RU2161793C2 - Method for determination of fire resistance of flexible reinforced-concrete building constructions - Google Patents

Method for determination of fire resistance of flexible reinforced-concrete building constructions Download PDF

Info

Publication number
RU2161793C2
RU2161793C2 RU99103909A RU99103909A RU2161793C2 RU 2161793 C2 RU2161793 C2 RU 2161793C2 RU 99103909 A RU99103909 A RU 99103909A RU 99103909 A RU99103909 A RU 99103909A RU 2161793 C2 RU2161793 C2 RU 2161793C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
structures
reinforcement
concrete
fire
determined
Prior art date
Application number
RU99103909A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU99103909A (en
Inventor
Н.А. Ильин
М.Б. Пирогов
Original Assignee
Самарская государственная архитектурно-строительная академия
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Самарская государственная архитектурно-строительная академия filed Critical Самарская государственная архитектурно-строительная академия
Priority to RU99103909A priority Critical patent/RU2161793C2/en
Publication of RU99103909A publication Critical patent/RU99103909A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2161793C2 publication Critical patent/RU2161793C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Building Environments (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

FIELD: fire safety. SUBSTANCE: the flexible reinforced-concrete building constructions are subjected to a non-destructive test according to a complex of single quality indices estimating their value with the aid of statistical quality control. To this end, determined are the geometric dimensions of the reinforced- concrete construction, heating system of dangerous sections in the conditions of fire; arrangement of reinforcement in sections, depth of foundation and the degree of its fire protection; density, moisture content and thermal conductivity of concrete; value of proof loads on the reinforced-concrete construction and the degree of stress of the principal reinforcement. The fire-resistance limit of the reinforced concrete constructions is determined by a nomogram. The description of fire resistance of the reinforced-concrete constructions to the thermal effect of a standard fire is presented by a mathematical dependence, which takes into account the degree of fire protection of the reinforcement, degree of its stress and thermal conductivity of concrete, as well as the specific features of reinforcing of the reinforced - concrete construction and the physical wear of it. EFFECT: possibility to determine the fire resistance of reinforced-concrete constructions without actual thermal effect, enhanced truth of statistical quality control and non-destructive tests, reduced economic expenditures. 23 cl, 19 dwg

Description

Изобретение относится к области пожарной безопасности зданий и сооружений, далее - зданий. В частности оно может быть использовано для классификации железобетонных конструкций (ЖБК) зданий по показателям сопротивления их воздействию пожара. Это дает возможность обоснованного использования существующих конструкций с фактическим пределом огнестойкости в зданиях различных категорий по их пожарной и взрывной опасности. The invention relates to the field of fire safety of buildings and structures, further - buildings. In particular, it can be used to classify reinforced concrete structures (reinforced concrete structures) of buildings according to their resistance to fire. This makes it possible to justify the use of existing structures with an actual fire resistance limit in buildings of various categories for their fire and explosive hazard.

Необходимость определения показателей огнестойкости строительных конструкций возникает при реконструкции здания, усилении его конструкций, приведении огнестойкости конструкций здания в соответствие с требованиями современных норм, при проведении экспертизы и восстановлении конструкций после пожара. The need to determine the fire resistance of building structures arises during the reconstruction of a building, strengthening its structures, bringing the fire resistance of building structures in accordance with the requirements of modern standards, during the examination and restoration of structures after a fire.

При реконструкции здания возможно переустройство и перепланировка помещений, изменение их функционального назначения, замена строительных конструкций и оборудования. Это влияет на изменение требуемой огнестойкости здания и его конструкций. During the reconstruction of a building, it is possible to reconstruct and redevelop the premises, change their functional purpose, replace building structures and equipment. This affects the change in the required fire resistance of the building and its structures.

Известен способ определения огнестойкости изгибаемых железобетонных конструкций здания по результатам изучения последствий натурного пожара. Этот способ включает определение положения конструкции в здании, оценку состояния конструкции путем осмотра и измерения, изготовление контрольных образцов бетона и арматуры, определение времени наступления предельного состояния по потере несущей способности конструкции, то есть обрушения в условиях действия внешней нагрузки и теплового воздействия натурного пожара; см. Ильин Н.А. Последствия огневого воздействия на железобетонные конструкции. - М., Стройиздат, 1979, см. с. 34-35; 90 [1]. A known method of determining the fire resistance of flexible concrete structures of a building according to the results of a study of the consequences of a natural fire. This method includes determining the position of the structure in the building, assessing the state of the structure by inspection and measurement, making control samples of concrete and reinforcement, determining the time of the onset of the limiting state by the loss of the bearing capacity of the structure, that is, collapse under the conditions of an external load and the thermal effect of a natural fire; see Ilyin N.A. Consequences of fire on reinforced concrete structures. - M., Stroyizdat, 1979, see p. 34-35; 90 [1].

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе пределы огнестойкости определяют приближенно по результатам исследования последствий прошедшего пожара. Детальное исследование предопределяет длительную работу эксперта. При этом невозможно определить огнестойкость натурных конструкций, имеющих другие размеры и другую внешнюю нагрузку. Затруднительно сопоставление полученных результатов со стандартными огневыми испытаниями аналогичных конструкций. Следовательно, этот способ дорог, имеет малую технологическую возможность к повторным испытаниям, трудоемок и опасен для испытателей. The reasons that impede the achievement of the following technical result when using the known method include the fact that in the known method, the fire resistance limits are determined approximately by the results of a study of the consequences of a past fire. A detailed study determines the long-term work of an expert. At the same time, it is impossible to determine the fire resistance of full-scale structures having other sizes and other external loads. It is difficult to compare the results obtained with standard fire tests of similar designs. Therefore, this method is expensive, has little technological ability to re-test, time-consuming and dangerous for testers.

Известен способ оценки огнестойкости изгибаемых железобетонных конструкций зданий по результатам натурных огневых испытаний фрагмента здания, в котором производят осмотр конструкций, определяют влажность бетона, назначают статическую нагрузку на конструкцию соответственно реальным условиям эксплуатации здания, определяют факторы, влияющие на огнестойкость испытуемой конструкции, и величину предела огнестойкости; см. НПБ 233-97. Здания и фрагменты зданий. Метод натурных огневых испытаний. Общие требования. - М., ВНИИПО, 1997, с. 6-12 [2]. There is a method of evaluating the fire resistance of flexible concrete structures of buildings according to the results of full-scale fire tests of a building fragment in which the structures are inspected, the moisture content of concrete is determined, the static load is assigned to the structure according to the actual operating conditions of the building, the factors affecting the fire resistance of the tested structure are determined, and the fire resistance limit value ; see airbag 233-97. Buildings and fragments of buildings. The method of full-scale fire tests. General requirements. - M., VNIIPO, 1997, p. 6-12 [2].

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе велики экономические затраты на проведение огневых испытаний, наблюдение за состоянием конструкций в условиях экспериментального пожара затруднено и небезопасно, вследствие различий теплового режима опытного и стандартного пожаров затруднено определение истинных значений пределов огнестойкости конструкций, причины разрушения изгибаемых конструкций фрагмента могут быть не установлены вследствие многообразия одновременно действующих факторов пожара. Предельное состояние по огнестойкости изгибаемых конструкций может быть не достигнуто из-за более раннего разрушения сжатых стен фрагмента; см. Огнестойкость зданий. // В.П. Бушев, В.А. Пчелинцев, B.C. Федоренко, А.И. Яковлев. - М., Стройиздат, 1970, с. 252- 256. [3]. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known method include the fact that in the known method there are high economic costs for conducting fire tests, monitoring the state of structures in an experimental fire is difficult and unsafe, due to differences in the thermal regime of the experimental and standard fires determination of the true values of the fire resistance limits of structures, the reasons for the destruction of the bending structures of the fragment may not be valid ovleny due manifold fire simultaneously operating factors. The ultimate state of fire resistance of flexible structures may not be reached due to earlier destruction of the compressed walls of the fragment; see Fire resistance of buildings. // V.P. Bushev, V.A. Pchelintsev, B.C. Fedorenko, A.I. Yakovlev. - M., Stroyizdat, 1970, p. 252-256. [3].

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ определения огнестойкости изгибаемых железобетонных конструкций здания путем испытания, включающего проведение технического осмотра, установление вида бетона и арматуры конструкции, выявление условия ее опирания и крепления, определение времени наступления предельного состояния по признаку потери несущей способности конструкции под нормативной нагрузкой в условиях стандартного теплового воздействия; см. ГОСТ 30247.1-94. The closest method of the same purpose to the claimed invention according to the totality of features is a method for determining the fire resistance of bent reinforced concrete structures of a building by testing, including technical inspection, establishing the type of concrete and reinforcement of the structure, identifying the conditions for its support and fastening, determining the time of occurrence of the ultimate state by the sign of loss load-bearing capacity of the structure under standard load under standard thermal exposure; see GOST 30247.1-94.

Конструкции строительные. Методы испытания на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции. - М., Издательство стандартов, 1995. - 7 c. [4]; - принят за прототип. Building constructions. Fire test methods. Bearing and enclosing structures. - M., Publishing house of standards, 1995. - 7 c. [4]; - adopted as a prototype.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результаты при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в известном способе испытания проводят на образце конструкции, на который воздействуют только постоянные и длительные нагрузки в их расчетных значениях с коэффициентом надежности, равным единице, то есть проектные нормативные нагрузки. Испытания проводят на специальном стендовом оборудовании в огневых печах до разрушения образцов конструкций. Размеры образцов ограничивают в зависимости от проемов стационарных печей. Следовательно, стандартные огневые испытания трудоемки, не эффективны, не безопасны, имеют малые технологические возможности для проверки на опыте различных по размерам и различно нагруженных конструкций, не дают необходимой информации о влиянии единичных показателей качества конструкции на ее огнестойкость. По малому числу испытуемых образцов (2-3 шт) невозможно судить о действительном состоянии конструкций, перекрытия здания. Результаты огневого испытания единичны и не учитывают разнообразия в закреплении концов конструкций, их фактических размеров, физического износа, фактического армирования и схемы обогрева опасного сечения испытуемой конструкции в условиях пожара. Определение огнестойкости железобетонных конструкций по единичному показателю качества, например, по толщине защитного слоя бетона, как правило, недооценивает пригодность эксплуатации конструкции в здании заданной степени огнестойкости. Экономические затраты на проведение испытаний возрастают за счет расходов на демонтаж конструкции, транспортирование к месту установки нагревательных печей и на создание в них стандартного теплового режима. The reasons that impede the achievement of the following technical results when using the known method adopted for the prototype include the fact that in the known method, the tests are carried out on a design sample that is exposed to only constant and continuous loads in their calculated values with a reliability coefficient equal to one, i.e. design regulatory loads. Tests are carried out on special bench equipment in fire furnaces until the destruction of structural samples. The size of the samples is limited depending on the openings of stationary furnaces. Therefore, standard fire tests are time-consuming, not effective, not safe, have little technological capabilities for testing various sizes and variously loaded structures, do not provide the necessary information about the effect of individual design quality indicators on its fire resistance. By a small number of tested samples (2-3 pieces) it is impossible to judge the actual state of the structures, the ceiling of the building. The results of the fire test are single and do not take into account the diversity in fixing the ends of the structures, their actual dimensions, physical wear, actual reinforcement and the heating circuit of the dangerous section of the tested structure in a fire. Determining the fire resistance of reinforced concrete structures by a single quality indicator, for example, by the thickness of the concrete protective layer, as a rule, underestimates the suitability of the structure in a building with a given degree of fire resistance. The economic costs of testing increase due to the costs of dismantling the structure, transportation to the installation site of the heating furnaces and the creation of a standard thermal regime in them.

