Анализ огнестойкости балки

Обозначение балок покрытия здания:

Характеристика БСП6-1-4АIII

• БСП - тип конструкции балки;

• 6 – номинальный пролет балки в метрах;

• 1 – тип сечения (1- тавр, 2- двутавр);

• 4 -несущая способность балки;

• АIII – класс продольной арматуры;

 

Характеристика 2БДР12-5к7

• 2-типоразмер балки;

• БДР- балка двускатная решетчатая;

• 12-длина балки(м);

• 5-порядковый номер балки по несущей способности;

• к7-класс напрягаемой арматуры;

Бетонная смесь состоит из следующих компонентов: минерально-вяжущие вещества, природный обломочный материал, вода.

Нормативные и расчетные характеристики по бетонной смеси определяются исходя от класса бетона по прочности на сжатие и марки бетона. Марка бетона в конструкции составляет М250, класс бетона по прочности на сжатие В40.

Характеристики материалов рассматриваются исходя от состояния предельных групп.

Предельное состояние — состояние конструкции (сооружения), при котором она перестаёт удовлетворять эксплуатационным требованиям, то есть либо теряет способность сопротивляться внешним воздействиям, либо получает недопустимую деформацию или местное повреждение. Дальнейшая эксплуатация такой конструкции недопустима или нецелесообразна.

Предельные состояния сооружений по степени возможных последствий подразделяют следующим образом:

• первая группа — состояния, при которых происходит исчерпание несущей способности (прочность, устойчивость или выносливость) сооружений при соответствующих комбинациях нагрузок, которые могут также сопровождаться разрушениями любого вида (вязкое, усталостное, хрупкое), превращением системы в механизм, образованием трещин, цепи пластических шарниров и др.

• вторая группа — состояния, при которых нарушается нормальная эксплуатация сооружений или исчерпывается ресурс их долговечности вследствие появления недопустимых деформаций, колебаний и иных нарушений, требующих временной приостановки эксплуатации сооружения и выполнения его ремонта.

Выделяют также следующие группы предельных состояний:

•  аварийное предельное состояние, соответствующее разрушению сооружений при аварийных воздействиях и ситуациях с катастрофическими последствиями;

• устанавливаемые в нормах или заданиях на проектирование другие предельные состояния, затрудняющие нормальную эксплуатацию строительных объектов.

Таблица 1.2.1Нормативные сопротивления бетона Rbn и Rtn, и расчетные сопротивления бетона для предельных состояний второй группы Rb ser и Rbt,ser, МПа, в зависимости от класса бетона по прочности

Вид сопротивления	бетон	Класс бетона по прочности на сжатие В40
Сжатие осевое Rbn и Rb,ser	Тяжелый мелкозернистый	29
Растяжение осевое  Rbtn и Rbt,ser	тяжелый	2,1

 

 

Таблица 1.2.2 Расчетные сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rb и Rbt,МПа, в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие

Вид сопротивления	бетон	Класс бетона по прочности на сжатие В40
Сжатие осевое Rb	Тяжелый мелкозернистый	22
Растяжение осевое  Rbt	тяжелый	1,4

 

 

Нормативные и расчетные характеристики по арматуре

Класс арматуры подбираем исходя от назначения конструкции.

Арматура - стальные стержни, которые соединены между собой для использования совместно с бетоном. Функция арматуры воспринимать растягивающие напряжения или наоборот усиливать бетон в сжатой зоне.

Арматуру делят на следующие виды: жёсткие (прокатные двутавры, швеллеры, уголки) и гибкие (отдельные стержни гладкого и периодического профиля, а также сварные или вязаные сетки и каркасы). Арматурные стержни изготавливают из различных материалов. Самый распространенный - это сталь. Также арматура может быть стеклопластиковой или древесного происхождения. 
Арматура делиться по назначению на: рабочую, распределительную, конструктивную, анкерную, монтажную. 
По ориентации арматуры в конструкции выделяют два вида: поперечную и продольную. Поперечная арматура предназначена для препятствия образованию напряжений в горизонтальной плоскости бетона. А продольная арматура предназначена для препятствия образованию напряжений в вертикальной плоскости бетона.

Для рассмотрения конструкции основное количество рабочих стержней изготовлено из стали класса АII.

Таблица 1.2.3 Нормативные сопротивления арматуры Rsn и расчетные сопротивления для второй группы предельных состояний Rs,ser

Вид и класс стали	Нормативное Rsn и расчетное Rs , ser Сопротивление растяжению, МПа
Горячекатаная периодического профиля AII	295

 

 

Таблица 1.2.4 Расчетные сопротивления арматуры Rs для первой группы предельных состояний.

