esy,0
|
Діапазон |
Напруження а (0) |
Модуль пружності |
||
|
Esp,0 |
еЕз,0 |
ES,0 |
||
|
Esp,G < Е - Esy,0 |
fsp.e -с + (Ь/а)[а2 -(е5Уіє -є)2]°'5 |
b(Esy,0 -E) |
||
|
a |
a2 -(e-Esy.o)2 |
0,5 |
||
|
Esy,0 - Е - Esf,6 |
4у,0 |
0 |
||
|
est,0 - E - Esu,0 |
4у,0 П~(Е -Esf,0)/(Esu,0 _Esf,0 )l |
- |
||
|
E = Esu,0 |
0,00 |
- |
||
|
Параметр*) |
Esp,0 ~^sp,o/^s,e Esy,0 — 0>02 0 0,15 esu g 0,20 Клас А армування: е^ 0 = 0,05 esu0 = 0,10 |
|||
|
Функції |
a = (Esy,0 ~Esp,0)(Esy,0 — Esp,0 +c/Es,e) > = C(Esy,0 —esp,o)Es,0 +C ’ ~ fsp.e) c (Esy,0 “Esp,0)Es,0 -2(^y,e -4p.e) |
|||
|
*) Значення параметрів єріе та ери е для попередньо напруженої арматури можна взяти з таблиці В.З. |
||||
СУ
4p,0
Esp,0
Esu,0
Рисунок 6.3 - Математична модель діаграми "напруження-деформація" для ненапруженої
та попередньо напруженої арматури за підвищених температур
(познака для попередньо напруженої арматури "р" замість "s")
Значення параметрів в 6.2.3.2 для гарячекатаної і холоднодеформованої арматури за підвищених температур наведені в таблиці Б.2. Для проміжних значень температури застосовується лінійна інтерполяція.
Діаграма "напруження-деформація" також застосовується для арматури при стиску.
Для теплових впливів згідно з 5.2 ДБН В.1.2-7 (моделювання реальної пожежі), особливо якщо враховується низхідна температурна ділянка графіка, застосовуються значення, визначені в таблиці Б.2 для діаграми "напруження-деформація" арматури, як досить точні.
Попередньо напружена арматура
Міцність і деформативність попередньо напруженої арматури за підвищених температур визначають за допомогою математичних моделей, що зазначені в 6.2.3 для ненапруженої арматури.
Значення параметрів для холоднодеформованої (дріт і канати) та термомеханічно зміцненої попередньо напруженої (стрижні) арматури за підвищених температур виражені як fpy,e/^fpk)> fpp.e/ftfpk)’ Е *р,в/Ер’ EPt.e> Ери,в- Значення коефіцієнта р наведені на вибір між класами А і В.
Для класу А коефіцієнт р визначають за формулою (див. таблицю Б.З):
Eud їрйЛк/Ер
; 7с
х р 0,1 Аг/Ер у
fpk ~ ^рО,1/с f f
'рк у 'рк
де визначення та значення для Еик, fpQ/ik, fpk та Ер за нормальних температур наведені в розділі З ДСТУ Б В.2.6-156. ’
Для теплових впливів згідно з 5.2 ДБН В.1.2-7 (моделювання реальної пожежі), особливо якщо враховують низхідну температурну ділянку графіка, як досить точні використовують значення діаграми "напруження-деформація" для попередньо напруженої арматури, що визначені в Є.2.4.2.
Теплофізичні властивості бетону на силікатному і карбонатному заповнювачах
Температурне розширення
Температурну деформацію ес (9) бетону визначають за температур, починаючиз20 °С: Бетон на силікатному заповнювачі:
е
для 20 °С < 9 < 700 °С;
для 700 °С<9<1200 “С;
для 20 °С < 9 < 805 °С;
для 805 °С<9<1200 °С,
с(9) =-1,8x10^ +9х10’69+2,Зх10’1193ес(9) =14хЮ“3
Бетон на карбонатному заповнювачі:
ес(9) =-1,2x10^ +6х10’69+1,4хЮ“1193
ес(9) = 12хЮ"3
де 9 - температура бетону, °С.
Графік залежності температурного розширення від температури наведено на рисунку 6.4.