Сущность изобретения заключается в следующем. Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, состоит в установлении показателей пожарной безопасности здания в части гарантированной длительности сопротивления железобетонных конструкций в условиях пожара; в определении фактических пределов огнестойкости изгибаемых железобетонных конструкций при проектировании, строительстве и/или эксплуатации здания; в снижении экономических затрат при испытании конструкций на огнестойкость. The invention consists in the following. The problem to which the claimed invention is directed is to establish fire safety indicators of a building in terms of the guaranteed duration of resistance of reinforced concrete structures in a fire; in determining the actual fire resistance limits of flexible concrete structures during the design, construction and / or operation of a building; in reducing economic costs when testing structures for fire resistance.

Технический результат - устранение огневых испытаний конструкции в здании или его фрагменте; снижение трудоемкости определения огнестойкости конструкций; расширение технологических возможностей определения фактической огнестойкости различно нагруженных конструкций любых размеров и возможность сопоставления полученных результатов с испытаниями аналогичных конструкций здания; возможность проведения испытания конструкций на огнестойкость без нарушения функционального процесса в здании; снижение экономических затрат на испытание; сохранение эксплуатационной пригодности здания при обследовании и неразрушающих испытаниях конструкций; упрощение условий и сокращение сроков испытания конструкций на огнестойкость; использование полипараметрической номограммы для определения огнестойкости конструкций; повышение точности и экспрессивности испытания; получение возможности решения обратных задач огнестойкости конструкций и применения способа подбора переменных значений ее конструктивных параметров; использование интегральных конструктивных параметров для определения огнестойкости конструкций и упрощение математического описания процесса термического сопротивления нагруженных конструкций; повышение достоверности результатов испытаний группы однотипных конструкций; учет реального ресурса конструкции по огнестойкости использованием комплекса единичных показателей их качеств; увеличение достоверности определения меры огнезащиты рабочей арматуры конструкции, глубины залегания и условий ее обогрева в условиях пожара; упрощение учета влияния на предел огнестойкости конструкций особенностей статической схемы работы, изготовления и физического износа; уточнение единичных показателей качества конструкций, влияющих на их огнестойкость и определение минимального числа испытаний; сокращение выборки испытуемых конструкций до минимального, обеспечивающей достаточную достоверность результатов испытаний; возможность определения гарантированного предела огнестойкости изгибаемого железобетонного элемента по его конструктивным параметрам. EFFECT: elimination of fire tests of a structure in a building or its fragment; reducing the complexity of determining the fire resistance of structures; expanding the technological capabilities for determining the actual fire resistance of variously loaded structures of any size and the possibility of comparing the results with tests of similar building structures; the ability to test structures for fire resistance without disturbing the functional process in the building; lower economic costs of testing; maintaining the serviceability of the building during inspection and non-destructive testing of structures; simplification of conditions and reduction of the test time of structures for fire resistance; use of a polyparametric nomogram to determine the fire resistance of structures; increased accuracy and expressiveness of the test; getting the opportunity to solve the inverse problems of fire resistance of structures and using the method of selecting variable values of its structural parameters; the use of integral structural parameters to determine the fire resistance of structures and simplification of the mathematical description of the process of thermal resistance of loaded structures; increasing the reliability of the test results of a group of similar designs; accounting for the real resource of the design for fire resistance using a set of individual indicators of their qualities; increasing the reliability of determining the fire protection measure of the working reinforcement of the structure, the depth and conditions of its heating in a fire; simplification of taking into account the influence on the fire resistance of structures of the features of the static scheme of work, manufacturing and physical wear clarification of individual quality indicators of structures that affect their fire resistance and determination of the minimum number of tests; reducing the sample of tested structures to a minimum, ensuring sufficient reliability of the test results; the ability to determine the guaranteed fire resistance of a flexible concrete element by its structural parameters.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе определения огнестойкости изгибаемых железобетонных конструкций здания путем испытания, включающего проведение технического осмотра, установление вида бетона и арматуры конструкций, выявление условий их опирания и крепления, определение времени наступления предельного состояния по признаку потери несущей способности конструкций под нормативной нагрузкой в условиях стандартного теплового воздействия, особенность заключается в том, что испытание конструкций проводят без разрушения по комплексу единичных показателей качества, технический осмотр дополняют инструментальными измерениями геометрических размеров конструкций и их опасных сечений, определяют число и диаметр рабочих стержней арматуры, их взаимное расположение и толщину защитного слоя бетона, выявляют форму конструкции, схемы их обогрева при пожаре и условия нагревания рабочей арматуры в опасных сечениях, устанавливают глубину залегания стержней рабочей арматуры и меру ее огнезащиты, экспериментально определяют показатели плотности бетона и его влажности в естественном состоянии и/или величину осредненного коэффициента температуропроводности бетона, оценивают характеристики бетона сопротивлению сжатия и рабочей арматуры сопротивлению растяжения, устанавливают величину приложенной нормативной нагрузки на конструкции и по ней определяют степень напряжения рабочей арматуры и, используя полученные интегральные параметры конструкции, по приведенной номограмме вычисляют фактический предел огнестойкости ее. The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known method for determining the fire resistance of flexible concrete structures of a building by testing, including technical inspection, establishing the type of concrete and reinforcement of the structures, identifying the conditions for their support and fastening, determining the time of occurrence of the ultimate state based on the loss of bearing the ability of structures under standard load in conditions of standard heat exposure, a feature is the fact that the test of structures is carried out without destruction according to a set of individual quality indicators, the technical inspection is supplemented by instrumental measurements of the geometric dimensions of structures and their dangerous sections, the number and diameter of the working bars of the reinforcement, their relative position and thickness of the concrete protective layer are determined, the shape of the structure, their schemes are revealed heating in case of fire and the conditions for heating the working reinforcement in dangerous sections, establish the depth of the rods of the working reinforcement and the measure of its fire protection, experiment The density of concrete and its moisture content in the natural state and / or the value of the averaged coefficient of thermal diffusivity of concrete are determined, the characteristics of concrete are evaluated for compressive strength and working reinforcement, tensile strength, the value of the applied standard load on the structures is determined, and the degree of tension of the working reinforcement is determined from it and, using the integral design parameters, according to the nomogram, calculate the actual limit of its fire resistance.

Кроме того, особенность способа заключается в том, что длительность сопротивления - F(R), мин, от начала стандартного теплового воздействия до потери несущей способности определяют по формуле (1):

Figure 00000002
(1)
где Jσc - степень напряжения продольной рабочей арматуры в опасном сечении конструкции;
n и Dc - параметры вида и класса арматуры;
Ca - мера огнезащиты рабочей арматуры, см;
Lbr - осредненный коэффициент температуропроводности защитного слоя бетона, см2/ч;
Кi - поправочные коэффициенты, которыми учитывают статическую схему работы конструкций; особенности армирования их опасных сечений, размеры диаметров стержней рабочей арматуры; физический износ конструкции, особенности изготовления конструкций; например, для сплошной плиты K1 = 1, для многопустотной панели K1= 0,8.In addition, the peculiarity of the method lies in the fact that the duration of the resistance is F (R) , min, from the beginning of the standard heat exposure to the loss of bearing capacity is determined by the formula (1):
Figure 00000002
(1)
where J σc is the degree of tension of the longitudinal working reinforcement in a dangerous section of the structure;
n and D c are the parameters of the type and class of reinforcement;
C a - measure of fire protection of the working reinforcement, cm;
L br - the average coefficient of thermal diffusivity of the protective layer of concrete, cm 2 / h;
To i - correction factors that take into account the static scheme of the structures; features of reinforcing their dangerous sections, diameters of the rods of the working reinforcement; physical wear of the structure, features of the manufacture of structures for example, for a continuous slab K 1 = 1, for a multi-hollow panel K 1 = 0.8.

Следующая особенность предложенного способа заключается в том, что степень напряжения - Jσc продольной рабочей арматуры конструкции от действующей нормативной нагрузки определяют из условия (2):
Jσc= σn/Rsn≅ 1, (2)
где σn - напряжения в рабочей арматуре от изгибающего момента, МПа;
Rsn - нормативное сопротивление арматуры растяжению, МПа.
The next feature of the proposed method is that the degree of stress - J σc of the longitudinal working reinforcement of the structure from the current standard load is determined from condition (2):
J σc = σ n / R sn ≅ 1, (2)
where σ n - stresses in the working reinforcement from the bending moment, MPa;
R sn - standard tensile strength of the reinforcement, MPa.

Особенностью способа является то, что величины параметров огнестойкости n и Dc изгибаемых конструкций, армированных различных видами стали, принимают в зависимости от класса арматуры (см. таблицу).A feature of the method is that the values of the fire resistance parameters n and D c of flexible structures reinforced with various types of steel are taken depending on the class of reinforcement (see table).

Меру огнезащиты продольной рабочей арматуры - Ca определяют по формуле (3):
Ca = m · amin, (3)
где m - показатель условий нагрева рабочей арматуры в поперечном сечении конструкции при тепловом воздействии;
amin - минимальная глубина залегания рабочей арматуры по одной из осей координат поперечного сечения, см.
The fire protection measure of the longitudinal working reinforcement - C a is determined by the formula (3):
C a = m a min , (3)
where m is an indicator of the heating conditions of the working reinforcement in the cross section of the structure during thermal exposure;
a min - the minimum depth of the working reinforcement along one of the coordinate axes of the cross section, see

Величину показателя условия нагрева - m продольной арматуры при 2- или 3-стороннем обогреве ее, при ax1 ≅ ax2 и ay ≥ ax1, определяют по формуле (4):

Figure 00000003

где ax1, ax2 и ay - соответственно глубина залегания арматуры от обогреваемой грани конструкции по осям координат поперечного сечения, см, при ay < ax1 - под корнем принимают обратное соотношение, то есть ax1/ay.The value of the indicator of the heating condition - m of longitudinal reinforcement with 2- or 3-sided heating it, for a x1 ≅ a x2 and a y ≥ a x1 , is determined by the formula (4):
Figure 00000003

where a x1 , a x2 and a y are, respectively, the depth of the reinforcement from the heated face of the structure along the coordinate axes of the cross section, cm, for a y <a x1 - the inverse ratio is taken under the root, that is, a x1 / a y .

Величину осредненного коэффициента температуропроводности бетона - Lbr, см2/ч, определяют экспериментально или находят из выражения (5):
Lbr= 36·103·λbr·(1+0,01·β)/(cbr+0,05·β)·ρ,(5)
где λbr и сbr - соответственно показатели теплопроводности, Вт/м · oC) и удельной теплоемкости бетона - кДж/(кг · oC), при температуре 450oC;
β и ρ - плотность бетона в естественном состоянии, кг/м3, и его влажность, % по массе.
The value of the averaged coefficient of thermal diffusivity of concrete - L br , cm 2 / h, is determined experimentally or found from expression (5):
L br = 36 · 10 3 · λ br · (1 + 0.01 · β) / (c br + 0.05 · β) · ρ, (5)
where λ br and с br are the thermal conductivity, W / m · o C) and specific heat of concrete, respectively, kJ / (kg · o C), at a temperature of 450 o C;
β and ρ are the density of concrete in its natural state, kg / m 3 , and its moisture content,% by weight.

Особенностью предложенного способа определения огнестойкости железобетонных конструкций здания является то, что неразрушающие испытания проводят для группы однотипных конструкций, различия между прочностью бетона и текучестью арматуры которых обусловлены главным образом случайными факторами. A feature of the proposed method for determining the fire resistance of reinforced concrete structures of a building is that non-destructive tests are carried out for a group of structures of the same type, the differences between the strength of concrete and the fluidity of reinforcement which are caused mainly by random factors.

Схемы обогрева сечений испытуемых балочных конструкций в условиях пожара определяют в зависимости от фактического расположения частей здания. Schemes for heating sections of the test beam structures under fire conditions are determined depending on the actual location of the building parts.

