Материал: Бетон повышенной термостойкости для огнестойких железобетонных изделий. Перцев В.Т., Загоруйко Т.В

4.2.2.Расчет предела огнестойкости железобетонной плиты

сприменением огнезащитного покрытия повышенной термостойкости

сразличной толщиной слоя

Расчет предела огнестойкости железобетонной плиты с применением огнезащитного покрытия повышенной термостойкости

толщиной слоя 0,01 м

Исходные данные см. п. 4.2.1.

Характеристики огнезащитного покрытия: толщина наносимого слоя δ1 = 0,01 м; коэффициент теплопроводности λ = 0,22 Вт/м·ºС.

1.Расчетным методом определяли предел огнестойкости железобетонной плиты перекрытия по признаку R – потере несущей способности, а также эффективность огнезащитного композиционного бетона повышенной термостойкости при толщине наносимого слоя 0,01 м.

2.Коэффициент условий работы при пожаре γ s .T , растянутой арматуры

железобетонной плиты равен γ s .T = 0,7.

3.Критическая температура прогрева растянутой арматуры tscr = 483 oC.

4.Предел огнестойкости железобетонной плиты по признаку «R» с учетом огнезащитного покрытия повышенной термостойкости рассчитывался с

учетом теплофизических характеристик огнезащитного покрытия ρ = 1200 кг/м3, λ = 0,22 Вт/м·ºС, приведенный коэффициент температуропроводности прогреваемого покрытия, поправочные коэффициенты при плотности бетона повышенной термостойкости φ1 = 0,55; φ2 = 0,85.

Предел огнестойкости железобетонной плиты по потере несущей способности с применением огнезащитного покрытия толщиной δ1 = 0,01м равен

81

Расчет предела огнестойкости железобетонной плиты с применением огнезащитного покрытия повышенной термостойкости

толщиной слоя 0,015 м

Исходные данные см. п. 4.2.1.

Характеристики огнезащитного покрытия: толщина наносимого слоя δ2 = 0,015 м; коэффициент теплопроводности λ = 0,22 Вт/м·ºС.

1.Расчетным методом определялся предел огнестойкости железобетонной плиты перекрытия по признаку R – потере несущей способности, а также эффективность огнезащитного композиционного бетона повышенной термостойкости при толщине наносимого огнезащитного слоя 0,015 м.

2.Коэффициент условий работы при пожаре γ s .T растянутой арматуры

железобетонной плиты равен γ s .T =0,7.

3.Критическая температура прогрева растянутой арматуры tscr = 483 oC.

4.Предел огнестойкости железобетонной плиты по признаку «R» с учетом огнезащитного покрытия повышенной термостойкости рассчитывался с

учетом теплофизических характеристик огнезащитного покрытия ρ = 1200 кг/м3, λ = 0,22 Вт/м·ºС, приведенный коэффициент температуропроводности прогреваемого покрытия, поправочные коэффициенты при плотности бетона повышенной термостойкости φ1 = 0,55; φ2 = 0,85.

Тогда предел огнестойкости железобетонной плиты по потере несущей способности с учетом огнезащитного покрытия равен

Расчет предела огнестойкости железобетонной плиты с применением огнезащитного покрытия повышенной термостойкости

толщиной слоя 0,02 м

Исходные данные см. п. 4.2.1 Характеристики огнезащитного покрытия: толщина наносимого слоя

δ3 = 0,02 м; коэффициент теплопроводности λ = 0,22 Вт/м·ºС.

Расчетным методом определялся предел огнестойкости железобетонной плиты перекрытия по признаку R – потере несущей способности, а также эффективность огнезащитного композиционного бетона повышенной термостойкости при толщине наносимого огнезащитного слоя 0,02 м.

1. Расчетная схема определения предела огнестойкости, на которой обозначены план-схема воздействия пожара на плиту, ее геометрические характеристики, кривая изменения температуры в толще плиты и толщина наносимого огнезащитного покрытия, приведены на рис. 4.10.

82

Рис. 4.10. Расчетная схема для определения предела огнестойкости вариатропной конструкции железобетонной плиты перекрытия с огнезащитным покрытием повышенной термостойкости толщиной 0,02 м

2.Коэффициент условий работы при пожаре γ sT растянутой арматуры железобетонной плиты равен γ sT = 0,7.

3.Критическая температура прогрева растянутой арматуры tscr = 483 oC.

