Публикация - Об оценке несущей способности и эксплуатационной пригодности железобетонных конструкций после пожара [1]Учет степени огневого...

Об оценке несущей способности и эксплуатационной пригодности железобетонных конструкций после пожара [1]

Учет степени огневого повреждения железобетонных конструкций при пожарах является наиболее сложным в сравнении с учетом многих других видов повреждений. Разнородность материалов, составляющих железобетон, при нагреве приводит к разным температурным деформациям, нарушает связь между цементным камнем, крупным и мелким заполнителем, а также с арматурой. Результатом этих факторов являются необратимые изменения механических свойств, снижение прочности на сжатие и растяжение, проявление дополнительных прогибов в железобетонных элементах.

Изменение механических свойств бетона при его нагреве и последующем охлаждении в настоящее время оценивается очень приблизительно, что затрудняет определение несущей способности железобетонных элементов, подвергшихся огневому воздействию при пожаре и последующему охлаждению, особенно для сжатых элементов.

Для оценки несущей способности, прогибов и трещиностойкости железобетонных конструкций следует использовать общие принципы расчета, изложенные в [2,3,4,5]. Но при этом необходимо учитывать изменение свойств бетона и арматуры после пожара введением дополнительных коэффициентов условий работы материалов.

Значения этих дополнительных коэффициентов зависят от класса арматуры, вида бетона и условий его твердения, от температуры нагрева бетона и арматуры при пожаре, условий их совместной работы, расположения арматуры по высоте сечения, от действия воды на железобетонные конструкции при тушении пожара; они учитывают изменение длительной прочности бетона после действия огня и внешней нагрузки, нарушение структуры бетона в контактной зоне арматуры после пожара.

Несущую способность, прогибы и трещиностойкость железобетонных конструкций после пожара определяют методом конечных элементов или послойным расчетом, принимая механические свойства бетона и арматуры каждого элемента или слоя с учетом температуры его нагрева при пожаре.

При расчёте предварительно напряженных элементов следует учитывать дополнительные потери предварительного напряжения арматуры, обусловленные тепловым воздействием при пожаре, значения которых приведены в [4,6]. Усилия в статически неопределённых конструкциях от нагрузок и вынужденных перемещений определяют, как правило, с учетом неупругих деформаций бетона и арматуры, наличия трещин и деформированного состояния, как отдельных элементов, так и конструкций.

Расчёт выполняется в соответствиями с требованиями раздела 9 [2]. При этом проверяется прочность сечений конструкций, имеющих видимые повреждения или испытавших высокотемпературный нагрев. Учет повреждений производится путем уменьшения вводимой в расчет площади сечения бетона и арматуры, а учет высокотемпературного нагрева - коэффициентами, отражающими снижение прочности бетона и арматуры и силу их сцепления в зоне заанкеривания арматуры.

При использовании в поверочном расчете прочности бетона, полученной неразрушающим методом и выраженной в эквиваленте средней кубиковой прочности , R(T), МПа, переход к условному классу бетона на сжатие для тяжелого, мелкозернистого и легкого бетонов производится путем умножения R(T) на коэффициент 0,8; для ячеистого бетона - на коэффициент 0,7.

Нормативное R(bn,T) и расчетное R(b,T) сопротивление бетона, испытавшего воздействие пожара, устанавливаются по табл. 1 и 3 прилож.8 [1] по показателю условного класса бетона и принимаются R(bn,T)=R(bn); R(b,T)=R(b).

При отсутствии экспериментальных данных о прочности бетона, расчетное сопротивление определяется по формуле:

R(b,T) = R(b) • m(bT)

где R(b) - расчетное сопротивление бетона, соответствующее проектному классу бетона конструкции;
m(bT) - коэффициент, учитывающий снижение прочности бетона после воздействия пожара (см. прилож.8, табл. 5 [1]).

Расчётное сопротивление растяжению арматуры R(sT), испытавшей воздействие пожара, находится по формуле

R(sm) = R(sn) • γ(S)