Следующей особенностью способа является то, что для балочных конструкций с симметричным поперечным сечением и с симметричным обогревом в условиях теплового воздействия, глубину залегания группы стержней рабочей арматуры от обогреваемой поверхности определяют осредненно путем нахождения геометрического центра площадей соответствующих стержней для каждой армированной зоны сечения, разделенного осью симметрии. A further feature of the method is that for beam structures with a symmetric cross-section and with symmetrical heating under heat exposure, the depth of the group of rods of the working reinforcement from the heated surface is determined averaged by finding the geometric center of the areas of the corresponding rods for each reinforced section zone divided by the axis of symmetry .

В случае расположения группы стержней рабочей арматуры только по оси симметрии сечения конструкции, глубину ее залегания определяют осредненно путем нахождения геометрического центра площадей всех стержней армированной зоны сечения. If the group of rods of the working reinforcement is located only along the symmetry axis of the structural section, the depth of its occurrence is determined averaged by finding the geometric center of the areas of all the rods of the reinforced section zone.

Величины глубины залегания рабочей арматуры ax, и ay, см, от обогреваемых в условиях теплового воздействия граней испытуемой конструкции определяют по формулам (6 и 7):
ax= ΣAi·xi/ΣAi, (6)
ay= ΣAi·yi/ΣAi (7)
где xi и yi - осевое расстояние i-го стержня по осям координат, см;
n и Ai - число стержней арматуры и площадь i-го стержня, см2.
The depths of the working reinforcement a x , and a y , cm, from the faces of the test structure heated under the influence of heat exposure are determined by the formulas (6 and 7):
a x = ΣA i · x i / ΣA i, ( 6)
a y = ΣA i · y i / ΣA i (7)
where x i and y i - the axial distance of the i-th rod along the coordinate axes, cm;
n and A i - the number of rebar rods and the area of the i-th rod, cm 2 .

Глубину залегания арматуры - ax, см, испытуемой конструкции по нормали от обогреваемой грани, расположенной под углом α, град, к оси ординат, определяют по формуле (8):
ax= b1·cosα+ay·sinα, (8)
где b1 - часть ширины поперечного сечения по низу конструкции, измеренная от обогреваемой грани до оси арматуры, см;
ay - глубина залегания арматуры по оси ординат, см.
The depth of the reinforcement - a x , cm, of the test structure normal to the heated face located at an angle α, deg, to the ordinate axis, is determined by the formula (8):
a x = b 1 cos α + a y sin sin, (8)
where b 1 - part of the width of the cross section along the bottom of the structure, measured from the heated face to the axis of the reinforcement, cm;
a y - depth of reinforcement along the ordinate axis, see

Особенностью способа является то, что поправку к величине предела огнестойкости конструкций, имеющих рабочую арматуру различных диаметров, учитывают коэффициентом K, равным:
K = d 0 c ,05, (9)
где dc - номинальный диаметр рабочей арматуры, см.
A feature of the method is that the correction to the value of the fire resistance limit of structures having working reinforcement of various diameters is taken into account by the coefficient K equal to:
K = d 0 c , 05 , (9)
where d c is the nominal diameter of the working reinforcement, see

При групповом расположении стержней рабочей арматуры в поперечном сечении конструкции спаренные стержни заменяют одним условным стержнем с приведенным диаметром dc, см, равным:

Figure 00000004

где d1 и d2 - номинальный диаметр первого и второго спаренных стержней, см.When grouping the rods of the working reinforcement in the cross section of the structure, the paired rods are replaced by one conventional rod with a reduced diameter d c , cm, equal to:
Figure 00000004

where d 1 and d 2 - the nominal diameter of the first and second paired rods, see

Поправку к величине предела огнестойкости конструкций перекрытия, имеющего определенный физический износ, учитывают коэффициентом Кф, равным:
Кф = 0,1 · (100-Фи), (11)
где Фи - величина физического износа конструкций, %.
The amendment to the value of the fire resistance limit of floor structures having a certain physical wear, take into account the coefficient K f equal to:
K f = 0.1 · (100-F and ), (11)
where f and - the amount of physical deterioration of structures,%.

Увеличение предела огнестойкости статически неопределимых изгибаемых конструкций учитывают коэффициентом Km, равным:
Km = 0,9 · (1+Aon/A), (12)
где Aon и A - соответственно площади сечения продольной рабочей арматуры над опорой и в пролете конструкции, см2.
An increase in the fire resistance of statically indefinable bending structures is taken into account by a coefficient K m equal to:
K m = 0.9 (1 + A on / A), (12)
where A on and A are, respectively, the cross-sectional area of the longitudinal working reinforcement above the support and in the span of the structure, cm 2 .

Особенностью предложенного способа является то, что за единичные показатели качества конструкции, влияющие на предел огнестойкости, принимают геометрические размеры конструкций и высоту опасного сечения; глубину залегания, класс, диаметр, степень напряжения и предел текучести арматуры; прочность бетона на сжатие, влажность и плотность его, толщину защитного слоя и коэффициент температуропроводности бетона. A feature of the proposed method is that for the individual indicators of the quality of the structure, affecting the limit of fire resistance, take the geometric dimensions of the structures and the height of the dangerous section; depth, class, diameter, stress degree and yield strength of reinforcement; the compressive strength of concrete, its moisture and density, the thickness of the protective layer and the coefficient of thermal diffusivity of concrete.

Число испытаний nи единичного показателя качества конструкций, при вероятности результата 0,95 и точности 5%, определяют по формуле (13):
nи= 0,15·ν2≥ 6, (13)
где ν - выборочный коэффициент вариации, %.
The number of tests n and a single indicator of the quality of structures, with a probability of a result of 0.95 and an accuracy of 5%, is determined by the formula (13):
n and = 0.15 · ν 2 ≥ 6, (13)
where ν is the sample coefficient of variation,%.

В случае, когда все единичные показатели качества конструкции при H более 9 находятся в контрольных пределах, минимальное целое число конструкций в выборке по плану сокращенных испытаний Hc, шт, назначают из условия (14):

Figure 00000005

где H - число однотипных конструкций в здании, шт.In the case when all the individual indicators of the quality of the structure with H more than 9 are within the control limits, the minimum integer number of structures in the sample according to the plan of shortened tests H c , pcs, is assigned from condition (14):
Figure 00000005

where H is the number of similar structures in the building, pcs.

В случае, когда хотя бы один из единичных показателей качества конструкций выходит за границы контрольных пределов, минимальное число конструкций в выборке по норме испытаний Hн, шт, назначают из условия (15):

Figure 00000006

В случае, когда хота бы один из единичных показателей качества конструкций выходит за границы допустимых пределов или H ≅ 5 шт, испытанию подвергают все однотипные конструкции здания поштучно.In the case when at least one of the single indicators of the quality of the structures goes beyond the control limits, the minimum number of structures in the sample according to the test norm H n , pcs, is assigned from condition (15):
Figure 00000006

In the case when at least one of the single indicators of the quality of structures goes beyond the limits of permissible limits or H ≅ 5 pcs, all the same type building structures are tested individually.

Особенностью предложенного способа является то, что гарантированный предел огнестойкости конструкций вычисляют по приведенной номограмме путем решения обратной задачи огнестойкости. A feature of the proposed method is that the guaranteed limit of fire resistance of structures is calculated by the above nomogram by solving the inverse problem of fire resistance.

Причинно-следственная связь между совокупностью признаков и техническим результатом заключена в следующем. The causal relationship between the totality of features and the technical result is as follows.

Устранение огневых испытаний конструкций существующего здания и замена их на неразрушающие испытания снижает трудоемкость определения их огнестойкости, расширяет технологические возможности выявления фактический огнестойкости различно нагруженных конструкций любых размеров, дает возможность проведения испытания конструкций на огнестойкость без нарушения функционального процесса обследуемого здания, а также сопоставления полученных результатов со стандартными испытаниями аналогичных конструкций и сохранения эксплуатационной пригодности обследуемого здания без нарушения несущей способности его конструкций в процессе испытания. Следовательно, условия испытания конструкций на огнестойкость значительно упрощены. The elimination of fire tests of the structures of an existing building and their replacement with non-destructive tests reduces the complexity of determining their fire resistance, extends the technological possibilities of identifying the actual fire resistance of variously loaded structures of any size, makes it possible to test structures for fire resistance without disturbing the functional process of the building under examination, as well as comparing the results obtained with standard tests of similar designs and maintenance the suitability of the building being inspected without violating the bearing capacity of its structures during the test. Therefore, the conditions for testing structures for fire resistance are greatly simplified.

Снижение экономических затрат на проведение испытания предусматривают за счет уменьшения расходов на демонтаж, транспортирование и огневые испытания образцов конструкций. Reducing the economic costs of testing include reducing the cost of dismantling, transportation and fire testing of structural samples.

Применение математического описания процесса сопротивления изгибаемых железобетонных конструкций стандартному тепловому испытанию и использование построенной параметрической номограммы повышает точность и экспрессивность оценки их огнестойкости. The use of a mathematical description of the process of resistance of flexible concrete structures to standard thermal testing and the use of the constructed parametric nomograms increase the accuracy and expressiveness of their fire resistance assessment.

Применение номограммы удобно вследствие ее простоты, наглядности, возможности решения обратных задач огнестойкости конструкций и применения метода подбора переменных значений ее конструктивных параметров. The use of the nomogram is convenient due to its simplicity, visibility, the possibility of solving inverse problems of fire resistance of structures and the use of the method of selecting variable values of its design parameters.

Использование интегральных конструктивных параметров, как-то: меры огнезащиты арматуры, степени ее напряжения и коэффициента температуропроводности бетона, - упрощает математическое описание процесса сопротивления нагруженной конструкции тепловому воздействию. The use of integral structural parameters, such as: measures of fire protection of reinforcement, its degree of stress and coefficient of thermal diffusivity of concrete, simplifies the mathematical description of the process of resistance of a loaded structure to thermal effects.

В предложенном техническом решении предусматривают проведение испытаний не одной, а группы однотипных конструкций. Это позволяет в 5-15 раз увеличить число испытуемых конструкций и повысить достоверность результатов испытаний и технического осмотра здания. The proposed technical solution provides for testing not one, but groups of similar designs. This allows you to 5-15 times increase the number of tested structures and increase the reliability of the test results and technical inspection of the building.

Определение огнестойкости конструкций только по одному показателю качества, например, по толщине защитного слоя бетона, приводит, как правило, к недооценке их предела огнестойкости, поскольку влияние на него вариаций единичных показателей качества имеют различные знаки, и снижение огнестойкости за счет одного показателя может быть компенсировано другими. Вследствие этого в предложенном способе оценку огнестойкости конструкций предусматривают не по одному показателю, а по комплексу единичных показателей их качества. Это позволяет более точно учесть реальный ресурс огнестойкости конструкций. Determination of the fire resistance of structures by only one quality indicator, for example, by the thickness of the concrete protective layer, leads, as a rule, to underestimating their fire resistance limit, since the influence of variations in individual quality indicators on it has different signs, and a decrease in fire resistance due to one indicator can be compensated by others. As a result, in the proposed method, the assessment of the fire resistance of structures is provided not for one indicator, but for a complex of individual indicators of their quality. This allows you to more accurately take into account the real resource of fire resistance of structures.

В предложенном техническом решении снижают погрешность определения меры огнезащиты рабочей арматуры, оценивая ее величину в зависимости от глубины залегания и условий ее нагрева при пожаре. In the proposed technical solution, the error in determining the fire protection measure of the working reinforcement is reduced by evaluating its value depending on the depth and conditions of its heating in case of fire.

Показатель условия нагрева рабочей арматуры определяют по математической зависимости, учитывающей число направлений подвода тепла к ней и расположение ее стержней по отношению к биссектрисе угла обогреваемого сечения. Это позволяет более точно определить условия нагрева рабочей арматуры в поперечном сечении конструкции при симметричном его обогреве. The indicator of the heating condition of the working reinforcement is determined by the mathematical dependence, taking into account the number of directions of heat supply to it and the location of its rods with respect to the bisector of the angle of the heated section. This allows you to more accurately determine the heating conditions of the working reinforcement in the cross section of the structure with symmetric heating.

