RU2357246C2 - Method of determining flame resistance of building mesh-reinforced brick piers - Google Patents
Method of determining flame resistance of building mesh-reinforced brick piers Download PDFInfo
- Publication number
- RU2357246C2 RU2357246C2 RU2007129457/03A RU2007129457A RU2357246C2 RU 2357246 C2 RU2357246 C2 RU 2357246C2 RU 2007129457/03 A RU2007129457/03 A RU 2007129457/03A RU 2007129457 A RU2007129457 A RU 2007129457A RU 2357246 C2 RU2357246 C2 RU 2357246C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- masonry
- stone
- pillars
- reinforcement
- fire
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Working Measures On Existing Buildindgs (AREA)
- Building Environments (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области пожарной безопасности зданий и сооружений (далее - зданий). В частности, оно может быть использовано для классификации каменных столбов с сетчатым армированием по показателям сопротивления их воздействию пожара. Это дает возможность обоснованного использования существующих каменных столбов с фактическим пределом огнестойкости в зданиях различных классов по их конструктивной пожарной опасности.The invention relates to the field of fire safety of buildings and structures (hereinafter referred to as buildings). In particular, it can be used to classify stone pillars with mesh reinforcement according to their resistance to fire. This makes it possible to justify the use of existing stone pillars with an actual fire resistance limit in buildings of various classes for their constructive fire hazard.
Необходимость определения показателей огнестойкости армированных каменных столбов и простенков возникает при реконструкции здания, усилении его частей и элементов, приведении огнестойкости каменных столбов здания в соответствие с требованиями современных норм, при проведении экспертизы и/или восстановлении каменных столбов после пожара.The need to determine the fire resistance of reinforced stone pillars and piers arises during the reconstruction of the building, strengthening its parts and elements, bringing the fire resistance of the stone pillars of the building in accordance with the requirements of modern standards, during the examination and / or restoration of stone pillars after a fire.
При реконструкции капитального здания возможно переустройство и перепланировка помещений, изменение их функционального назначения, замена каменных столбов и оборудования. Это влияет на изменение требуемой огнестойкости здания и его несущих конструкций.When reconstructing a capital building, it is possible to reconstruct and redevelop the premises, change their functional purpose, replace stone pillars and equipment. This affects the change in the required fire resistance of the building and its supporting structures.
Известен способ определения огнестойкости каменных столбов здания по результатам изучения последствий натурного пожара. Этот способ включает определение положения столбов в здании, оценку состояния столбов путем осмотра и измерения, изготовление контрольных образцов камня, определение времени наступления предельного состояния по потере несущей способности конструкции, то есть обрушения в условиях пожара / Ильин Н.А. Последствия огневого воздействия на железобетонные конструкции. - М.: Стройиздат, 1979. С.34-35; 90 / [1].A known method of determining the fire resistance of stone pillars 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 poles in the building, assessing the condition of the poles by inspection and measurement, making control samples of the stone, determining the time of the onset of the ultimate state by the loss of the bearing capacity of the structure, that is, collapse in a fire / Ilyin N.A. The consequences of fire on reinforced concrete structures. - M .: Stroyizdat, 1979. 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 каменных столбов, имеющих другие размеры и другую внешнюю нагрузку. Затруднительно сопоставление полученных результатов со стандартными огневыми испытаниями аналогичных каменных столбов. Следовательно, этот способ дорог, имеет малую технологическую возможность к повторным испытаниям, трудоемок и опасен для испытателей.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, the fire resistance limits are determined approximately from 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 stone pillars having different sizes and other external loads. It is difficult to compare the results obtained with standard fire tests of similar stone pillars. Therefore, this method is expensive, has little technological ability to re-test, time-consuming and dangerous for testers.
Известен способ оценки огнестойкости каменных столбов по результатам натурных огневых испытаний фрагмента зданий, в котором производят осмотр конструкций, определяют влажность материала кладок, назначают статическую нагрузку на столбы соответственно реальным условиям эксплуатации здания, определяют факторы, влияющие на величину предела огнестойкости / 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 stone pillars according to the results of full-scale fire tests of a building fragment in which the structures are inspected, the moisture of the masonry material is determined, the static load on the poles is assigned according to the actual operating conditions of the building, the factors affecting the value of the fire resistance / NPB 233-97 are determined. Buildings and fragments of buildings. The method of full-scale fire tests. General requirements. - M .: VNIIPO, 1997. S.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, наблюдения за состоянием каменных столбов в условиях экспериментального пожара затруднено и небезопасно, вследствие различий теплового режима опытного и стандартного пожаров затруднено определение истинных значений пределов огнестойкости каменных столбов, причины разрушения каменных столбов фрагмента могут быть не установлены вследствие многообразия одновременно действующих факторов пожара. Предельное состояние по огнестойкости каменных столбов может быть не достигнуто из-за более раннего разрушения изгибаемых элементов покрытия фрагмента / 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 following technical result 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 stone pillars 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 stone pillars, the reasons for the destruction of stone pillars of a fragment may not be tanovany due to the variety of simultaneously acting fire factors. The limit state of fire resistance of stone pillars may not be reached due to earlier destruction of the bending elements of the fragment coating / Fire resistance of buildings. V.P. Bushev, V.A. Pchelintsev, B.C. Fedorenko, A.I. Yakovlev. - M.: Stroyizdat, 1970. S.252-256 / [3].
Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ определения огнестойкости каменных столбов здания путем испытания, включающего проведение технического осмотра, установление вида камня и раствора стены класса арматуры, процента армирования по объему кладки сетчатой арматурой, выявление условия их опирания и крепления, определение времени наступления предельного состояния по потере несущей способности столбов под нормативной нагрузкой в условиях стандартного пожара / ГОСТ 30247.1-94. Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции. - М.: 1995. - 7 с. / [4], - принят за прототип.The closest method of the same purpose to the claimed invention by the totality of features is a method for determining the fire resistance of stone pillars of a building by testing, including technical inspection, establishing the type of stone and mortar of the reinforcement class wall, the percentage of reinforcement by volume of masonry with mesh reinforcement, identifying the conditions for their support and fastening , determination of the time of the onset of the limiting state by the loss of the bearing capacity of the pillars under the standard load in a standard fire / GOST 30247.1-94. Building constructions. Test methods for fire resistance. Bearing and enclosing structures. - M .: 1995. - 7 p. / [4], - adopted as a prototype.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в известном способе испытания проводят на образцах каменных столбов, на которые воздействуют только постоянные и длительные нагрузки в их расчетных значениях с коэффициентом надежности, равным единице, то есть проектные нормативные нагрузки.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known method adopted as a prototype include the fact that in the known method, the tests are carried out on samples of stone pillars, which are affected only by constant and continuous loads in their calculated values with a reliability coefficient equal to unity , i.e. design regulatory loads.
Испытания проводят на специальном стендовом оборудовании в огневых печах до разрушения образцов каменной конструкции. 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 каменных конструкций, не дают необходимой информации о влиянии единичных показателей качества каменной конструкции на ее огнестойкость.Tests are carried out on special bench equipment in fire furnaces until the destruction of samples of stone structures. 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 sized and differently loaded stone structures, do not provide the necessary information about the effect of individual quality indicators of a stone structure on its fire resistance.
Определение огнестойкости каменных столбов по единичному показателю качества, например по толщине, как правило, недооценивает пригодность эксплуатации каменных столбов в здании заданной степени огнестойкости.Determining the fire resistance of stone pillars by a single quality indicator, for example, by thickness, as a rule, underestimates the suitability of using stone pillars in a building of a given degree of fire resistance.
Экономические затраты на проведение испытаний возрастают за счет расходов на возведение образца каменной конструкции по месту установки нагревательных печей и на создание в них стандартного теплового режима. По малому числу испытуемых образцов (2-3 шт) невозможно судить о действительном состоянии столбов здания.The economic costs of testing increase due to the cost of erecting a sample of a stone structure at the installation site of the heating furnaces and to create a standard thermal regime in them. By the small number of test samples (2-3 pieces) it is impossible to judge the actual state of the pillars of the building.
Результаты огневого испытания единичны и не учитывают разнообразия в закреплении концов каменных столбов, их фактических размеров, влияния сетчатого армирования, условий обогрева опасного сечения испытуемых конструкций.The results of the fire test are single and do not take into account the diversity in fixing the ends of the stone pillars, their actual size, the influence of mesh reinforcement, the heating conditions of the dangerous section of the tested structures.
