Глубина прогрева железобетонных конструкций в зависимости от продолжительности и температуры нагрева поверхности конструкций

Длительность воздействия высоких температур при пожаре, ч	Температура нагрева поверхности конструкции, °С	Глубина прогрева конструкции, мм, до температуры, °С
0,5	700...750
1,0	800...850
1,5	900...950
2,0	1000...1050
3,0	1100...1150
4,0	1200...1300
Примечания: 1. В таблице приведены данные для бетона на известняковом заполнителе. На гранитном заполнителе глубина прогрева бетона будет на 15 % больше приведенных значений. 2. Глубина прогрева бетона указана для сечений, обогрев которых происходит с одной стороны. При двухстороннем огневом воздействии глубина прогрева бетона будет в 1,5 раза больше, чем при прогреве с одной стороны.

13.3.14. Призменную прочность бетона R_прt, подверженного воздействию пожара, после охлаждения выражают через прочность бетона при нормальной температуре R_пр по формуле

R_прt= R_пр, (13.1)

где - коэффициент снижения прочности бетона, зависящий от температуры нагрева, определяемый по табл. 13.7*.

*Коэффициенты снижения прочностных характеристик бетона и арматуры приведенные а таблицах 13.7, 13.9, заимствованы из [I-21].

13.3.15. Прочность бетона на растяжение R_рt, поврежденного огнем, выражают через прочность бетона на растяжение при нормальной температуре R_р, по формуле

R_рt= R_р, (13.2)

где - коэффициент условий работы, учитывающий снижение сопротивления бетона растяжению в зависимости от степени нагрева.

Коэффициент определяют по эмпирической формуле

= , (13.3)

где t - температура нагрева бетона.

При оценке свойств бетона в нагретом состоянии в приведенные формулы (13.1-13.3) вместо подставляют значения .

13.3.16. Модуль упругости бетона Е_бt подверженного воздействию высокой температуры, выражают через модуль упругости бетона при нормальной температуре Е_б

Е_бt=b_бЕ_б, (3.4)

где b_б - коэффициент снижения модуля упругости бетона, в зависимости от температуры нагрева t принимают по табл. 13.8, либо определяют приближенно по формуле

b_б=1-kt. (13.5)

Величину k для керамзитобетона принимают равной 0,1×10^-2, для тяжелого бетона - 0,17×10^-2.

13.3.17. Прочностные свойства арматуры на растяжение и сжатие в зависимости от температуры определяются через свойства арматуры при нормальных условиях с использованием коэффициентов m_at или т , учитывающих снижение сопротивления стали при огневом воздействии или после него по формуле:

при нагретом состоянии - R_at=m_atR_a; (13.6)

после нагрева и охлаждения - R =m R_a (13.7)

Значения коэффициентов m_at и m приводятся в табл. 13.9.

13.3.18. Расчетные сопротивления арматуры сжатию определяются с учетом коэффициента снижения прочности по формулам:

для стержневой горячекатаной гладкой арматуры

= ; (13.8)

для арматуры периодического профиля

= , (13.9)

где t_a - температура нагрева арматуры.

Модуль упругости арматурных сталей с учетом его коэффициента снижения b_a определяют по формуле

E_at=b_aE_a. (13.10)

где E_a - модуль упругости для соответствующих классов арматуры при нормальной температуре.

Таблица 13.7

Значения коэффициентов, и , учитывающих снижение сопротивления бетона сжатию в зависимости от температуры