Для конструкций, имеющих симметричное поперечное сечение и симметричный обогрев в условиях пожара, определение глубины залегания арматуры от обогреваемой поверхности посредством геометрических центров стержней арматуры, выявляемых для каждой армированной зоны поперечного сечения, разделенного осью симметрии, позволяет более точно описать условия нагрева арматуры и упрощает расчетную схему сечения конструкции. For structures with a symmetric cross-section and symmetric heating in a fire, determining the depth of reinforcement from the heated surface by means of the geometric centers of the reinforcement rods identified for each reinforced zone of the cross section separated by the axis of symmetry allows a more accurate description of the heating conditions of the reinforcement and simplifies the design scheme sections of the structure.

Упрощен учет особенностей: статической схемы работы конструкций, армирования опасных сечений, размера диаметров стержней арматуры, изготовления конструкций и физического износа на величину их огнестойкости. The features are simplified: a static scheme of the operation of structures, reinforcement of hazardous sections, diameter sizes of reinforcing bars, fabrication of structures and physical wear by the value of their fire resistance.

Уточнен комплекс единичных показателей качества изгибаемых железобетонных конструкций, влияющих на их огнестойкость, определяемых неразрушающими испытаниями. The complex of single quality indicators of flexible reinforced concrete structures that affect their fire resistance, determined by non-destructive tests, has been clarified.

Уточнено минимальное число неразрушающих испытаний единичного показателя качества конструкции. The minimum number of non-destructive tests of a single indicator of the quality of the structure has been clarified.

Принятая величина выборки из общего числа однотипных конструкций здания обеспечивает достоверность, снижает сроки и трудоемкость проведения испытаний. The accepted size of the sample from the total number of similar structures of the building provides reliability, reduces the time and complexity of testing.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию по новизне. The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, and the identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find a source characterized by signs that are identical to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in the totality of the features of the analogue, allowed us to establish a set of significant distinctive features in relation to the applicant’s perceived technical result in the claimed method set forth in the claims. Therefore, the claimed invention meets the condition of novelty.

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата. To verify the compliance of the claimed invention with the condition of the inventive step, the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify signs that match the distinctive features of the claimed method from the prototype. The search results showed that the claimed invention does not follow explicitly from the prior art for the specialist, since the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention is not revealed from the prior art determined by the applicant to achieve a technical result.

Описываемое изобретение не основано на изменении количественных признаков, представлении таких признаков во взаимосвязи либо изменении ее вида. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию изобретательского уровня. The described invention is not based on a change in quantitative features, the presentation of such features in relationship or a change in its appearance. Therefore, the claimed invention meets the condition of inventive step.

На фиг. 1 приведена полипараметрическая номограмма для оценки предела огнестойкости изгибаемых конструкций, обогрев снизу. Приведенная номограмма сетчатого типа. Внутри сеток нанесены наклонные линии. На каждом пучке линий или лучах нанесена стрелка, которая показывает направление возрастания переменного параметра. Наименование параметра в буквенном выражении и в единицах измерения поставлены на стрелке. Слева и справа от стрелки на лучах поставлены значения переменного параметра. Вверху слева номограммы указан порядок производства отсчетов или "ключ", справа - продольное сечение конструкции и его основные параметры. In FIG. 1 shows a polyparametric nomogram for assessing the fire resistance of flexible structures, heating from below. The given nomogram is mesh type. Inclined lines are drawn inside the grids. An arrow is drawn on each beam of lines or rays, which shows the direction of increase of the variable parameter. The name of the parameter in alphabetic terms and in units of measurement is placed on the arrow. To the left and right of the arrow on the rays are the values of the variable parameter. At the top left of the nomogram is the sampling order or “key”, on the right is the longitudinal section of the structure and its main parameters.

На фиг. 2 для оценки глубины залегания рабочей арматуры и условий ее нагрева при пожаре приведен участок поперечного сечения сплошной балочной плиты, армированной сетками или отдельными стержнями. Здесь а - глубина залегания арматуры; d - диаметр стержня; с - толщина защитного слоя бетона; t - температура среды пожара; x, y - оси координат; 1 - рабочие стержни арматуры. In FIG. 2 to assess the depth of the working reinforcement and the conditions of its heating in case of fire, a section of the cross section of a continuous beam plate reinforced with nets or individual rods is shown. Here a is the depth of the reinforcement; d is the diameter of the rod; C is the thickness of the protective layer of concrete; t is the temperature of the fire medium; x, y - coordinate axes; 1 - working rods of reinforcement.

На фиг. 3 для оценки глубины залегания арматуры и условий ее нагрева приведена зона армирования одним стержнем участка поперечного сечения балочной конструкции, обогреваемой с двух сторон. Здесь ax и ay - глубина залегания арматуры, cx и cy - толщина защитного слоя бетона по осям координат.In FIG. 3 to assess the depth of the reinforcement and the conditions of its heating, the reinforcement zone is shown with one rod of the cross-sectional section of the beam structure, heated from both sides. Here a x and a y are the depth of reinforcement, c x and c y are the thickness of the concrete protective layer along the coordinate axes.

На фиг. 4 и 5 для определения глубины залегания арматуры и условий ее нагрева приведена растянутая зона поперечного сечения балочной конструкции, армированной асимметрично двумя стержнями, обогрев с двух сторон (фиг. 4) и с трех сторон (фиг. 5). Здесь 1 и 2 - стержни с размерами диаметров d1, d2; xi и yi; - глубина залегания арматуры по осям координат.In FIG. 4 and 5, to determine the depth of the reinforcement and the conditions for its heating, an elongated cross-sectional area of the beam structure reinforced asymmetrically with two rods is shown, heating on both sides (Fig. 4) and on three sides (Fig. 5). Here 1 and 2 are rods with diameters d 1 , d 2 ; x i and y i ; - the depth of reinforcement along the coordinate axes.

На фиг. 6 и 7 для оценки глубины залегания арматуры в виде группового стержня и условий его нагрева приведен участок растянутой зоны поперечного сечения балочной конструкции. Групповой стержень образован сближением двух стержней 1 и 2 диаметрами d1 и d2 по вертикали (фиг. 6) и по горизонтали (фиг. 7). Диаметр условного стержня при d1=d2 принимают равным dc= 1,41 · d1; показан пунктиром. Обогрев условного стержня с двух сторон (фиг. 6) и с трех сторон (фиг. 7).In FIG. 6 and 7, to assess the depth of the reinforcement in the form of a group rod and the conditions for its heating, a section of the extended zone of the cross section of the beam structure is shown. The group rod is formed by the convergence of two rods 1 and 2 with diameters d 1 and d 2 vertically (Fig. 6) and horizontally (Fig. 7). The diameter of the conditional rod when d 1 = d 2 is taken equal to d c = 1,41 · d 1 ; indicated by a dotted line. Heated conditional rod on both sides (Fig. 6) and on three sides (Fig. 7).

На фиг. 8 приведено поперечное сечение ребристой плиты здания в координатных осях (сокращено - о.к.), ее основные геометрические размеры, расположение стержней 1 и 2 рабочей арматуры в продольных ребрах плиты и направление подвода тепла к арматуре в условиях пожара. Здесь b - ширина главного ребра по низу сечения плиты; b'p - то же, по верху сечения, b'f и h'f - ширина и высота полки сечения в сжатой зоне; h, ho - высота и рабочая высота сечения; axi и ayi - глубина залегания арматуры по осям координат; b1 - часть ширины сечения по низу конструкции, измеренная от обогреваемой грани до оси арматуры; α - угол наклона обогреваемой грани сечения от оси координат, град.In FIG. Figure 8 shows the cross section of the ribbed slab of the building in the coordinate axes (abbreviated as r.p.), its main geometric dimensions, the location of the rods 1 and 2 of the working reinforcement in the longitudinal edges of the slab, and the direction of heat supply to the reinforcement in a fire. Here b is the width of the main rib along the bottom of the slab section; b ' p is the same, at the top of the section, b' f and h ' f are the width and height of the section shelf in the compressed zone; h, h o - height and working height of the section; a xi and a yi - depth of reinforcement along the coordinate axes; b 1 - part of the width of the cross section along the bottom of the structure, measured from the heated face to the axis of the reinforcement; α - the angle of the heated face of the section from the coordinate axis, deg.

На фиг. 9 показано приведенное поперечное сечение ребристой плиты для оценки ее огнестойкости. Сечение с одиночным армированием представлено с симметричным обогревом трапецеидального ребра с отклонением его граней от вертикали на угол α, град. In FIG. 9 is a cross-sectional view of a ribbed plate for evaluating its fire resistance. A section with a single reinforcement is represented with a symmetrical heating of the trapezoidal rib with the deviation of its faces from the vertical by an angle α, deg.

На фиг. 10 и 11 для определения глубины залегания рабочей арматуры и условия ее нагрева показаны зоны густого армирования продольных ребер плиты, армированной стержнями (фиг. 10) и высокопрочной проволокой (фиг. 11). Здесь т. A - геометрический центр площадей всех стержней соответствующей зоны густого армирования сечения, разделенного осью симметрий. In FIG. 10 and 11 to determine the depth of the working reinforcement and the conditions for its heating, zones of dense reinforcement of the longitudinal edges of the plate reinforced with rods (Fig. 10) and high-strength wire (Fig. 11) are shown. Here, T. A is the geometric center of the areas of all the rods of the corresponding zone of dense section reinforcement, divided by the axis of symmetry.

На фиг. 12-15 для определения глубины залегания рабочей арматуры и условий ее нагрева показано армирование поперечного сечения балочных конструкций: прямоугольного (фиг. 12 и 13), таврового (фиг. 14) и двутаврового (фиг. 15), имеющих ось симметрии (сокращенно - о.с.) и симметричный обогрев в условиях пожара. Сечение разделено осью симметрии на две части. In FIG. 12-15, to determine the depth of the working reinforcement and the conditions of its heating, the reinforcement of the cross section of the beam structures is shown: rectangular (Fig. 12 and 13), T-shaped (Fig. 14) and I-beams (Fig. 15), having an axis of symmetry (abbreviated - about .s.) and symmetric heating in a fire. The section is divided into two parts by the axis of symmetry.

Глубина залегания арматуры в виде их геометрических центров (условно - т. A) показана для каждой зоны густого армирования сечения, на фиг. 13 и 15 - пунктирные окружности. The depth of reinforcement in the form of their geometric centers (conditionally - T. A) is shown for each zone of dense section reinforcement, in FIG. 13 and 15 are dotted circles.

На фиг. 16 и 17 для оценки глубины залегания рабочей арматуры и условий ее нагрева показано армирование поперечного сечения балочной конструкции со стержневой (фиг. 16) и проволочной арматурой (фиг. 17). Каждое сечение разделено на две зоны осью симметрии. Здесь т. A - геометрический центр площадей всех стержней зоны густого армирования сечения; bf - ширина полки таврового сечения в растянутой зоне; e и e1 - расстояния между центрами проволочной арматуры; 1-8 - стержни арматуры.In FIG. 16 and 17 to assess the depth of the working reinforcement and the conditions of its heating, the reinforcement of the cross section of the beam structure with the rod (Fig. 16) and wire reinforcement (Fig. 17) is shown. Each section is divided into two zones by an axis of symmetry. Here T. A is the geometric center of the areas of all the rods of the zone of dense section reinforcement; b f is the width of the shelf of the T-section in the stretched zone; e and e 1 - the distance between the centers of the wire reinforcement; 1-8 - reinforcement rods.