Питома теплоємність
Питома теплоємність ср(0) бетону в сухому стані (и = 0 %) визначається як:
с
20 °С < 0 < 100 °С;
100 °С<0 <200 °С;
200 °С<0<4ОО °С;
400 °С< 0 < 1200 °С,
р(0) = 900 Дж/(кгК)ср (0) = 900 + (0 - 100) Дж/(кг • К)
Ср (0) = 1000 + (0 - 200)72 Дж/(кг • К)
Ср (0) = 1100 Дж/(кг • К) де 0 - температура бетону, °С;
Ср(0), кДж/(кг-К) - відображена на рисунку 6.5а.
Якщо вологість не враховується в методі розрахунку, залежність, наведена для питомої теплоємності для силікатного і карбонатного заповнювачів, моделюється постійним значеннями ср.реак PJ™ температурного інтервалу від 100 °С до 115 °С з лінійним зменшенням за температури від 115 °С до 200 °С:
Сррва/Г = 900 Дж/(кг - К) для вологості більше 0 %;
Cppgafc = 1470 Дж/(кг- К) для вологості більше 1,5 %;
Cppeafc = 2020 Дж/(кг • К) для вологості більше 3 %.
Під час подальшого нагрівання встановлюється лінійна залежність між (115 °С, сррвдк) та (200 °С, 1000 Дж/(кг °К)). Для іншого значення вологості прийнятна лінійна інтерполяція. Пікові значення питомої теплоємності наведені на рисунку 6.5а.
Зміна густини від температури залежить від втрати води і визначається:
р
для 20 °С<0<115°С;
для 115 °С<0 <200 °С;
для 200 °С<0<4ОО °С;
для 200 °С<0<4ОО °С.
(0) = р(2О °С)р(0) = р(2О °С)х(1 - 0,02 (0- 115)/85)
р(0) = р (20 °С) х (0,98 - 0,03 (0 - 200)/200)
р(0) = р (20 °С) х (0,95 - 0,07 (0 - 400)7800)
Зміна об’ємної теплоємності cv(0) (добуток р(0) та ср(0)) наведено на рисунку 6.56 для бетону з вологістю 3 % та густиною 2300 кг/м3.
а
a - залежність питомої теплоємності ср(0) бетону на силікатному заповнювачі із вологістю и 0, 1,5 та 3 % від температури; б - залежність об’ємної теплоємності cv(0) бетону на силікатному заповнювачі із вологістю и = 3 % та густиною більше 2300 кг/м3 від температури
Рисунок 6.5 - Питома та об’ємна теплоємності
Теплопровідність
Теплопровідність Хс бетону визначається з інтервалу між нижнім та верхнім граничними значеннями, наведеними в 6.3.3.2.
Примітка 1. Значення теплопровідності встановлюються в діапазоні, визначеному нижньою та верхньою межею.
Примітка 2. Додаток А застосовується для нижньої межі. Решта пунктів цього стандарту незалежні від вибору теплопровідності.
Верхню межу теплопровідності Хс бетону визначають:
Хс = 2 - 0,2451 (0/100) + 0,0107 (0/100)12, Вт/(м К) для 20 °С < 0 < 1200 °С.
Нижню межу теплопровідності Хс бетону визначають:
Хс = 1,36-0,136 (0/100) + 0,0057 (0/100)2, Вт/(м К) для 20 °С < 0 < 1200 °С, де 0 - температура бетону.
Зміну верхньої та нижньої межі теплопровідності залежно від температури наведено на рисунку 6.6.
Теплофізичні властивості ненапруженої і попередньо напруженої арматури
Температурне видовження сталі М/1 для всіх видів конструкційної та арматурної сталі визначають так:
Д/// =-2,416-10^ + 1,2-Ю-5-0а+0.4-10-8-0а для 20 °С < Єа < 750 °С,
М/1 = 11 • 10"3 для 750 °С < 0а < 860 °С,
М/1 = -6,2 • 10-3 + 2 • 10"5- Єа для 860 °С < Єа < 1200 °С,
де І - довжина сталевого елемента за температури 20 °С;
М/1 - температурне видовження сталевого елемента;
0а - температура сталі.
Залежність температурного видовження від температури показана на рисунку 6.7.
Рисунок 6.7 - Залежність температурного видовження сталі від температури
У спрощених розрахункових моделях (див. 7.2) залежність температурного видовження від температури сталі вважається лінійною. У цьому випадку видовження сталі визначають за формулою:
Д
(6.3)
///=14Ю“6(0а -20).Питома теплоємність сталі са, для всіх видів конструкційної та арматурної сталі визначають за формулою:
са = 425 + 7,73 • 10"1 • 0а - 1,69 • 10"3 ■ 0 2 + 2,22 ■ 10-6 • 0 3, Дж/(кг • К) для 20 °С < 0а < 600 °С,
с
са
ґ 13002 ї
А "738,
Дж/(кг-К)
для 600 °С<0а <735 °С,
са
= 545 +
17820
—
0а -731
Дж/(кгК)
для 735°С<0а <900 °С,
для 900 °С < 0а < 1200 °С,
д= 650, Дж/(кг • К)де 0а - температура сталі
.Залежність питомої теплоємності від температури показана на рисунку 6.8.