Сущность изобретения заключается в следующем. Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, состоит в установлении показателей пожарной безопасности здания в части гарантированной длительности сопротивления каменных столбов с сетчатым армированием в условиях пожара; в определении фактических пределов огнестойкости каменных столбов 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 stone pillars with mesh reinforcement in a fire; in determining the actual fire resistance limits of stone pillars 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 каменных конструкций в здании или его фрагменте; снижение трудоемкости определения огнестойкости каменных столбов; расширение технологических возможностей определения фактической огнестойкости различно нагруженных каменных столбов любых размеров и возможность сопоставления полученных результатов с испытаниями аналогичных конструкций здания; возможность проведения испытания каменных столбов на огнестойкость без нарушения функционального процесса в здании; снижение экономических затрат на испытание; сохранение эксплуатационной пригодности здания при обследовании и неразрушающих испытаниях каменных столбов; упрощение условий и сокращение сроков испытания каменных столбов на огнестойкость; использование полипараметрической зависимости для определения огнестойкости каменных столбов с сетчатым армированием; повышение точности и экспрессивности испытания; получение возможности решения обратных задач огнестойкости столбов и применения метода подбора переменных значений ее конструктивных параметров; использование интегральных конструктивных параметров для определения огнестойкости каменных конструкций и упрощение математического описания процесса термического сопротивления нагруженных каменных столбов; повышение достоверности результатов испытаний группы однотипных каменных столбов; уточнение единичных показателей качества каменных столбов с сетчатым армированием, влияющих на их огнестойкость; возможность определения гарантированного предела огнестойкости каменных столбов по конструктивным параметрам.EFFECT: elimination of fire tests of stone structures in a building or its fragment; reducing the complexity of determining the fire resistance of stone pillars; expanding the technological capabilities for determining the actual fire resistance of variously loaded stone pillars of any size and the possibility of comparing the results with tests of similar building structures; the ability to test stone pillars for fire resistance without disturbing the functional process in the building; reduction in economic costs of testing; maintaining the serviceability of the building during the examination and non-destructive testing of stone pillars; simplification of conditions and shortening of the test time of stone pillars for fire resistance; the use of polyparametric dependence to determine the fire resistance of stone pillars with mesh reinforcement; increased accuracy and expressiveness of the test; getting the opportunity to solve the inverse problems of fire resistance of pillars and the application of the method of selection of variable values of its design parameters; the use of integral structural parameters to determine the fire resistance of stone structures and the simplification of the mathematical description of the process of thermal resistance of loaded stone pillars; increasing the reliability of the test results of the group of the same type of stone pillars; clarification of individual quality indicators of stone pillars with mesh reinforcement, affecting their fire resistance; the ability to determine the guaranteed fire resistance of stone pillars by design parameters.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе определения огнестойкости каменных столбов с сетчатым армированием путем испытания, включающего проведение технического осмотра, установление марок кирпича, камня и раствора каменной кладки, марки стали, вида армирования, класса арматуры по прочности на растяжение, выявление условий опирания и крепления каменных столбов, установление их предельного состояния по огнестойкости, определение времени наступления предельного состояния по огнестойкости каменных столбов с сетчатым армированием под нормативной нагрузкой, особенность заключается в том, что испытание каменных столбов с сетчатым армированием проводят без разрушения, используя комплекс единичных показателей качества каменных столбов, назначают число и место расположения участков, в которых определяют показатели качества, технический осмотр дополняют инструментальными измерениями геометрических размеров каменных столбов в опасных сечениях, измерениями диаметров стержней сетчатого армирования, устанавливают прочность камня и раствора, размеры и форму камней, толщину швов каменной кладки и качество их заполнения, определяют площади сечения кладки и поперечной арматуры; выявляют схему нагрева опасных сечений каменных столбов при пожаре; экспериментально определяют показатели плотности и влажности, теплопроводности и теплоемкости кладки в естественном состоянии, показатели тепловой диффузии кладки в условиях пожара; находят временное сопротивление сжатию кладки; процент армирования опасных сечений каменных столбов; устанавливают величину нормативной нагрузки на каменные столбы при испытании на огнестойкость, величину интенсивности силовых напряжений в опасных сечениях, и, - используя полученные единичные параметры качества каменных конструкций с сетчатым армированием:The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known method for determining the fire resistance of stone pillars with mesh reinforcement by testing, including technical inspection, establishing grades of brick, stone and masonry mortar, steel grade, type of reinforcement, class of reinforcement according to tensile strength , identifying the conditions of support and fastening of stone pillars, establishing