На фиг. 18 и 19 для выявления глубины залегания рабочей арматуры по оси абсцисс и условий ее нагрева показаны армирование балочных конструкций таврового (фиг. 18) и трапецеидального (фиг. 19) поперечного сечений при известном угле наклона боковой грани - α, град. Случай расположения рабочей арматуры только по оси симметрии поперечного сечения конструкции показан на фиг. 18. Вариант вхождения стержней в обе зоны густого армирования симметричного сечения показан на фиг. 19; 1, 2 и 3 - стержни рабочей арматуры. In FIG. 18 and 19 to identify the depth of the working reinforcement along the abscissa axis and the conditions of its heating, the reinforcement of the beam structures of the T-shaped (Fig. 18) and trapezoidal (Fig. 19) cross-sections is shown at a known angle of inclination of the side face - α, deg. The case of the location of the working reinforcement only along the symmetry axis of the cross section of the structure is shown in FIG. 18. A variant of the entry of the rods into both zones of dense reinforcement of a symmetrical section is shown in FIG. 19; 1, 2 and 3 - rods of working fittings.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением указанного выше технического результата. Information confirming the possibility of carrying out the invention with obtaining the above technical result.

Последовательность действия способа определения огнестойкости изгибаемых железобетонных конструкций зданий состоит в следующем. The sequence of steps of the method for determining the fire resistance of flexible concrete structures of buildings is as follows.

Сначала проводят визуальный осмотр здания. Затем определяют группу однотипных конструкций и их общее число в ней. Вычисляют величину выборки однотипных конструкций. Назначают комплекс единичных показателей качества конструкции, влияющих на огнестойкость. Выявляют условия опирания, закрепления концов и опасные сечения конструкций. Вычисляют число испытаний единичного показателя качества конструкции в зависимости от его статистической изменчивости. Затем оценивают единичные показатели качества конструкции и их интегральные параметры, и наконец, по ним находят предел огнестойкости испытуемых конструкций. First, a visual inspection of the building is carried out. Then determine the group of similar structures and their total number in it. The sample size of the structures of the same type is calculated. Assign a set of individual indicators of the quality of the structure, affecting fire resistance. Identify the conditions of support, fastening of the ends and dangerous sections of structures. The number of tests of a single indicator of the quality of a design is calculated depending on its statistical variability. Then, single structural quality indicators and their integral parameters are evaluated, and finally, the fire resistance of the tested structures is found from them.

Под визуальным осмотром понимают проверку состояния конструкций, включающую выявление условий опирания отдельных конструкций, определение вида бетона и толщины его защитного слоя, наличие трещин и отколов, нарушение сцепления арматуры с бетоном, наличие коррозии арматурной стали. Visual inspection means checking the condition of structures, including identifying the conditions of support of individual structures, determining the type of concrete and the thickness of its protective layer, the presence of cracks and spalls, the disengagement of reinforcement with concrete, the presence of corrosion of reinforcing steel.

В процессе осмотра определяют группы однотипных конструкций. In the process of inspection, groups of similar structures are determined.

Под группой конструкций в здании понимают однотипные конструкции, изготовленные и возведенные в сходных технологических условиях и находящихся в подобных условиях эксплуатации. A group of structures in a building is understood to mean structures of the same type manufactured and built under similar technological conditions and under similar operating conditions.

Схемы обогрева поперечных сечений балочных конструкций в условиях пожара определяют в зависимости от фактического расположения элементов частей здания, устройства подвесных потолков, укладки смежных конструкций, уменьшающих число сторон обогрева. Schemes for heating cross sections of beam structures in fire conditions are determined depending on the actual location of the elements of the building parts, the installation of suspended ceilings, and the laying of adjacent structures that reduce the number of sides of the heating.

Минимальное целое число конструкций в выборке по плану нормальных или сокращенных испытаний назначают из условий (14 или 15). The minimum integer number of structures in the sample according to the plan of normal or reduced tests is assigned from the conditions (14 or 15).

Пример 1. При числе однотипных конструкций в группе H = 120 шт, число испытуемых плит принимают по норме

Figure 00000007
по сокращенному плану
Figure 00000008

При числе конструкций в группе H ≅ 5, их проверяют поштучно.Example 1. With the number of structures of the same type in the group H = 120 pcs, the number of test plates is taken at a rate
Figure 00000007
on a shortened plan
Figure 00000008

With the number of constructions in the group H ≅ 5, they are checked individually.

Число и место расположения участков, в которых определяют показатели качества конструкций, определяют так. В изгибаемых конструкциях, имеющих одно опасное сечение, участки располагают только в этом сечении. В конструкциях, имеющих несколько опасных сечений, участки располагают равномерно по поверхности с обязательным расположением части участков в опасных сечениях. The number and location of sites in which quality indicators of structures are determined are determined as follows. In bendable structures having one dangerous section, sections are placed only in this section. In structures having several dangerous sections, the sections are evenly distributed over the surface with the obligatory arrangement of part of the sections in dangerous sections.

К основным единичным показателям качества изгибаемых железобетонных конструкций, обеспечивающих огнестойкость, относятся: геометрические размеры конструкции и высота опасного сечения; глубина залегания, класс, диаметр, степень напряжения и предел текучести арматуры; прочность бетона на сжатие, влажность и плотность его в естественных условиях; толщина защитного слоя и коэффициент температуропроводности бетона. The main single quality indicators of flexible reinforced concrete structures providing fire resistance include: geometric dimensions of the structure and the height of the dangerous section; occurrence depth, class, diameter, degree of stress and yield strength of reinforcement; concrete compressive strength, moisture and its density in natural conditions; the thickness of the protective layer and the coefficient of thermal diffusivity of concrete.

Число испытаний единичного показателя качества конструкций, при вероятности результата, равной 0,5, показателе точности 5%, определяют по формуле (13); при этом коэффициент вариации выборки ν = ±100·σ/M, среднее арифметическое M = (1/n)·Σmi, среднее квадратическое отклонение от среднего

Figure 00000009
средняя ошибка
Figure 00000010
здесь mi - результат i-го испытания; Σ(xi)2 - сумма квадратов всех отклонений от среднего.The number of tests of a single indicator of the quality of structures, with a probability of a result equal to 0.5, an accuracy rate of 5%, is determined by the formula (13); the coefficient of variation of the sample is ν = ± 100 · σ / M, arithmetic mean M = (1 / n) · Σm i , standard deviation from mean
Figure 00000009
average error
Figure 00000010
here m i is the result of the i-th test; Σ (x i ) 2 is the sum of the squares of all deviations from the mean.

Проверяемыми геометрическими размерами являются: для конструкций плит сплошного сечения - высота его; для многопустотных плит - высота сечения, размеры и положение пустот, толщина полок; для ребристых плит - общая высота поперечного сечения ребер и толщина полки; для балок - ширина и высота сечения. Checked geometric dimensions are: for constructions of slabs of continuous section - its height; for multi-hollow slabs - section height, dimensions and position of voids, shelf thickness; for ribbed plates, the total height of the cross section of the ribs and the thickness of the shelf; for beams - the width and height of the section.

Опасные сечения у балочных конструкций назначают в местах наибольших моментов от действия нормативной нагрузки или в точках максимального сближения огибающей эпюры моментов и эпюры материалов конструкций. Так, в двускатных балках наиболее опасное сечение назначают не в середине пролета, а на расстоянии от опоры, равном 0,4 пролета. Dangerous sections for beam structures are assigned in places of greatest moments from the action of the normative load or at points of maximum convergence of the envelope of the moment diagram and the diagram of structural materials. So, in gable beams, the most dangerous section is assigned not in the middle of the span, but at a distance from the support equal to 0.4 spans.

Для статически неопределимых конструкций опасные сечения назначают в пролетах и на опорах. Опасные сечения при этом находят по наибольшим ординатам огибающей эпюры моментов. For statically indefinable structures, dangerous sections are assigned in spans and on supports. In this case, dangerous sections are found by the largest ordinates of the envelope of the moment diagram.

Размеры конструкции проверяют с точностью ± 1 мм; ширину трещин - с точностью до 0,05 мм. The dimensions of the structure are checked with an accuracy of ± 1 mm; crack width - with an accuracy of 0.05 mm.

Проверку прочности бетона конструкций, включенных в выборку или проверяемых поштучно, производят неразрушающими испытаниями с применением механических и ультразвуковых приборов [1, с. 31-38]. Strength testing of concrete structures included in the sample or checked individually, is carried out by non-destructive tests using mechanical and ultrasonic devices [1, p. 31-38].

Минимальную глубину залегания стержня рабочей арматуры принимают по одной из осей координат поперечного сечения конструкций. The minimum depth of the rod of the working reinforcement is taken along one of the coordinate axes of the cross section of the structures.

Под глубиной залегания арматуры понимают расстояние по нормам между поверхностью бетона конструкции и продольной осью арматуры. By the depth of reinforcement is understood the distance according to the norms between the surface of the concrete structure and the longitudinal axis of the reinforcement.

Для сплошной плиты, армированной сетками или отделанными стержнями, при одностороннем их обогреве (см. фиг. 2), глубину залегания арматуры a, см, в поперечном сечении определяют по формуле (19):
a = c + (d/2), (19)
где c - толщина защитного слоя бетона, см;
d - номинальный диаметр стержня, см;
показатель условия нагрева арматуры m1 = 1.
For a solid slab reinforced with nets or finished with rods, with their unilateral heating (see Fig. 2), the depth of reinforcement a, cm, in the cross section is determined by the formula (19):
a = c + (d / 2), (19)
where c is the thickness of the protective layer of concrete, cm;
d is the nominal diameter of the rod, cm;
indicator of the heating condition of the reinforcement m 1 = 1.

Для балочной конструкции с рабочей арматурой из двух асимметрично расположенных стержней по горизонтали поперечного сечения и двусторонним обогревом каждого стержня (см. фиг. 4), глубину залегания арматуры ax и ay, см, определяют по формулам (20 и 21):
ax = (x1 + x2)/2, (20)
ay = (y1 + y2)/2; (21)
условия нагрева арматуры, при ax ≅ ay, определяют по формуле (22) показателем

Figure 00000011

где xi и yi - осевые расстояния для 1 и 2 стержня, см;
при асимметричном расположении арматурного стержня в сечении, но симметричном двухстороннем обогреве его, условия нагрева арматуры, при x1 ≅ x2, определяют по формуле (23) показателем
m2 = 1/[1 + (x1/x2)2] ≅1, (23)
для балочной конструкции, армированной стержнями, распложенными раздельно по высоте, при трехстороннем обогреве (см. фиг. 5), глубину залегания арматуры по осям координат поперечного сечения ax и ay, см, определяют по формулам (24 и 25):
ax = (x1 + x2)/2, (24)
ay = (A1 · y1 + A2 · y2)/(A1 + A2), (25)
условия нагрева арматуры, при ax ≅ ay и x1 ≅ x2, оценивают по формуле (26) показателем
Figure 00000012

где A1 и A2 - площади сечения, см2, стержней арматуры диаметром d1, d2;
xi и yi - осевые расстояния для 1 и 2 стержня, см;
при ay < ax1 - под корнем в формуле (26) принимают обратное соотношение, то есть: ax1/ay.For a beam structure with working reinforcement from two asymmetrically located rods horizontally in cross section and bilateral heating of each rod (see Fig. 4), the depth of the reinforcement a x and a y , cm, is determined by the formulas (20 and 21):
a x = (x 1 + x 2 ) / 2, (20)
a y = (y 1 + y 2 ) / 2; (21)
the heating conditions of the reinforcement, at a x ≅ a y , are determined by formula (22) by the indicator
Figure 00000011

where x i and y i are the axial distances for 1 and 2 rods, cm;
with an asymmetric arrangement of the reinforcing bar in the cross section, but symmetric two-sided heating of it, the conditions for heating the reinforcement, at x 1 ≅ x 2 , are determined by formula (23) by the indicator
m 2 = 1 / [1 + (x 1 / x 2 ) 2 ] ≅1, (23)
for a beam structure reinforced with rods arranged separately in height, with three-sided heating (see Fig. 5), the depth of reinforcement along the coordinate axes of the cross section a x and a y , cm, is determined by the formulas (24 and 25):
a x = (x 1 + x 2 ) / 2, (24)
a y = (A 1 · y 1 + A 2 · y 2 ) / (A 1 + A 2 ), (25)
the heating conditions of the reinforcement, at a x ≅ a y and x 1 ≅ x 2 , are estimated by formula (26) by the indicator
Figure 00000012

where A 1 and A 2 - cross-sectional area, cm 2 , reinforcing bars with a diameter of d 1 , d 2 ;
x i and y i - axial distances for 1 and 2 rods, cm;
when a y <a x1 - under the root in the formula (26) take the inverse relationship, that is: a x1 / a y .

