Спосіб визначення несучої здатності стиснутих елементів залізобетонних конструкцій в умовах пожежі

Спосіб визначення несучої здатності стиснутих елементів залізобетонних конструкцій в умовах пожежі, що використовує випробування бетонних зразків при одночасному нагріванні і стисканні, що реалізується на установці, що містить муфельну піч та гідравлічний домкрат, який відрізняється тим, що суцільний циліндричний бетонний зразок, що моделює певний шар елемента конструкції, нагрівають у відповідності до режиму, попередньо розрахованого для прогріву цього шару елемента за стандартною температурною кривою пожежі, і одночасно стискають із навантаженням, що відповідає напруженню у шарах елемента за розрахунковою схемою конструкції, протягом часу, який визначається межею вогнестійкості, що вимагається, у разі руйнування зразка випробування припиняють, зразки, що не зруйнувалися, випробують на стискання на розривній машині або випробувальному пресі і розраховують залишкову несучу здатність елемента за отриманими даними. UA (21) a200607816 (22) 12.07.2006 (24) 25.02.2009 (46) 25.02.2009, Бюл.№ 4, 2009 р. (72) ПОЗДЄЄВ СЕРГІЙ ВАЛЕРІЙОВИЧ, UA, НЕКОРА ОЛЬГА ВАЛЕРІЇВН А, U A, ПОЗДЄЄВ АНДРІЙ ВАЛЕРІЙОВИЧ, UA, ВІТЬКО МАРИН А МИКОЛАЇВНА, U A (73) ПОЗДЄЄВ СЕРГІЙ ВАЛЕРІЙОВИЧ, U A, ЧЕРКАСЬКИЙ ІНСТИТУТ ПОЖЕЖНОЇ БЕЗПЕКИ ІМ. ГЕРОЇВ ЧОРНОБИЛЯ МНС УКРАЇНИ, U A (56) RU 2281482 C2, 8 G01N 25/50, 10.08.2006 RU 2282848 C2, 8 G01N 25/50, 27.08.2006 RU 2161793 C2, 7 G01N 25/50, 10.01.2001 SU 697877, 2 G01N 3/60, 18.11.1979 SU 1293600 A1, 4 G01N 25/00, 28.02.1987 Бушуев В.П., Пчелинцев В.А. и др. Огнестойкость зданий. - М.: Издательство министерства коммунального хозяйства РСФСР, 1963. - С. 66-72 Олимпиев В.Г., Зенков Н.И., Сорокин А.Н. Исследование прочности и деформативности легкого бетона при высоких температурах // Огнестойкость C2 2 (19) 1 3 85695 жею вогнестійкості і припиняють у разі руйнації зразка. Зразки, що не зруйнувалися підлягають випробуванню на стискання на розривній машині чи пресові. Відповідність необхідному ступеню вогнестійкості визначають за максимальною стискальною силою, що може витримати частина перерізу, яку моделюють незруйновані зразки, на основі їх випробувань. Запропонований спосіб відрізняється тим, що переріз стиснутого залізобетонного елементу конструкції розділяють на окремі ділянки, які моделюються суцільними бетонними циліндричними зразками. Всі або вибіркові зразки підлягають комбінованій дії нагрівання та стискання на спеціальній установці, що використовується у відомому способі. Несуча здатність елементу визначається за результатами механічних випробувань зразків, які не зруйнувалися, на стискання. Кожна з вказаних відмінних ознак є необхідною, а всі разом - достатніми для досягнення технічного результату. Технічним результатом винаходу є спрощення реалізації і зниження вартості експериментальних методів визначення ступеня вогнестійкості стиснутих елементів залізобетонних конструкцій. Винахід пояснюється кресленням, де - на Фіг.1 схематично представлена установка для здійснення комбінованої дії нагрівання та стискання; - на Фіг.2 подана схема дискретизації перерізу залізобетонної колони; - на Фіг.3 подані температурні криві режимів прогріву середини бетонних зразків для випробування; - на Фіг.4 поданий розподіл меж міцності по перерізу колони за даними механічних випробувань на стискання після нагріву. Для реалізації способу необхідна наявність такого обладнання: установка для випробування, що зображена на Фіг.1 із бетонним зразком 1, яка містить ніхромову спіраль 2, асбесто-шамотну засипку 3, асбестову тканину 4, стальний муфель 5, вогнетривку камеру 6, кришку 1, кожух пічки 8, шарнірну губку преса 9, основу 10; малогабаритний гідравлічний прес; розривна машина чи гідравлічний прес для механічних випробувань. Для здійснення способу необхідно виконати такі процедури. Накладаючи сітку на переріз елемента, розрахува ти режими нагріву середини зразків для випробувань за рівнянням теплопровідності Фур'є, що відповідає прогріву стисн утого елемента за стандартною температурною кривою пожежі. Виготовити зразки 1 (див. Фіг.1) для випробувань, відповідно до матеріалу елемента конструкції. Послідовно випробувати їх на установці. Провести випробування зразків, які не зруйнувалися, і визначити їх механічні характеристики. За визначе 4 ними характеристиками випробуваних зразків визначити ступень вогнестійкості елемента за несучою здатністю. Можливість здійснення способу підтверджується приведеним нижче прикладом. У результаті натурних вогневих випробувань залізобетонної центрально стиснутої колони 400x4 00 довжиною 3 м з важкого бетону на гранітному заповнювачі із арматурою класу А-ІІІ зі сталі 25Г2С і захисним шаром покриття 50 мм отримані температурні криві, подані на Фіг.3. Дані криві використовуються для режимів прогріву середини дослідних зразків, що моделюють внутрішні шари колони, згідно із схемою дискретизації на Фіг.2. За допомогою розв'язку оберненої задачі теплопровідності були підібрані режими прогріву камери пічки. Для проведення експериментів за допомогою бетонних зразків достатньо змоделювати восьму частину перерізу колони усилу симетрії перерізу та обігріву колони. Згідно із схемою дискретизації на Фіг.2 достатньо провести дослідження 10-ти елементів перерізу. Для достовірності експерименту кожний елемент моделюється трьома зразками. Після проведення випробувань зразків в установці, показаній на Фіг.1, та випробувань на стискання за допомогою розривної машини отримані їх межі міцності як середні значення для результатів випробувань кожного з трьох зразків, що моделюють певний елемент перерізу. Міцності внутрішніх шарів перерізу колони показані на Фіг.4. Для зразків, які зруйнувалися, вважається що межа міцності має нульове значення. Колона закріплена шарнірно з обох кінців, значить несуча здатність колони визначається за максимальною стискальною силою, що може бути визначена за формулою: N = å RiDF + g aRaFa i де Ri - межа міцності i-го зразка, DF – площа елементу, на які розбивається переріз, γa - коефіцієнт зниження нормативного опору арматури, Ra нормативний опір поздовжньої арматури. Fа площа перерізу поздовжньої арматури. Величини Ra=400МПа, gа=0,3, Fa=3,14×10-4м 2 [див. Бушев В.П., Пчелинцев Β.Α., Федоренко B.C., Яковлев А.И. Огнестойкость зданий / Под общ. ред. Β.Α. Пчелинцева. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1970. - 262с.]. Максимальна стискальна сила, визначена за формулою (1), дорівнює Ν=1,53ΜΗ. У даному випадку стискальне навантаження було меншим за максимальну стискальну силу і колона на даному етапі випробувань не повинна була зруйнуватися, що і підтвердив експеримент. 5 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 85695 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601