yangına dayanıklılık sınırı, yük uygulama şekline (merkezi, eksantrik), kesit boyutlarına, donatı yüzdesine, kaba beton agrega tipine ve boyuna donatının koruyucu tabakasının kalınlığına bağlıdır.

Kolonların ısıtıldığında tahrip olması, donatı ve betonun mukavemetinin azalması sonucu meydana gelir. Eksantrik yük uygulaması kolonların yangın dayanımını azaltır. Yük büyük bir eksantriklik ile uygulanırsa, kolonun yangına dayanıklılığı, çekme takviyesinin koruyucu tabakasının kalınlığına bağlı olacaktır, yani. Bu tür sütunların ısıtıldığında çalışmasının niteliği, basit kirişlerle aynıdır. Küçük bir eksantrikliğe sahip bir kolonun yangına dayanıklılığı, merkezi olarak sıkıştırılmış kolonların yangına dayanıklılığına yaklaşır. Beton sütunlar granit kırma taş Kırılmış kireç taşı üzerindeki kolonlara göre daha az yangın direncine (%20) sahiptir. Bu, granitin 573 ° C sıcaklıkta çökmeye başlaması ve kireçtaşının 800 ° C sıcaklıkta çökmeye başlamasıyla açıklanmaktadır.

Duvarlar. Yangın sırasında, kural olarak, duvarlar bir taraftan ısıtılır ve bu nedenle ya yangına doğru ya da yangına doğru bükülür. ters yön. Duvar, merkezi olarak sıkıştırılmış bir yapıdan, zamanla artan eksantriklik ile eksantrik olarak sıkıştırılmış bir yapıya dönüşür. Bu koşullar altında yangına dayanıklılık Yük taşıyıcı duvarlar büyük ölçüde yüke ve kalınlıklarına bağlıdır. Yük arttıkça ve duvarın kalınlığı azaldıkça yangına dayanıklılık sınırı azalır ve bunun tersi de geçerlidir.

Binaların kat sayısı arttıkça duvarlardaki yük artar, bu nedenle gerekli yangın direncini sağlamak için konut binalarında taşıyıcı enine duvarların kalınlığı eşit (mm) olarak alınır: 5.. 9 katlı binalar - 120, 12 katlı - 140, 16 katlı - 160, yüksekliği 16 kattan fazla olan binalarda - 180 veya daha fazla.

Tek katmanlı, çift katmanlı ve üç katmanlı kendinden destekli dış duvar panelleri hafif yüklere maruz kalır, dolayısıyla bu duvarların yangına dayanıklılığı genellikle yangın güvenliği gereksinimlerini karşılar.

Duvarların yüksek sıcaklık altındaki yük taşıma kapasitesi, yalnızca beton ve çeliğin mukavemet özelliklerindeki değişikliklerle değil, aynı zamanda esas olarak elemanın bir bütün olarak deforme olabilirliğiyle de belirlenir. Duvarların yangına dayanıklılığı, kural olarak, ısıtılmış durumda yük taşıma kapasitesinin kaybı (tahrip) ile belirlenir; "Soğuk" bir duvar yüzeyinin 140°C'ye ısıtılması tipik bir işaret değildir. Yangına dayanıklılık sınırı çalışma yüküne (yapının güvenlik faktörü) bağlıdır. Duvarların tek taraflı darbelerden yıkılması üç şemadan birine göre gerçekleşir:

• 1) birinci veya ikinci eksantrik sıkıştırma durumu (aşırı ısıtılmış donatı veya "soğuk" beton) nedeniyle duvarın ısıtılmış yüzeyine doğru geri dönüşü olmayan bir sapma gelişmesi ve yüksekliğin ortasında tahrip olması;
• 2) elemanın başlangıçta ısıtma yönünde ve son aşamada ters yönde sapması ile; yıkım - ısıtılmış beton veya “soğuk” (gerilmiş) donatı üzerindeki yüksekliğin ortasında;
• 3) şema 1'deki gibi değişken bir sapma yönü ile, ancak duvarın tahribatı, "soğuk" yüzeyin betonu boyunca veya eğik bölümler boyunca destek bölgelerinde meydana gelir.

İlk arıza modeli esnek duvarlar için tipiktir, ikinci ve üçüncüsü ise daha az esnekliğe sahip ve platform destekli duvarlar içindir. Platform desteğinde olduğu gibi duvarın destek bölümlerinin dönme serbestliğini sınırlandırırsanız deforme olabilirliği azalır ve dolayısıyla yangına dayanıklılık sınırı artar. Böylece, duvarların platform desteği (değiştirilemeyen düzlemlerde), elemanın tahribat düzeninden bağımsız olarak, menteşeli desteğe kıyasla yangına dayanıklılık sınırını ortalama iki kat artırdı.

Menteşeli destekle duvar takviyesinin yüzdesinin azaltılması, yangına dayanıklılık sınırını azaltır; platform desteğiyle, duvar takviyesinin olağan sınırlarındaki bir değişikliğin yangına dayanıklılık üzerinde neredeyse hiçbir etkisi yoktur. Duvar her iki taraftan da aynı anda ısıtıldığında ( iç duvarlar) sıcaklık sapması yaşamaz, yapı merkezi sıkıştırma ile çalışmaya devam eder ve bu nedenle yangına dayanıklılık sınırı tek taraflı ısıtmaya göre daha düşük değildir.

Betonarme yapıların yangına dayanıklılığının hesaplanmasında temel prensipler

Betonarme yapıların yangına dayanıklılığı, kural olarak, mukavemetin azalması, ısıl genleşme ve donatı ve betonun ısıtıldığında sıcaklık sürünmesi nedeniyle yük taşıma kapasitesinin kaybı (çökme) sonucu olarak kaybolur. yangına maruz kalmayan yüzeyin 140 °C'ye kadar ısıtılmasına. Bu göstergelere göre - Betonarme yapıların yangına dayanıklılık sınırı hesaplanarak bulunabilir.

Genel olarak hesaplama iki bölümden oluşur: termal ve statik.

Isı mühendisliği kısmında, standarda göre ısıtılması sırasında yapının kesiti boyunca sıcaklık belirlenir. sıcaklık koşulları. Statik kısımda ısıtılan yapının yük taşıma kapasitesi (mukavemeti) hesaplanır. Daha sonra zaman içinde yük taşıma kapasitesindeki azalmanın bir grafiği oluşturulur (Şekil 3.7). Bu grafiği kullanarak yangına dayanıklılık sınırı bulunur; ısıtma süresi, bundan sonra yapının yük taşıma kapasitesi çalışma yüküne düşecektir, yani. eşitlik gerçekleştiğinde: M rt (N rt) = M n (M n), burada M rt (N rt) bükme (sıkıştırılmış veya eksantrik olarak sıkıştırılmış) yapının yük taşıma kapasitesidir;

M n (M n), - standart veya diğer çalışma yükünden dolayı bükülme momenti (boyuna kuvvet).