4.Предел огнестойкости железобетонной плиты по признаку «R» с учетом огнезащитного покрытия повышенной термостойкости рассчитывался сучетом теплофизических характеристик огнезащитного покрытия ρ = 1200 кг/м3,

λ= 0,22 Вт/м·ºС, приведенный коэффициент температуропроводности прогреваемого покрытия, поправочные коэффициенты при плотности бетона повы-

шенной термостойкости φ1 = 0,55; φ2 = 0,85.

Тогда предел огнестойкости железобетонной плиты по потере несущей способности с учетом огнезащитного покрытия равен

Расчет предела огнестойкости железобетонной плиты с применением огнезащитного покрытия повышенной термостойкости

толщиной слоя 0,04 м

Исходные данные см. п. 4.2.1.

Характеристики огнезащитного покрытия: толщина наносимого слоя δ4 = 0,04 м; коэффициент теплопроводности λ = 0,22 Вт/м·ºС.

Расчетным методом определяли предел огнестойкости железобетонной плиты перекрытия по признаку R – потере несущей способности, а также эф-

83

фективность огнезащитного композиционного бетона повышенной термостойкости при толщине наносимого огнезащитного слоя 0,04 м.

1. Расчетная схема определения предела огнестойкости, на которой обозначены план-схема воздействия пожара на плиту, ее геометрические характеристики, кривая изменения температуры в толще плиты и толщина наносимого огнезащитного покрытия, приведены на рис. 4.11.

Рис. 4.11. Расчетная схема для определения предела огнестойкости вариатропной конструкции железобетонной плиты перекрытия

согнезащитным покрытием повышенной термостойкости толщиной 0,04 м

2.Коэффициент условий работы при пожаре γ sT растянутой арматуры железобетонной плиты равен γ sT = 0,7.

3.Критическая температура прогрева растянутой арматуры tscr = 483 oC.

4.Предел огнестойкости железобетонной плиты по признаку «R» с уче-

том огнезащитного покрытия повышенной термостойкости рассчитывался с учетом теплофизических характеристик огнезащитного покрытия ρ = 1200 кг/м3, λ=0,22 Вт/м·ºС, приведенный коэффициент температуропроводности прогреваемого покрытия, поправочные коэффициенты при плотности термостойкого бетона примем φ1 = 0,55; φ2 = 0,85.

Тогда предел огнестойкости железобетонной плиты по потере несущей способности с учетом огнезащитного покрытия равен

Результаты расчетов предела огнестойкости вариатропной плиты со слоем бетона повышенной термостойкости приведены в табл. 4.7.

84

Таблица 4.7

3ависимость фактического предела огнестойкости вариатропной конструкции по результатам расчетов от толщины защитного слоя

бетона повышенной термостойкости

Установлено, что предел огнестойкости железобетонной плиты по потере несущей способности без огнезащиты составил 64 мин; с применением слоя бетона повышенной термостойкости толщиной 0,01 м увеличился в 2,2 раза и составил 145 мин, с увеличением слоя бетона до 0,015 м – в 2,6 раза и составил 170 мин; при толщине слоя бетона 0,02 м отмечено увеличение предела огнестойкости более чем в 3 раза, и он составил 194 мин; а при толщине 0,04 м – более чем в 5 раз и предел огнестойкости составил 342 мин.

Полученные расчетным методом результаты показали возможность обеспечения требуемых пределов огнестойкости железобетонных конструкций за счет применения вариатропных изделий, в которых слой из бетона повышенной термостойкости выполняет огнезащитную функцию, и соблюдения требований пожарной безопасности по огнестойкости для зданий, имеющих разные функциональные зоны. Например, согласно СП 4.13130.2013 [8] встраиваемые подземные автостоянки должны отделяться от этажей жилых и общественных зданий противопожарными стенами и перекрытиями 1-го типа, требуемый предел огнестойкости которых согласно ФЗ № 123 [7] должен составлять REI 150. Кроме того, согласно ФЗ № 123, ст. 35 [7] предел огнестойкости строительных конструкций нормируется до 360 мин.

Применение таких конструкций целесообразно в зданиях повышенной этажности, на специальных объектах, таких как атомные электростанции и т.п.

Таким образом, расчетным методом подтверждено, что применение разработанного состава бетона и технология его использования в вариатропных изделиях позволили повысить пределы огнестойкости несущих конструкций зданий до требуемых нормируемых значений. В случае возникновения пожара это существенно повышает безопасность эвакуации людей и работы пожарных расчетов под воздействием открытого пламени и высоких температур.

Данные расчеты с достаточной высокой достоверностью могут быть реализованы и для других конструкций, таких как элементы тоннелей, кабельных каналов и т.п.

85