 

 

 

 

 

 

Вид и класс стали	Расчетные сопротивления арматуры для первой группы предельных состояний Rs, МПа
	Растянутой		Сжатой Rsc
	Продольной Rs	Поперечной Rsw
Горячекатанная периодического профиля классов AII	280	225	280

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Сбор нагрузок на  конструкцию 

Внешние воздействия на сооружения и конструкции состоят из постоянных нагрузок от веса конструкций и временных нагрузок, от веса оборудования и людей (полезной нагрузки), снеговой нагрузки, давления ветра, температурных и других воздействий.

Нагрузки от веса конструкций, а также установленные нормами величины полезной нагрузки, снеговой нагрузки, давления ветра и других внешних воздействий, которые могут иметь место при нормальной эксплуатации сооружения или оснований фундаментов, называются нормативными нагрузками.

Коэффициенты, учитывающие изменчивость нагрузок, в результате которой возникает возможность превышения их величин по сравнению с нормативными нагрузками, называются коэффициентами  перегрузки (п).

Расчетные нагрузки представляют собой произведения нормативных нагрузок на коэффициенты перегрузки.

Все воздействия (силовые, температурные и пр.), в зависимости от вероятности их появления при работе сооружения, учитываются в следующих расчетных сочетаниях:

• Основные сочетания, которые для промышленных и гражданских зданий включают постоянно действующие нагрузки: собственный вес конструкции, полезную нагрузку, нагрузку от транспорта, снеговую нагрузку;

• Дополнительные сочетания, состоящие из нагрузок, входящих в основные сочетания, с добавлением нерегулярно возникающих нагрузок, например от давления ветра или воздействия температуры;

• Особые сочетания, включающие основные сочетания действие ветра и одно особое воздействие, то есть воздействие аварийного характера;

например: сейсмическую нагрузку, нагрузку при разрушении части сооружения и так далее.

 

Определение нагрузок.

Нормативные нагрузки – наибольшие, которые могут действовать на конструкцию при ее нормальной эксплуатации qn, Н/м2.

Расчетные нагрузки – это произведение их нормативных значений на соответствующие коэффициенты надежности по нагрузке, учитывающие возможное отклонение нагрузок в неблагоприятную сторону от их нормативных значений и принимаемые в зависимости от учитываемого предельного состояния qr, Н/м2.

Таблица 2.1.1 Нагрузки от конструкций междуэтажных перекрытий и балок здания

№	Нагрузки	Нормативные нагрузки qn, Н/м2		Коэффициент надежности по нагрузке ﻻf		Расчетная нагрузка qr,Н/м2
1	Гравийная защита δ=15мм, р=2000кг/м3	300		1,3		390
2	4-слоя рубероида на  битумной мастике	150		1,3		195
3	Стяжка цементная δ=30мм, р=1900 кг/м3	570		1,2		684
4	Утеплитель δ=170мм,р=900 кг/м3	1530		1,2		1836
5	Параизоляция из 1-го рубероида	50		1,3		65
6	Сборные железобетонные ребристые плиты с заливкой швов размерами 36 м	1600		1,1		1760
7	Временная нагрузка г.Алматы	500		1,4		700
8	Вес конструкции на 1 м2	1296	1,1		1425,6
9	Полная нагрузка	5996	-		7063,6

 

 

2.2 Статический расчет  балки покрытия 

Статистический расчет конструкции (сооружения) имеет целью, по возможности более точно определить внутренние усилия в характерных сечениях элементов от нагрузок и воздействия .

Инженерные сооружения (здания) представляют собой совокупность конструктивных различных элементов ( стержней, балок, пластин, оболочек, массивных тел), соединенных между собой связями в единое целое.

Расчетная схема сооружения ( конструкции) – это упрощенное идеализированное изображение, отображающее наиболее существенные особенности реального сооружения (конструкции), определяющее его поведение под нагрузкой.        

Рисунок 2.2.1 Расчетная схема конструкции.

 

                                                       , где

l0 - расчетная длина конструкции, м

l - длина конструкции, м

    а3 - величина зазора, для балок равная, 0,03м

lon - равна 0,25м

 

Определение изгибающих моментов и нормативных сил конструкций.

Нагрузки на 1 погонный метр определяется умножение нормативных и расчетных нагрузок на шаг колонн.

qn=Σ qn * вб= 5996*6=35976 Н/м

qr=Σ qr * вб =7063,6*6=42381,6 Н/м

Усилия в конструкциях М и Q определяются от действий расчетных и нормативных нагрузок.

Изгибающие моменты от действий полных нагрузок равны:

 

 

Максимальная поперечная сила на опорах от действий полных нормативных  и расчетных нагрузок определяются по формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИИ ПО НЕСУЩЕЙ СПОСПОБНОСТИ

3.1 Конструирование конструкции

Метод расчета по предельным состояниям.

Строительные конструкции рассчитывают на силовые воздействия методом предельных состояний, что бы не допустить наступление предельных состояний, при которых конструкция, здания либо сооружение перестаёт удовлетворять заданным требованиям при эксплуатации или воздействии.