Для балочных конструкций с симметричным поперечным сечением и симметричным обогревом в условиях теплового испытания глубину залегания группы стержней рабочей арматуры от обогреваемой поверхности определяют осредненно в виде геометрического центра площадей всех стержней для каждой армированной зоны сечения, разделенного осью симметрии (см. фиг. 12-13, 15-17 и 19). For beam structures with a symmetric cross-section and symmetric heating under thermal conditions, the depth of the group of rods of the working reinforcement from the heated surface is determined averaged in the form of the geometric center of the areas of all the rods for each reinforced section area divided by the axis of symmetry (see Fig. 12-13, 15-17 and 19).

В случае расположения группы стержней рабочей арматуры только по оси симметрии сечения конструкции, глубину ее залегания определяют осредненно в виде геометрического центра площадей всех стержней армированной зоны сечения (см. фиг. 14 и 18). If the group of rods of the working reinforcement is located only along the axis of symmetry of the section of the structure, its depth is determined averaged in the form of the geometric center of the areas of all the rods of the reinforced section zone (see Figs. 14 and 18).

Величину глубин залегания продольной рабочей арматуры ax и ay, см, от обогреваемой в условиях теплового воздействия грани конструкции определяют по формулам (6 и 7).The depths of the longitudinal working reinforcement a x and a y , cm, from the face of the structure heated under the influence of heat exposure are determined by the formulas (6 and 7).

Глубину залегания арматуры испытуемой конструкции по нормали от обогреваемой грани, расположенной под углом к оси ординат, например, в случае трапецеидального поперечного сечения, определяют по формуле (8). The depth of the reinforcement of the test structure normal to the heated face located at an angle to the ordinate axis, for example, in the case of a trapezoidal cross section, is determined by the formula (8).

По результатам измерений определяют минимальную глубину залегания рабочей арматуры по одной из осей координат поперечного сечения конструкции - amin, см, и величину показателя условий нагрева m рабочей арматуры при тепловом воздействии. Затем, используя величины m и amin, устанавливают интегральный параметр - меру огнезащиты рабочей арматуры по формуле (3).According to the measurement results, the minimum depth of the working reinforcement is determined along one of the coordinate axes of the structural cross section - a min , cm, and the value of the heating condition index m of the working reinforcement during thermal exposure. Then, using the values of m and a min , the integral parameter is established - the measure of fire protection of the working reinforcement according to the formula (3).

Пример 2. Даны показатели проверки состояния железобетонной ребристой плиты: арматура на плиту 2⌀20 Aт-IV; dc = 2 см; c = 2,5 см;
ay = 2,5 + 2/2 = 3,5 см = amin; b1 = 3,75 см; α = 8,5 град.;
ax1 =b1 · cos α +ay · sin α = 3,75 · 0,989 + 3,5 · 0,148 = 4,23 cм;
e = 2 · (b-b1) + 1,5 = 2 · (7,5-3,75) + 1,5 = 8 cм;
e = 8 < 2 · ax1 = 2 · 4,23 = 8,46 см, следовательно учитывают подвод тепла к стержню с третьей стороны поперечного сечения; ax2 = e + ax1 = 8 + 4,23 = 12,23 см, при ay < ax1, показатель условий нагрева стержней определяют по формуле (26):

Figure 00000013

следовательно мера огнезащиты арматуры бетоном Ca = m3 · amin = 0,52 · 3,5 = 1,82 см.Example 2. Indicators of checking the condition of reinforced concrete ribbed slabs are given: reinforcement on a slab 2⌀20 A t- IV; d c = 2 cm; c = 2.5 cm;
a y = 2.5 + 2/2 = 3.5 cm = a min ; b 1 = 3.75 cm; α = 8.5 degrees;
a x1 = b 1 · cos α + a y · sin α = 3.75 · 0.989 + 3.5 · 0.148 = 4.23 cm;
e = 2 · (bb 1 ) + 1.5 = 2 · (7.5-3.75) + 1.5 = 8 cm;
e = 8 <2 · a x1 = 2 · 4.23 = 8.46 cm, therefore, the heat supply to the rod from the third side of the cross section is taken into account; a x2 = e + a x1 = 8 + 4.23 = 12.23 cm, for a y <a x1 , the indicator of the heating conditions of the rods is determined by the formula (26):
Figure 00000013

therefore, the measure of fire protection of reinforcement with concrete C a = m 3 · a min = 0.52 · 3.5 = 1.82 cm.

Интегральный параметр степени напряжения продольной рабочей арматуры изгибаемой железобетонной конструкции определяют из условия (2). The integral parameter of the degree of tension of the longitudinal working reinforcement of a flexible concrete structure is determined from condition (2).

Для прямоугольного сечения с арматурой, сосредоточенной у растянутой и сжатой граней конструкции, в зависимости от высоты сжатой зоны
x = (As · Rsn - A's - Rscn)/(b · Rbn),
степень напряжения арматуры определяют по формуле (28):

Figure 00000014

Для прямоугольного сечения конструкций с одиночной арматурой, в зависимости от высоты сжатой зоны
x = (As · Rsn)/(b · Rbn); (29)
степень напряжения арматуры определяют по формуле (30):
Jσc= Mн/[As·Rsn·(h0-0,5·x)] ≅ 1; (30)
где Mн - изгибающий момент от действия нормативных нагрузок, кН · м;
As и As1 - площади сечения арматуры в растянутой и сжатой зоне сечения, см2;
Rsn и Rscn - нормативные сопротивления арматуры на растяжение и на сжатие, МПа;
h0 и b - полезная высота и ширина сечения элемента, см;
a' - глубина заложения сжатой арматуры, см;
Rsn - нормативные сопротивления бетона сжатию, МПа.For a rectangular section with reinforcement concentrated near the stretched and compressed faces of the structure, depending on the height of the compressed zone
x = (A s R sn - A s - R scn ) / (b R bn ),
the degree of tension of the reinforcement is determined by the formula (28):
Figure 00000014

For a rectangular section of structures with single reinforcement, depending on the height of the compressed zone
x = (A s · R sn ) / (b · R bn ); (29)
the degree of tension of the reinforcement is determined by the formula (30):
J σc = M n / [A s · R sn · (h 0 -0.5 · x)] ≅ 1; (thirty)
where M n - bending moment from the action of regulatory loads, kN · m;
A s and A s1 are the cross-sectional areas of the reinforcement in the stretched and compressed section zone, cm 2 ;
R sn and R scn are the standard tensile and compression resistance of the reinforcement, MPa;
h 0 and b - the useful height and width of the section of the element, cm;
a 'is the depth of the compressed reinforcement, cm;
R sn - standard concrete compressive strength, MPa.

Коэффициент температуропроводности бетона огнезащитного слоя в условиях теплового воздействия определяют осредненно при 450oC. Для расчета интегрального его параметра по формуле (5), определяют плотность бетона в естественном состоянии, его влажность, а также показатели теплопроводности и теплоемкости бетона при 450oC.The coefficient of thermal diffusivity of concrete of a fire-retardant layer under thermal exposure is determined averaged at 450 o C. To calculate its integral parameter by formula (5), determine the density of concrete in its natural state, its moisture content, as well as the thermal conductivity and heat capacity of concrete at 450 o C.

Используя полученные интегральные параметры Ca, см; Jσc; Lbr, см2/ч, по приведенной номограмме (см. фиг. 1) находят предел огнестойкости балочных конструкций здания.Using the obtained integral parameters C a , cm; Jσ c ; L br , cm 2 / h, the above nomogram (see Fig. 1) find the fire resistance of the beam structures of the building.

При тех же значениях интегральных параметров предел огнестойкости конструкций, имеющих различные статические схемы работы, физический износ, формы поперечного сечения и особенности его армирования, рассчитывают по формуле (I). With the same values of the integral parameters, the fire resistance of structures with different static working patterns, physical wear, cross-sectional shapes and features of its reinforcement is calculated by formula (I).

Гарантированный предел огнестойкости изгибаемых железобетонных конструкций, F(R), мин, вычисляют по приведенной номограмме (см. фиг. 1) при соответствующем изменении конструктивных параметров: меры огнезащиты рабочей арматуры Ca, см, осредненного коэффициента температуропроводности бетона Lbr, см2/ч, и степени напряжения арматуры Jσc.
Пример 3. Сборная плоская плита выполнена из тяжелого бетона Lbr = 13 см2/ч, рабочая арматура класса A-III, глубина заложения арматуры - мера огнезащиты рабочей арматуры - Ca = 2,5 см, степень напряжения арматуры - Jσc = 0,66.
The guaranteed fire resistance of flexible concrete structures, F (R) , min, is calculated by the nomogram (see Fig. 1) with a corresponding change in design parameters: fire protection measures of working reinforcement C a , cm, averaged coefficient of thermal diffusivity of concrete L br , cm 2 / h, and the degree of reinforcement stress Jσ c .
Example 3. Prefabricated flat plate made of heavy concrete L br = 13 cm 2 / h, working reinforcement class A-III, the depth of the reinforcement - the measure of fire protection of the working reinforcement - C a = 2.5 cm, the degree of tension of the reinforcement - Jσ c = 0.66.

Ответ: предел огнестойкости железобетонной плиты F(R) = 115 мин (см. фиг. 1 - сплошная рабочая линия номограммы).Answer: fire resistance limit of reinforced concrete slab F (R) = 115 min (see Fig. 1 - continuous working line of the nomogram).

Пример 4. Обратная задача: гарантированный предел огнестойкости F(R) = 60 мин для плоской железобетонной плиты примера 1 обеспечивается глубиной заложения рабочей арматуры Ca = 2 см (см. фиг. 1 - пунктирная рабочая линия номограммы).Example 4. Inverse problem: the guaranteed fire resistance limit F (R) = 60 min for a flat reinforced concrete slab of Example 1 is provided by the depth of working reinforcement Ca = 2 cm (see Fig. 1 - dashed line of the nomogram).

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного способа следующей совокупности условий:
а) средство, воплощающее заявленный способ при его осуществлении, предназначено для использования в строительной промышленности, а именно в классификации железобетонных конструкций зданий по показателям сопротивления их воздействию пожара;
б) для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов;
в) предложенный способ применен при натурном осмотре железобетонных конструкций покрытия складского блока площадью 2160 м2 промышленного здания в г. Самаре. Результаты неразрушающих испытаний ребристых плит размером 6х3х0,3 м, бетон тяжелый класса В 35, арматура 2⌀16 A-V, показали предел огнестойкости, равный 90 мин (1,5 ч); для двускатных решетчатых балок пролетом 18 м, арматура класса Aт-V, предел огнестойкости - 70 мин (1,15 ч).
Thus, the above information indicates that when using the claimed method the following set of conditions:
a) a tool that embodies the claimed method in its implementation, is intended for use in the construction industry, namely in the classification of reinforced concrete structures of buildings according to their resistance to fire;
b) for the claimed method in the form described in the independent clause of the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application is confirmed;
c) the proposed method was applied during field inspection of reinforced concrete structures of the coating of the warehouse block with an area of 2160 m 2 of an industrial building in Samara. The results of non-destructive testing of ribbed slabs measuring 6х3х0.3 m, heavy concrete, class B 35, reinforcement 2⌀16 AV, showed a fire resistance limit of 90 min (1.5 h); for gable grating beams with a span of 18 m, At-V class reinforcement, fire resistance limit - 70 min (1.15 h).

