Теплотехнические характеристики

(1) Значения, приведенные в 3.3, применимы для высокопрочного бетона.

Примечание 1 — Значение коэффициента теплопроводности устанавливается в национальном приложении
в интервале между нижним и верхним предельными значениями по 3.3.3.

Примечание 2 — Теплопроводность высокопрочного бетона, как правило, выше, чем бетона нормальной прочности.

Статический расчет

Расчет несущей способности

(1)Р Несущая способность при пожаре должна определяться с учетом:

— теплового воздействия и являющегося его следствием температурного поля в конструкции (элементе);

— снижения сопротивления материала вследствие повышения его температуры;

— результата перераспределения сил вследствие температурного расширения;

— воздействий по теории второго порядка.

(2) Могут быть применены общий метод расчета конструктивной системы в целом и упрощенный метод расчета отдельных конструкций. Расчет конструктивной системы в целом должен основываться на проверенных данных. Упрощенные методы для колонн, стен, балок и плит приведены в следующих пунктах.

Упрощенные методы расчета

(1) Приведенные в приложении В упрощенные методы расчета распространяются на конструкции из высокопрочного бетона.

Колонны и стены

(1) Подтверждение несущей способности колонн и стен при пожаре можно производить с использованием приведенного сечения, нормального к продольной оси конструкции, используя методы, применяемые для нормальных температур, например раздел В.1.

(2) Приведенное поперечное сечение получается с использованием упрощенного метода, приведенного в приложении В, дополнительно включая расширенные вычеты, обусловленные повреждением бетона вследствие воздействий по теории второго порядка.

(3) При расчете приведенного поперечного сечения толщина бетона а₅₀₀, прогретая до критической температуры, определяется из положения изотермы 500 °С, с увеличением на коэффициент k. Для расчета приведенного поперечного сечения колонн и стен a_z определяется по формуле

a_z = ka_z_,500. (6.1)

Примечание — Коэффициент k учитывает переход от изотермы 500 °С к изотерме 460 °С для класса 1
(по таблице 6.1N) и, соответственно, к изотерме 400 °С для класса 2 (по таблице 6.1N). Рекомендуемые значения коэффициента k:

— для класса 1 — 1,1;

— для класса 2 — 1,3.

Для класса 3 следует применять более точные методы расчета.

(4) Несущая способность поперечного сечения в условиях воздействия продольных усилий и изгибающих моментов может быть рассчитана при помощи зонного метода согласно В.2 (см. приложение В), учитывая E_c_,fi(q) = k_c²(q) ∙ E_c.

(5) Температурные режимы, не соответствующие критериям упрощенных методов, требуют отдельного всестороннего анализа, учитывающего сопротивление бетона в качестве функции от температуры.

Балки и плиты

(1) Несущая способность балок и плит при пожаре может быть определена с использованием приведенного поперечного сечения, используя методы, применяемые для нормальных температур, например раздел В.1.

(2) Необходимо производить дополнительное уменьшение несущей способности:

M_d_,_fi = k_mM₅₀₀, (6.2)

где M_d_,fi — расчетная несущая способность при пожаре;

М₅₀₀ — расчетная несущая способность, определенная с использованием приведенного поперечного сечения по методу «Изотермы 500 °С»;

k_m — понижающий коэффициент.

Примечание — Значение коэффициента k_m, зависящего от приведенного в таблице 6.1N коэффициента (k_c(q) = f_c_,_q/f_ck), устанавливается в национальном приложении. Рекомендуемое значение k_m приведено в таблице 6.2N. Для класса 3 следует применять более точные методы расчета.

Таблица 6.2N — Коэффициент k_m для балок и плит

Строительная конструкция (элемент)	Коэффициент k_m
класс 1	класс 2
Балки	0,98	0,95
Плиты, подверженные воздействию пожара в сжатой зоне	0,98	0,95
Плиты, подверженные воздействию пожара в растянутой зоне, h₁ > 120 мм	0,98	0,95
Плиты, подверженные воздействию пожара в растянутой зоне, h₁ = 50 мм	0,95	0,85
Примечание — h₁ —толщина бетонной плиты (см. рисунок 5.7)

(3) Для железобетонных плит толщиной от 50 до 120 мм, подверженных воздействию пожара в растянутой зоне, значение коэффициента k_m может быть рассчитано линейной интерполяцией.

(4) Температурные режимы, не соответствующие критериям упрощенных методов, требуют отдельного всестороннего анализа, учитывающего сопротивление бетона в качестве функции от температуры.

Табличные данные

(1) Приведенные в разделе 5 табличные данные допускается применять для конструкций из высокопрочного бетона, если минимальные размеры поперечного сечения увеличиваются на:

(k – 1) ∙ a — для стен и плит, обогреваемых с одной стороны;

2 ∙ (k – 1) ∙ a — для всех остальных несущих элементов, для которых расстояние до оси арматуры увеличивается на k,

где k — коэффициент, приведенный в 6.4.2.1(3);

а — необходимое расстояние до оси арматуры, принятое из раздела 5.

Примечание — Для колонн коэффициент использования несущей способности при пожаре m_fi, уровень нагрузки колонны при нормальных температурных условиях n необходимо определять без учета увеличения размеров поперечного сечения на 2 ∙ (k – 1) ∙ a.

Приложение А

(справочное)

Температурные профили

(1) В настоящем приложении приведены температурные профили для железобетонных плит (рисунок А.2), балок (рисунки А.3 – А.10) и колонн (рисунки А.11 – А.20). Данные рисунка А.2 допускается применять для железобетонных стен, обогреваемых при пожаре с одной стороны.

(2) Температурные профили определены для следующих характеристик бетона:

— коэффициент удельной теплоемкости бетона по 3.3.2 при влажности 1,5 %.

— нижний предел теплопроводности бетона принят по 3.3.3.

Примечание — Нижний предел теплопроводности позволяет получить более реалистическое распределение температур в бетонном сечении. Нижний предел получен по результатам измерений температуры при испытаниях на огнестойкость различных типов железобетонных конструкций, верхний — сталежелезобетонных конструкций;

— степень черноты обогреваемой поверхности бетона принята равной 0,7 (по 2.2);

— коэффициент теплоотдачи конвекцией принят 25 Вт ∙ м^–2 ∙ К^–1.

Приведенные значения температуры справедливы для железобетонных конструкций из бетона влажностью более 1,5 %.

(3) Рисунок А.1 показывает, как воспроизводится температурный профиль при использовании симметричного распределения температуры в поперечных сечениях балок и колонн.

Теплотехнические характеристики - student2.ru