Вид бетона	Преднагружение бетона при нагреве	Температура нагрева, °С
Тяжелый бетон на гранитном щебне	-	0,95 0,88	0,88 0,8	0,8 0,8	0,7 0,78	0,6 0,7	0,45 0,5	0,25 0,15	0,1 0,05
	0,3	0,93 0,98	0,85 0,85	0,85 0,82	0,8 0,85	0,74 0,77	0,55 0,6	0,3 0,2	0,1 0,05
Тяжелый бетон на известняковом щебне	-	0,98 0,9	0,87 0,84	0,87 0,78	0,9 0,74	0,8 0,64	0,65 0,44	0,4 0,424	0,15 0,05
	0,3	1 0,95	1 0,9	1 0,85	0,98 0,78	0,94 0,68	0,84 0,54	0,54 0,32	0,2 0,1
Керамзитобетон	-	1,04	1,06	0,98	0,9 0,95	0,75 0,7	0,64 0,6	0,54 0,5	0,25 0,15
	0,3	1,02 1,05	1,06 1,1	1,08 1,15	1,06 1,1	0,94	0,88 0,85	0,7 0,65	0,33 0,2
Примечания: 1. Над чертой указаны значения коэффициента для нагретого бетона, под чертой - для охлажденного до нормальной температуры. 2. Прочность охлажденного бетона по истечении 30 сут. после нагрева снижается дополнительно на 10 %. 3. При нормальной температуре (20 °С) значения коэффициентов условий работы равны 1, после нагрева до 900 °С - нулю.

Усредненные значения b_a в диапазоне температур 20-700 °С определяют по формуле

b_a=1-0.05×10^-2t_a. (13.11)

Таблица 13.8.

Значения коэффициента b_б в зависимости от температуры

Вид заполнителя для бетона	Преднапряжение в процессе нагрева	Температура нагрева, °С
Керамзит	-	0,92	0,78	0,68	0,6	0,5	0,38
	0,2	0,96	0,83	0,77	0,64	0,53	0,43
	0,3	0,98	0,88	0,8	0,65	0,6	0,5
	0,5	0,97	0,93	0,78	0,64	0,5	-
Известняк	Без предварительного нагружения	0,9	0,7	0,55	0,4	0,25	0,1
Гранит	0,8	0,65	0,45	0,3	0,15	0,05
Диабаз		0,9	0,7	0,45	0,35	0,2	0,07
Песчаник		0,9	0,6	0,4	0,25	0,1	0,05

Таблица 13.9

Значения коэффициентов m_at, и m в зависимости от температуры нагрева

Класс и марка арматуры	Расчетное сопротивление растяжению	Температура нагрева, °С
Стержневая горячекатаная периодического профиля класса А-IV марки 80С		1	1	1	0,97 0,94	0,64 0,78	0,35 0,66	0,1 0,6
То же, марки 30ХГ2С		1	1 1,03	1 1,01	1 0,98	0,66 0,94	0,35 0,86	0,14 0,73
То же, класса А-III марки 25Г2С		1	1 1,2	1 1,25	1 1,25	0,84 1,2	0,47 1,05	0,17 0,85
То же, класса А-II марки Ст5		1	1	1	1	0,76	0,36	0,16
Обыкновенная арматурная проволока Æ6 мм класса В-I		1 1,03	0,99 1,05	0,97 1,02	0,82 0,98	0,53 0,9	0,22 0,7	0,08 0,6
Высокопрочная арматурная проволока Æ2-3 мм класса ВII		0,99 1,02	0,96	0,78 0,95	0,55 0,84	0,34 0,7	0,16 0,5	0,05 0,4
Примечания: 1. Над чертой указаны значения коэффициента mat для арматуры в нагретом состоянии, под чертой - m , после нагрева и последующего охлаждения. 2. Значения коэффициентов для горячекатаной стали класса А-I марок Ст0 и Ст3 принимают как для стали класса А-II марки Ст5.

13.3.19. Остаточная несущая способность конструкций определяется с учетом требований СНиП 2.03.01-84* и СНиП 2.03.04-84, с учетом изменений свойств бетона и арматуры под действием температуры при пожаре.

Пригодность железобетонных конструкций к дальнейшей эксплуатации, ремонту и усилению устанавливается в зависимости от предела снижения их несущей способности. Допустимые пределы снижения прочности железобетонных конструкций в зависимости от капитальности здания приводятся в табл. 13.10.

После огневого воздействия необратимые деформации арматурных сталей являются причиной появления остаточных прогибов железобетонных конструкций. В преднапряженных элементах они вызывают дополнительно необратимую потерю жесткости.

Таблица 13.10