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость". Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Источники информации
1. Ильин Н. А. Последствия огневого воздействия на железобетонные конструкции. - М., Стройиздат, 1979, - 128 с. (см. с. 16; 34-35).
Sources of information
1. Ilyin N. A. Consequences of fire exposure on reinforced concrete structures. - M., Stroyizdat, 1979, - 128 p. (see p. 16; 34-35).

2. Здания и фрагменты зданий. Метод натурных огневых испытаний. Общие требования. Нормы пожарной безопасности. НПБ 233- 97. - М., ВНИИПО, 1997-14 с. 2. Buildings and fragments of buildings. The method of full-scale fire tests. General requirements. Fire safety standards. NPB 233-97. - M., VNIIPO, 1997-14 p.

3. Огнестойкость зданий // В.П. Бушев, В.А. Пчелинцев, В.С. Федоренко, А.И. Яковлев. - М., Стройиздат, 1970, - 261 с. (см. с. 252-256). 3. Fire resistance of buildings // V.P. Bushev, V.A. Pchelintsev, V.S. Fedorenko, A.I. Yakovlev. - M., Stroyizdat, 1970, - 261 p. (see p. 252-256).

4. ГОСТ 30247.1-94. Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции. - М., ИПК Изд-во стандартов, 1995. - 7 с. 4. GOST 30247.1-94. Building constructions. Test methods for fire resistance. Bearing and enclosing structures. - M., IPK Publishing House of Standards, 1995. - 7 p.

Claims (22)

1. Способ определения огнестойкости изгибаемых железобетонных конструкций здания путем испытания, включающего проведение технического осмотра, установление вида бетона и арматуры конструкций, выявление условий их опирания и крепления, определение времени наступления предельного состояния по признаку потери несущей способности конструкции под нормативной нагрузкой в условиях стандартного теплового воздействия, отличающийся тем, что испытание конструкций проводят без разрушения по комплексу единичных показателей качества, технический осмотр дополняют инструментальными измерениями геометрических размеров конструкций и их опасных сечений, определяют число и диаметр рабочих стержней арматуры, их взаимное расположение и толщину защитного слоя бетона, выявляют форму конструкций, схемы их обогрева опасных сечений при пожаре и условия нагревания рабочей арматуры, устанавливают глубину залегания стержней рабочей арматуры и меру ее огнезащиты, экспериментально определяют показатели плотности бетона и его влажности в естественном состоянии и/или величину осредненного коэффициента температуропроводности бетона, оценивают характеристики бетона сопротивлению сжатия и рабочей арматуры сопротивлению растяжения, устанавливают величину приложенной нормативной нагрузки на конструкции и по ней находят степень напряжения рабочей арматуры, и, используя полученные интегральные параметры конструкции, по приведенной номограмме вычисляют фактический предел огнестойкости ее. 1. A method for determining the fire resistance of bent reinforced concrete structures of a building by testing, including technical inspection, establishing the type of concrete and reinforcement of structures, identifying the conditions for their support and fastening, determining the time of the onset of the ultimate state based on the loss of the bearing capacity of the structure under standard load under standard thermal exposure , characterized in that the test of structures is carried out without destruction according to a set of individual quality indicators, technical This inspection is supplemented by instrumental measurements of the geometric dimensions of structures and their dangerous sections, the number and diameter of working reinforcement rods, their relative position and thickness of the concrete protective layer are determined, the shape of structures, their heating schemes for dangerous sections during a fire and the heating conditions of working reinforcement are determined, and the depth is established rods of working reinforcement and the measure of its fire protection, experimentally determine the density of concrete and its moisture content in a natural state and / or the value averaged the thermal coefficient of concrete, concrete estimate characteristics of resistance and compression of the working armature resistance tensile set value applied regulatory burden on the design and on it are working degree armature voltage, and using the obtained integral design parameters calculated at the present nomogram actual limit its fire resistance. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что длительность сопротивления, F(R), мин изгибаемых железобетонных конструкций от начала стандартного теплового воздействия до потери несущей способности определяют по формуле
Figure 00000015

где Jσc - степень напряжения продольной рабочей арматуры в опасном сечении конструкций;
n и Dс - параметры вида и класса арматуры;
Са - мера огнезащиты арматуры, см;
Lbr - осредненный коэффициент температуропроводности бетона защитного слоя, см2/ч;
Ki - поправочные коэффициенты, которыми учитывают статическую схему работы конструкций, особенности армирования их опасных сечений, размеры диаметров стержней рабочей арматуры, физический износ конструкций, например, для сплошной плиты K1 = 1, для многопустотной панели K1 = 0,8.
2. The method according to p. 1, characterized in that the duration of resistance, F (R) , min of bending reinforced concrete structures from the beginning of the standard heat exposure to the loss of bearing capacity is determined by the formula
Figure 00000015

where J σc is the degree of tension of the longitudinal working reinforcement in a dangerous section of structures;
n and D with - parameters of the type and class of reinforcement;
With a - a measure of fire protection of reinforcement, cm;
L br - the average coefficient of thermal diffusivity of concrete protective layer, cm 2 / h;
K i - correction factors that take into account the static scheme of the structures, the features of reinforcing their dangerous sections, the diameters of the rods of the working reinforcement, the physical wear of structures, for example, for a continuous plate K 1 = 1, for a multi-hollow panel K 1 = 0.8.
3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что степень напряжения - Jσc продольной рабочей арматуры конструкции от действующей нормативной нагрузки определяют из условия
Jσc= σn/Rsn≅ 1,
где σn - напряжения в рабочей арматуре от изгибающего момента, МПа;
Rsn - нормативное сопротивление арматуры растяжению, МПа.
3. The method according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the degree of stress - J σc of the longitudinal working reinforcement of the structure from the current standard load is determined from the condition
J σc = σ n / R sn ≅ 1,
where σ n - stresses in the working reinforcement from the bending moment, MPa;
R sn - standard tensile strength of the reinforcement, MPa.
4. Способ по п.2, отличающийся тем, что величины параметров огнестойкости n и Dc изгибаемых конструкций, армированных различными видами стали, принимают в зависимости от класса арматуры следующими: (см. графическую часть).4. The method according to claim 2, characterized in that the values of the fire resistance parameters n and D c of flexible structures reinforced with various types of steel are adopted, depending on the class of reinforcement, as follows: (see graphic part). 5. Способ по п.2, отличающийся тем, что меру огнезащиты продольной рабочей арматуры - Са, см, определяют по зависимости
Са = m · amin,
где m - показатель условий нагрева рабочей арматуры в поперечном сечении конструкции при тепловом воздействии;
amin - минимальная глубина залегания рабочей арматуры по одной из осей координат поперечного сечения, см.
5. The method according to claim 2, characterized in that the fire protection measure of the longitudinal working reinforcement - Ca, cm, is determined by the dependence
C a = m · a min,
where m is an indicator of the heating conditions of the working reinforcement in the cross section of the structure during thermal exposure;
a min - the minimum depth of the working reinforcement along one of the coordinate axes of the cross section, see
6. Способ по любому из пп.2 и 5, отличающийся тем, что величину показателя условия нагрева - m продольной рабочей арматуры при 2- или 3-стороннем обогреве ее, при ax1≅ ax2 и ay ≥ ax1, определяют по формуле
Figure 00000016

где ax1, ax2 и ay - соответственно глубина залегания арматуры от обогреваемой грани конструкции по осям координат поперечного сечения, см, при ay < ax1 - под корнем принимают обратное соотношение, то есть ax1/ay.
6. The method according to any one of claims 2 and 5, characterized in that the value of the heating condition indicator is m of longitudinal working reinforcement with 2- or 3-sided heating of it, with a x1 ≅ a x2 and a y ≥ a x1 , determined by the formula
Figure 00000016

