Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Огнестойкость железобетонных элементов при действии поперечных сил





5.22.Расчет огнестойкости по потере прочности железобетонных элементов при действии поперечных сил в условиях огневого воздействия проводят на основе модели наклонных сечений согласно СП 52-101.

При расчете по модели наклонные сечения должны быть обеспечены прочностью элемента по полосе между наклонными сечениями и наклонному сечению на действие поперечных сил, а также прочностью по наклонному сечению на действие момента.

Расчет железобетонных элементов по полосе между наклонными сечениями

5.23. Расчет железобетонных элементов по полосе между наклонными сечениями производят из условия

Qn ≤ 0,3Rbnbth0, (5.60)

где Qn - поперечная сила от нормативной нагрузки в нормальном сечении элемента, принимаемая на расстоянии от опоры не менее h0. Для внецентренно сжатых элементов, если N/Nb > 0,5, правая часть условия (5.60) умножается на коэффициент φb1 = 2(1 - N/Nb) при Nb = 1,3RbnA, но не менее N.

Расчет железобетонных элементов по наклонным сечениям на действие поперечных сил

5.24. Расчет изгибаемых элементов по наклонному сечению производят из условия

QnQb + Qsw, (5.61)

где Qn - поперечная сила от нормативной нагрузки в наклонном сечении с длиной проекции с на продольную ось элемента, расположенную по одну сторону от рассматриваемого наклонного сечения (рис. 5.25);

Qb - поперечная сила, воспринимаемая бетоном в наклонном сечении, определяемая по формуле

Qb = Mb/c, (5.62)

где Mb = 1,5Rbtnbth20. (5.63)

Рис. 5.25. Схема усилий в наклонном сечении элемента с хомутами при расчете огнестойкости от действия поперечных сил в условиях трехстороннего огневого воздействия

Значение Qb принимают не более (2,5Rbtn bth0) и не менее (0,5Rbtn bth0); bt определяют по формуле (5.1);

Qsw - поперечная сила, воспринимаемая поперечной арматурой в наклонном сечении, определяемая по формуле

Qsw = 0,75qswc; (5.64)

qsw - усилие в поперечной арматуре на единицу длины элемента

qsw = RswγstAsw/sw, (5.65)

где γst - принимают по наибольшей температуре поперечной арматуры по табл. 2.8.

Расчет производят для наиболее опасной длины проекции наклонного сечения с, которую принимают не менее h0 и не более 2h0.

Поперечную арматуру учитывают в расчете, если соблюдается условие

qsw ≤ 0,25Rbtnbt. (5.66)

Шаг поперечной арматуры sw, учитываемый в расчете, должен быть не больше значения

sw,max= Rbtnbt h20/Q, (5.67)

При отсутствии поперечной арматуры или нарушении указанных выше требований расчет производят из условия (5.62), принимая усилия Qsw равными нулю.

Расчет внецентренно сжатых элементов при N/Nb > 0,5 производят по условиям (5.62), (5.63), (5.66), правую часть которых умножают на коэффициент

Расчет железобетонных элементов по наклонным сечениям на действие моментов

5.25. Расчет железобетонных элементов по наклонным сечениям на действие моментов (рис. 5.26) в условиях огневого воздействия производят из условия

МnМs + Мsw, (5.69)

где Мп - момент от нормативной нагрузки в наклонном сечении с длиной проекции с на продольную ось элемента, определяемый от внешних сил, расположенных по одну сторону от рассматриваемого наклонного сечения, относительно конца наклонного сечения, противоположному концу, у которого располагается проверяемая продольная арматура, испытывающая растяжение от момента в наклонном сечении, при этом учитывают наиболее опасные загружения в пределах наклонного сечения;



Мs - момент, воспринимаемый продольной арматурой, пересекающей наклонное сечение, относительно противоположного конца наклонного сечения

Ms = 0,9Nsh0, (5.70)

Ns - усилие в продольной растянутой арматуре, принимают равным RstAs, а в зоне анкеровки - по формуле (5.15).