У спрощених розрахункових моделях (див. 7.2) питома теплоємність вважається незалежною від температури сталі. У цьому випадку треба брати середнє значення са = 600, Дж/(кг • К).
Питома теплопровідність сталі ка, що дійсна для всіх видів конструкційної та арматурної сталі, визначається так:
Ха = 54 - 3,33 -1О-20а, Вт/(м К) для2О°С<0а < 800 °С,
Ха = 27,3, Вт/(м К) для 800 °С< 0а < 1200 °С,
де 0а - температура сталі.
6.4.8 Залежність питомої теплопровідності від температури показана на рисунку 6.9.
Для спрощених розрахункових моделей (див. 7.2) питома теплопровідність вважається незалежною від температури сталі. В цьому випадку треба брати середнє значення Ха = 45, Вт/(м • К).7 МЕТОДИКА РОЗРАХУНКУ
Загальні положення
Наступні методи розрахунку використовують за умови виконання 5.4.1.2:
конструювання згідно з визнаними проектними рішеннями (табличні дані та результати випробувань, розділ 8);
спрощені методи розрахунку (див. 7.2);
уточнені методи розрахунку (див. 7.3).
Примітка. Рішення щодо використання уточнених методів розрахунку приймає проектувальник.
Крихкому руйнуванню слід запобігати за допомогою відповідних заходів або враховувати вплив крихкого руйнування на відповідні характеристики R (див. 7.5).
Раптове руйнування, що спричинене надмірним видовженням арматури внаслідок нагрівання попередньо напружених конструкцій без зчеплення з бетоном, не допускається.
Якщо габаритні розміри колон та інші умови відрізняються від наведених у розділі 8, для спрощеного та уточненого методів розробляють методики розрахунку, які узгоджують відповідно до вимог 2.10.2 ДБН В. 1.1 -7.
Для уточнених методів розрахунку, що використовують температурні режими пожежі, відмінні від стандартного температурного режиму, розробляють методики розрахунку, які узгоджують відповідно до вимог 2.10.2 ДБН В.1.1-7.
Спрощений метод розрахунку
Загальні положення
Спрощені методи розрахунку поперечного перерізу використовуються для визначення несучої здатності нагрітого поперечного перерізу та порівняння зі значенням навантаження за відповідного сполучення впливів (див. 5.4.2).
Примітка. У додатку В наведено альтернативний метод "Зональний метод" для розрахунку несучої здатності. Така модель може включати впливи другого порядку. Цей метод придатний для колон, що зазнають впливу стандартного температурного режиму і використовують для малих перерізів та гнучких колон, але тільки за стандартного температурного режиму.
Температурні криеі
Температура в залізобетонних колонах, що зазнають вогневого впливу, визначається за результатами випробувань або розрахунків.
Примітка. Температурні криві, що наведені в додатку А, застосовують для визначення температур поперечних перерізів з силікатним заповнювачем за стандартного температурного режиму до максимальної температури у приміщенні. Ці криві застосовують для більшості інших заповнювачів.
Приведений поперечний переріз
Застосовують спрощені методи, що використовують приведений поперечний переріз (див. додаток В).
Зниження міцності
Загальні положення
У цьому розділі наведені значення для зниження характеристичної міцності бетону на стиск, характеристичної міцності на розтяг ненапруженої та попередньо напруженої арматури. Ці значення використовують у спрощених методах розрахунку поперечного перерізу, що наведені у 7.2.3.
Зниження значення міцності, що наведені нижче в 7.2.4.2 та 7.2.4.3, застосовують за температурних режимів, подібних до стандартного температурного режиму, до досягнення максимальної температури.
Альтернативні формулювання для закономірностей зниження характеристичного значення міцності матеріалів використовують, якщо їх значення перебувають у межах експериментальних даних.
Бетон
Зниження характеристичного значення міцності бетону на стиск залежно від температури 0 приймають за таблицею Б.1, колонка 2 для силікатних заповнювачів та колонка 5 для карбонатних заповнювачів (рисунок 7.1).