where a x1 , a x2 and a y are, respectively, the depth of the reinforcement from the heated face of the structure along the coordinate axes of the cross section, cm, for a y <a x1 - the inverse ratio is taken under the root, that is, a x1 / a y .
7. Способ по п.2, отличающийся тем, что величину осредненного коэффициента температуропроводности бетона Lbr, см2/ч, определяют экспериментально или находят из выражения
Lbr= 36·103·λbr·(1+0,01·β)/(cbr+0,05·β)·ρ,
где λbr и Сbr - соответственно показатели теплопроводности, Вт/(м · oC), и удельной теплоемкости бетона, кДж/(кг · oC), при температуре 450oC;
β и ρ - плотность бетона в естественном состоянии, кг/м3, и его влажность, % по массе.
7. The method according to claim 2, characterized in that the value of the averaged coefficient of thermal diffusivity of concrete L br , cm 2 / h, is determined experimentally or found from the expression
L br = 36 · 10 3 · λ br · (1 + 0.01 · β) / (c br + 0.05 · β) · ρ,
where λ br and C br - respectively, thermal conductivity, W / (m · o C), and specific heat of concrete, kJ / (kg · o C), at a temperature of 450 o C;
β and ρ are the density of concrete in its natural state, kg / m 3 , and its moisture content,% by weight.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что неразрушающие испытания проводят для группы однотипных конструкций, различия между прочностью бетона и текучестью арматуры которых обусловлены главным образом случайным фактором. 8. The method according to claim 1, characterized in that non-destructive tests are carried out for a group of structures of the same type, the differences between the strength of concrete and the fluidity of the reinforcement which are caused mainly by a random factor. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что схемы обогрева поперечных сечений испытуемых балочных конструкций в условиях пожара определяют в зависимости от фактического расположения частей здания. 9. The method according to claim 1, characterized in that the heating patterns of the cross-sections of the test beam structures under fire conditions are determined depending on the actual location of the parts of the building. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что для балочных конструкций с симметричным поперечным сечением и с симметричным обогревом в условиях теплового воздействия, глубину залегания группы стержней рабочей арматуры от обогреваемой поверхности по нормали к ней определяют осредненно путем нахождения геометрического центра площадей соответствующих стержней для каждой армированной зоны сечения, разделенного осью симметрии. 10. The method according to claim 1, characterized in that for beam structures with a symmetrical cross-section and with symmetrical heating under heat exposure, the depth of the group of rods of the working reinforcement from the heated surface along the normal to it is determined averaged by finding the geometric center of the areas of the corresponding rods for each reinforced section zone, divided by an axis of symmetry. 11. Способ по любому из пп.1 и 10, отличающийся тем, что в случае расположения группы стержней рабочей арматуры только по оси симметрии поперечного сечения конструкции, глубину ее залегания определяют осредненно путем нахождения геометрического центра площадей всех стержней армированной зоны сечения. 11. The method according to any one of claims 1 and 10, characterized in that if the group of rods of the working reinforcement is located only along the symmetry axis of the structural cross section, its depth is determined averaged by finding the geometric center of the areas of all the rods of the reinforced section zone. 12. Способ по любому из пп.1, 10 и 11, отличающийся тем, что глубины залегания рабочей арматуры ах и аy, см, от обогреваемых в условиях теплового воздействия граней испытуемой конструкции определяют по формулам
ax= ΣAi·xi/ΣAi; ay= ΣAi·yi/ΣAi,
где x1 и yi - осевое расстояние i-го стержня по осям координат, см;
n и Ai - число стержней арматуры и площадь i-го стержня, см2.
12. The method according to any one of claims 1, 10 and 11, characterized in that the depths of the working reinforcement a x and a y , cm, from the faces of the test structure heated under the influence of heat exposure are determined by the formulas
a x = ΣA i · x i / ΣA i ; a y = ΣA i · y i / ΣA i ,
where x 1 and y i - axial distance of the i-th rod along the coordinate axes, cm;
n and A i - the number of rebar rods and the area of the i-th rod, cm 2 .
13. Способ по любому из пп.1 и 12, отличающийся тем, что глубину залегания арматуры - ах, см, испытуемой конструкции по нормали от обогреваемой грани, расположенной под углом α, град, к оси ординат, определяют по формуле
ax= b1·cosα+ay·sinα,
где b1 - часть ширины поперечного сечения по низу конструкции измеренная от обогреваемой грани до оси арматуры, см;
аy - глубина залегания арматуры по оси ординат, см.
13. The method according to any one of claims 1 and 12, characterized in that the depth of the reinforcement - a x , cm, of the test structure normal to the heated face located at an angle α, deg, to the ordinate axis, is determined by the formula
a x = b 1 cos α + a y sin sin,
where b 1 - part of the width of the cross section at the bottom of the structure measured from the heated face to the axis of the reinforcement, cm;
and y is the depth of reinforcement along the ordinate axis, see
14. Способ по п.2, отличающийся тем, что поправку к величине предела огнестойкости конструкций, имеющих рабочую арматуру различных диаметров, учитывают коэффициентом K = dc 0,05, где dc - номинальный диаметр рабочей арматуры, см.14. The method according to claim 2, characterized in that the correction to the fire resistance limit of structures having working reinforcement of various diameters is taken into account by the coefficient K = d c 0.05 , where d c is the nominal diameter of the working reinforcement, see 15. Способ по любому из пп. 2 и 14, отличающийся тем, что при групповом расположении стержней рабочей арматуры в поперечном сечении конструкции, спаренные стержни заменяют одним условным стержнем с приведенным диаметром
Figure 00000017
где d1 и d2 - номинальный диаметр первого и второго спаренных стержней, см.
15. The method according to any one of paragraphs. 2 and 14, characterized in that in the group arrangement of the rods of the working reinforcement in the cross section of the structure, the paired rods are replaced by one conditional rod with a reduced diameter
Figure 00000017
where d 1 and d 2 - the nominal diameter of the first and second paired rods, see
16. Способ по п.2, отличающийся тем, что поправку к величине предела огнестойкости конструкций перекрытия, имеющего определенный физический износ, учитывают коэффициентом Кф = 0,1(100 - Фи), где Фи - величина физического износа конструкций, %.16. The method according to claim 2, characterized in that the amendment to the value of the fire resistance limit of the floor structures having a certain physical wear, take into account the coefficient K f = 0.1 (100 - F and ), where F and - the amount of physical wear of structures,% . 17. Способ по п.2, отличающийся тем, что увеличение предела огнестойкости статически неопределимых изгибаемых конструкций учитывают коэффициентом
Km = 0.9 · (1 + Aon/A);
где Aon и А - соответственно площади сечения продольной рабочей арматуры над опорой и в пролете конструкции, см2.
17. The method according to claim 2, characterized in that the increase in the fire resistance of statically indefinable bending structures is taken into account by the coefficient
K m = 0.9 · (1 + A on / A);
where A on and A are, respectively, the cross-sectional area of the longitudinal working reinforcement above the support and in the span of the structure, cm 2 .
18. Способ по п.1, отличающийся тем, что за единичные показатели качества конструкций, влияющие на предел огнестойкости, принимают геометрические размеры конструкций и высоту опасного сечения, глубину залегания, класс, диаметр, степень напряжения и предел текучести арматуры, прочность бетона на сжатие, влажность и плотность его, толщину защитного слоя и коэффициент температуропроводности бетона. 18. The method according to claim 1, characterized in that the unit dimensions of the quality of structures that affect the fire resistance, take the geometric dimensions of the structures and the height of the dangerous section, the depth, class, diameter, stress and yield strength of the reinforcement, concrete compressive strength , humidity and density, the thickness of the protective layer and the coefficient of thermal diffusivity of concrete. 19. Способ по любому из пп.1 и 18, отличающийся тем, что число испытаний nи единичного показателя качества конструкций, при вероятности результата 0,95 и точности 5%, принимают nи= 0,15ν2≥ 6.19. The method according to any one of claims 1 and 18, characterized in that the number of tests n and a single indicator of the quality of the structures, with a probability of a result of 0.95 and an accuracy of 5%, take n and = 0.15ν 2 ≥ 6. 20. Способ по п.1, отличающийся тем, что в случае, когда все единичные показатели качества конструкций, при Н более 9, находятся в контрольных пределах, минимальное целое число конструкций в выборке по плану сокращенных испытаний Нс, шт, назначают из условия
Figure 00000018
где Н - число однотипных конструкций в здании, шт.
20. The method according to claim 1, characterized in that in the case when all the individual indicators of the quality of the structures, when H is more than 9, are within the control limits, the minimum integer number of structures in the sample according to the plan for shortened tests N s , pcs, is assigned from the condition
Figure 00000018
where H is the number of structures of the same type in the building, pcs.
21. Способ по каждому из пп.1 и 20, отличающийся тем, что в случае, когда хотя бы один из единичных показателей качества конструкций выходит за границы контрольных пределов, минимальное количество конструкций в выборке по норме
Figure 00000019

22. Способ по каждому из пп.1, 20 и 21, отличающийся тем, что в случае, когда хотя бы один из единичных показателей качества конструкций выходит за границы допустимых пределов или Н ≅ 5 шт., испытанию подвергают все однотипные конструкции здания поштучно.
21. The method according to each of claims 1 and 20, characterized in that in the case when at least one of the individual indicators of the quality of the structures goes beyond the control limits, the minimum number of structures in the sample is normal
Figure 00000019

22. The method according to each of paragraphs 1, 20 and 21, characterized in that in the case when at least one of the individual indicators of the quality of the structures goes beyond the permissible limits or H ≅ 5 pieces, all the same building structures are tested individually.
23. Способ по п.1, отличающийся тем, что гарантированный предел огнестойкости конструкций вычисляют по приведенной номограмме путем решения обратной задачи огнестойкости. 23. The method according to claim 1, characterized in that the guaranteed limit of fire resistance of structures is calculated according to the nomogram by solving the inverse problem of fire resistance.
RU99103909A 1999-02-22 1999-02-22 Method for determination of fire resistance of flexible reinforced-concrete building constructions RU2161793C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99103909A RU2161793C2 (en) 1999-02-22 1999-02-22 Method for determination of fire resistance of flexible reinforced-concrete building constructions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99103909A RU2161793C2 (en) 1999-02-22 1999-02-22 Method for determination of fire resistance of flexible reinforced-concrete building constructions

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99103909A RU99103909A (en) 2000-12-20
RU2161793C2 true RU2161793C2 (en) 2001-01-10

Family

ID=20216456

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99103909A RU2161793C2 (en) 1999-02-22 1999-02-22 Method for determination of fire resistance of flexible reinforced-concrete building constructions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2161793C2 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2615047C1 (en) * 2015-11-02 2017-04-03 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Evaluation method for fire-resistance of reinforced concrete column of building
RU2615048C1 (en) * 2015-11-02 2017-04-03 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Evaluation method for fire-resistance of reinforced concrete girder structure of building
RU2650704C1 (en) * 2017-03-07 2018-04-17 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Method for evaluating fire resistance of beam structure
RU2657328C1 (en) * 2017-03-29 2018-06-13 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Method of the building enclosing structure fire resistance estimation by the criterion of thermal insulating ability
RU2671910C1 (en) * 2017-11-16 2018-11-07 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Method of estimation of fire resistance of multi-hollow prestressed reinforced concrete slab
RU2674418C1 (en) * 2017-12-05 2018-12-07 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Method for assessing fire resistance of monolithic reinforced concrete beam slabs of interior surfaces of buildings
RU2674570C1 (en) * 2017-12-11 2018-12-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Method for evaluating fire resistance of reinforced concrete slab with pinched contour
RU2678781C1 (en) * 2018-02-26 2019-02-01 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Method for determining the fire resistance of reinforced concrete compressed element of the annular section
CN109709148A (en) * 2018-12-25 2019-05-03 哈尔滨工业大学 Removable support and construction method for the test of reinforced beam three-face fire

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГОСТ 30247.1-94. М., ИПК Из-во стандартов, 1995. *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2615047C1 (en) * 2015-11-02 2017-04-03 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Evaluation method for fire-resistance of reinforced concrete column of building
RU2615048C1 (en) * 2015-11-02 2017-04-03 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Evaluation method for fire-resistance of reinforced concrete girder structure of building
RU2650704C1 (en) * 2017-03-07 2018-04-17 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Method for evaluating fire resistance of beam structure
RU2657328C1 (en) * 2017-03-29 2018-06-13 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Method of the building enclosing structure fire resistance estimation by the criterion of thermal insulating ability
RU2671910C1 (en) * 2017-11-16 2018-11-07 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Method of estimation of fire resistance of multi-hollow prestressed reinforced concrete slab
RU2674418C1 (en) * 2017-12-05 2018-12-07 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Method for assessing fire resistance of monolithic reinforced concrete beam slabs of interior surfaces of buildings
RU2674570C1 (en) * 2017-12-11 2018-12-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Method for evaluating fire resistance of reinforced concrete slab with pinched contour
RU2678781C1 (en) * 2018-02-26 2019-02-01 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Method for determining the fire resistance of reinforced concrete compressed element of the annular section
CN109709148A (en) * 2018-12-25 2019-05-03 哈尔滨工业大学 Removable support and construction method for the test of reinforced beam three-face fire
CN109709148B (en) * 2018-12-25 2021-04-13 哈尔滨工业大学 Detachable support for reinforced concrete beam three-side fire test and construction method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2615048C1 (en) Evaluation method for fire-resistance of reinforced concrete girder structure of building
RU2615047C1 (en) Evaluation method for fire-resistance of reinforced concrete column of building
RU2350933C1 (en) Method for determination of fire resistance of concrete and reinforced concrete walls of building
RU2650704C1 (en) Method for evaluating fire resistance of beam structure
RU2604820C1 (en) Method for assessing fire resistance of reinforced concrete truss of building
RU2161793C2 (en) Method for determination of fire resistance of flexible reinforced-concrete building constructions
Jung et al. Experimental study on the structural performance degradation of corrosion-damaged reinforced concrete beams
RU2320982C1 (en) Method to determine steel building beam fire resistance
RU2281482C2 (en) Method to determine fire-resistance of compressed reinforced concrete building structure members
RU2322663C1 (en) Method to determine fire-resistance of building metal beam
Stepinac et al. Inspection and condition assessment of existing timber structures
Frappa et al. Experimental tests for the assessment of residual strength of rc structures after fire–Case study
RU2357245C2 (en) Method of determining flame resistance of building brick piers
Cakir et al. An experimental study on RC beams shear-strengthened with Intraply Hybrid U-Jackets Composites monitored by digital image correlation (DIC)
RU2698572C1 (en) Method for assessing fire resistance of a wooden bent element
RU2695344C1 (en) Method of determining fire resistance of pipe concrete column of building
RU2564010C1 (en) Method of determination of fire resistance of brick columns with ferroconcrete holder
RU2564009C1 (en) Method of determining fire resistance of stone pillars with steel becket
RU99103909A (en) METHOD FOR DETERMINING FIRE RESISTANCE OF BENDED REINFORCED CONCRETE STRUCTURES OF BUILDINGS
RU2671910C1 (en) Method of estimation of fire resistance of multi-hollow prestressed reinforced concrete slab
RU2674418C1 (en) Method for assessing fire resistance of monolithic reinforced concrete beam slabs of interior surfaces of buildings
RU2634569C1 (en) Method for estimating fire resistance of steel beam with corrugated wall
RU2678780C1 (en) Method for determining fire resistance of reinforced concrete column of round section
Al-Nasra et al. Shear failure investigation of reinforced concrete beams with swimmer bars
RU2275622C1 (en) Method for fire stability determination in compressed timber structure members