Рис. 5.26. Схема усилий в наклонном сечении элемента с хомутами при расчете огнестойкости от действия момента в условиях четырехстороннего огневого воздействия

При приваривании к продольным растянутым стержням поперечной или распределенной арматуры усилие Ns увеличивают на усилие

Nw = 0,7nwφwd2wRbtnt. (5.71)

Но принимают не более 0,8Rstd2wnw. Здесь nw - число приваренных стержней; dw - диаметр приваренных стержней, (φw - коэффициент, принимаемый при диаметре dw =6 мм, - 200; при 8 мм - 150; при 10 мм - 120; при 12 мм - 100 и при 14 мм - 80.

Момент для поперечной арматуры, нормальной к продольной оси элемента, определяют по формуле:

Msw = 0,50Qswc. (5.72)

Усилия в поперечной арматуре:

Qsw = qswc, (5.73)

где qsw - определяют по формуле (5.65), с принимают в пределах от h0 до 2h0.

Допускается производить расчет наклонных сечений, принимая в условии (5.72) момент Msw в наклонном сечении при длине проекции с на продольную ось элемента, равной 2h0, а момент Msw равен

Msw = 0,5qswh20. (5.74)

Значения поперечных сил Q, вычисленных по формулам (5.60) и (5.61), и момента Мп - по формуле (5.69) от нормативной нагрузки при длительности стандартного пожара, соответствующей пределу огнестойкости R, должны быть равны или больше значений Qn и Мп от нормативной нагрузки до пожара.

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА

Пример 13.Дано. Свободно опертая балка перекрытия с размерами сечения: b =300 мм, h =360 мм; бетон класса В25; Rbn = 22,0 МПа; Rbtn = 1,55 МПа; хомуты двухветвевые Ø8 мм; Asw =101 мм2 с шагом sw = 100 мм; арматура класса А400; Rsw =285 МПа; поперечная сила на опоре (Qmах = 150 кН (рис. 5.25), нормативная равномерно распределенная нагрузка 40 кН/м.

Требуется проверить прочность наклонных сечений и бетонной полосы между наклонными сечениями при огневом воздействии стандартного пожара длительностью 60 мин.

Расчет.Прочность бетонной полосы проверим из условия (5.60), в котором приведенная ширина балки bt определяется по формуле (5.1). Глубину прогрева бетона на силикатном заполнителе до критической температуры 500 °С находим по рис. 5.2. Для балки шириной 300 мм at = 15 мм, bt = 300 - 2·15 = 270 мм, тогда Qn = 0,3·22·270·360 = 640 кН > 150 кН.

Прочность наклонного сечения по поперечной силе проверим из условия (5.62). При продольной арматуре диаметром 20 мм и а = 40 мм ось хомутов будет находиться от нагреваемой грани балки на расстоянии ах = 40 - 10 - 4 = 26 мм. По рис. Б.2 приложения Б для балки шириной 300 мм и длительностью пожара 60 мин на расстоянии 26 мм находим температуру нагрева хомутов tx =500 °С. По табл. 2.8 находим для арматуры класса А400 γst = 0,6. По формуле (5.65) определим интенсивность хомутов

Поскольку , т.е. условие (5.66) выполнено, хомуты полностью учитываем и значение Мb определяем по формуле (5.63)

Mb = 1,5·1,55·270·3602 = 81,36 106 H·мм.

При действии сплошной равномерно распределенной нагрузки невыгоднейшее значение с принимаем равным

и принимаем с0 = с = 632 мм < 2h0.

Тогда Qsw определяем по формуле (5.64) Qsw = 0,75·171·632 = 75650 Н = 75,6 кН.

Из формулы (5.62) находим

Q = Qmах - q·с = 150 - 40·632 = 125 кН.

Проверяем условие (5.61)

Qb + Qsw = 130 + 75,6 = 206 кН > 125 кН.

Следовательно, прочность наклонных сечений обеспечена при длительности стандартного пожара 60 мин и предел огнестойкости по потере несущей способности R60 соблюден.

Пример 14.Дано. Свободно опертая балка пролетом l = 5,5 м сечением 300×450 мм; бетон класса В25; Rbtn = 1,55 МПа; продольная арматура без анкеров класса А400 2Ø25; Rsn = 400 МПа; As = 982 мм2; хомуты из арматуры класса А400 Ø10 мм с шагом sw = 150 мм приварены к продольным стержням; нормативная равномерно распределенная нагрузка q = 35 кН/м, а = = 45 мм, h0 = 400 - 45 = 355 мм; глубина опоры l0 = 280 мм; Rsw =285 МПа.

Требуется проверить прочность наклонного сечения на действие момента во время стандартного пожара длительностью 60 мин.

Расчет.Ось каждого арматурного стержня продольной арматуры расположена от нижней и боковой поверхностей балки на расстоянии 45 мм. По рис. Б.2 приложения Б для балки шириной 300 мм при длительности стандартного пожара 60 мин находим температуру нагрева арматуры по диагонали угла балки ts = 400 °С. При опирании балки на кирпичную стену температуру в зоне анкеровки принимают равной ts1= 0,8ts = 0,8·400 = 320 °С. Температуру бетона в зоне анкерующего стержня принимают равной температуре стержня. Для температуры бетона 320 °С по табл. 2.2 находим значение коэффициента условия работы бетона на растяжение γtt = 0,47.

Усилие в растянутой арматуре определяем по формуле (5.15), в которой для горячекатаной арматуры периодического профиля коэффициент η = 2,5.

Для бетона нормативное сопротивление растяжению по формуле (2.4) равно

Rbtnt = 1,55·0,47 = 0,73 МПа, ls = 280 - 10 = 270 мм, us = 3,14ds = 3,14·25 = 78,5 мм.

Для растянутых анкерующих стержней периодического профиля без дополнительных анкерующих устройств α = 1. Тогда для 2 продольных стержней Ns = 2,5·0,73·78,5·270·2 = 77362 Н.

Поскольку к растянутым стержням в пределах длины ls приварены 4 вертикальных и 2 горизонтальных поперечных стержней, по формуле (5.71) находим усилие Nw = 0,7·6·120·102·0,73 = 36792 Н.

Это усилие не должно превышать 0,8·400·0,38·102·6 = 72960 Н.

Отсюда Ns = 77362 + 36792 = 114154 Н.

Растягивающее усилие Ns не должно превышать RsnγstAs. Для арматуры класса А400 и ts = 400 °С; γst = 0,85 (табл. 2.8), тогда 400·0,85·982 = 339388 Н > 114154 Н.

Момент, воспринимаемый продольной арматурой, определяем по формуле (5.70)

Ms = 0,9·114154·355 = 45·106 Н·мм.

По формуле (5.65) вычисляем величину qsw. Ось поперечной арматуры расположена от нагреваемых граней балки на расстоянии ах =45 - 12,5 - 5 = 27,5 мм. Температура оси поперечной арматуры по рис. Б.2 приложения Б равна 600 °С и γst = 0,37 (табл. 2.8); Asw =157 мм2.

Определяем длину проекции невыгоднейшего наклонного сечения с, принимая Qmax равной опорной реакции

Момент, воспринимаемый поперечной арматурой, по формуле (5.72) равен

Msw = 0,5·110,4·5082 = 14,1·106 Н·мм.

Момент в наклонном сечении определяем как момент в нормальном сечении, расположенном в конце наклонного сечения, на расстоянии от точки приложения опорной реакции равной

х = lsnp/3 + с = 280/3 + 508 = 601 мм.

Проверяем условие (5.69)

Мs + Мsw = 45 + 14 = 59 кН·м > 51 кН·м.

Условие выполняется, прочность наклонного сечения по изгибающему моменту обеспечена при длительности стандартного пожара 60 мин. Следовательно, предел огнестойкости по потере несущей способности R60 обеспечен.









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.