their limit state for fire resistance, determining the time of the onset of the limiting state on fire resistance of stone pillars with mesh reinforcement under standard load, the peculiarity is that the test of stone pillars with mesh reinforcement is carried out without destruction, using a set of individual quality indicators of stone columns, the number and location of sites in which quality indicators are determined, technical inspection supplement with instrumental measurements of the geometric dimensions of stone pillars in dangerous sections, measurements of the diameters of the mesh reinforcement rods, set pour the strength of the stone and mortar, the size and shape of the stones, the thickness of the masonry joints and the quality of their filling, determine the cross-sectional area of the masonry and transverse reinforcement; identify a scheme for heating dangerous sections of stone pillars in a fire; experimentally determine the density and humidity indicators, thermal conductivity and heat capacity of the masonry in its natural state, the thermal diffusion of the masonry in a fire; find temporary resistance to masonry compression; the percentage of reinforcement of dangerous sections of stone pillars; set the standard load on the stone pillars during the fire test, the value of the intensity of power stresses in dangerous sections, and, using the obtained unit quality parameters of stone structures with mesh reinforcement:
mo - коэффициент условий обогрева поперечного сечения столбов (1-5);m o - coefficient of the conditions for the heating of the cross section of the columns (1-5);
φs - коэффициент продольного изгиба каменных столбов с сетчатым армированием (0,1÷1,0)%;φ s is the coefficient of longitudinal bending of stone pillars with mesh reinforcement (0.1 ÷ 1.0)%;
Jσk - интенсивность силовых напряжений в опасных сечениях каменных столбов (0÷0,95);J σk is the intensity of power stresses in dangerous sections of stone pillars (0 ÷ 0.95);
h - размер меньшей стороны поперечного сечения столба, мм;h is the size of the smaller side of the cross section of the column, mm;
µ0 - процент армирования кладки по объему (0,1÷1,0);µ 0 is the percentage of masonry reinforcement by volume (0.1 ÷ 1.0);
Dsk - показатель тепловой диффузии армированной кладки, мм2/мин;D sk - an indicator of thermal diffusion of reinforced masonry, mm 2 / min;
Rsku - временное сопротивление сжатию армированной кладки, МПа,R sku - temporary compressive strength of the reinforced masonry, MPa,
- вычисляют предел огнестойкости каменных столбов с сетчатым армированием по потере несущей способности Fu(R), мин, по формуле (1):- calculate the fire resistance of stone pillars with mesh reinforcement by loss of bearing capacity F u (R) , min, by the formula (1):
Следующая особенность предложенного способа заключается в том, что величину коэффициента условий обогрева поперечного сечения столбов определяют по формуле (2):The next feature of the proposed method is that the value of the coefficient of the conditions for heating the cross section of the columns is determined by the formula (2):
где Р и Рo - соответственно полный периметр поперечного сечения стены и часть периметра, обогреваемого при пожаре, мм.where P and P o - respectively, the full perimeter of the cross section of the wall and part of the perimeter, heated in case of fire, mm
Следующая особенность предложенного способа заключается в том, что интенсивность силовых напряжений в опасном сечении несущих каменных столбов с сетчатым армированием от нормативной нагрузки при испытаниях на огнестойкость определяют из условия (3):The next feature of the proposed method is that the intensity of the power stresses in the dangerous section of the bearing stone pillars with mesh reinforcement from the standard load during fire tests is determined from the condition (3):
где γn - коэффициент уровня ответственности здания (0,8÷1,2);where γ n is the coefficient of the level of responsibility of the building (0.8 ÷ 1.2);
Nρ - нормативная нагрузка при испытаниях на огнестойкость, кН;N ρ - standard load during fire tests, kN;
Ncc - несущая способность каменных столбов, кН;N cc - bearing capacity of stone pillars, kN;
Ru; R - временное и расчетное сопротивление сжатию кладки, МПа;R u ; R is the temporary and calculated compressive strength of the masonry, MPa;
Особенность предложенного способа заключается в том, что показатель поперечного сетчатого армирования кладки по объему определяют по формуле (4):A feature of the proposed method is that the transverse mesh reinforcement of the masonry in volume is determined by the formula (4):
где µ0 - процент армирования кладки по объему (%);where µ 0 is the percentage of masonry reinforcement by volume (%);
Vs и Vk - объемы сетчатой арматуры и кладки, мм3.V s and V k - volumes of mesh reinforcement and masonry, mm 3 .
Особенность предложенного способа заключается в том, что коэффициент продольного изгиба каменных столбов с сетчатым армированием определяют без использования нормативных таблиц по формуле (5):A feature of the proposed method is that the coefficient of longitudinal bending of stone pillars with mesh reinforcement is determined without using normative tables according to the formula (5):
где φs - коэффициент продольного изгиба каменных столбов с сетчатым армированием (0,05÷1,0);where φ s is the coefficient of longitudinal bending of stone pillars with mesh reinforcement (0.05 ÷ 1.0);
ξк - показатель деформативности кладки столбов прямоугольного сечения с сетчатым армированием, вычисляемый по зависимости (6):ξ к is the deformability index of the masonry of pillars of rectangular section with mesh reinforcement, calculated by the dependence (6):
где h - меньшая сторона поперечного сечения столба, мм;where h is the smaller side of the cross section of the column, mm;
l0 - расчетная высота столба, мм;l 0 - calculated column height, mm;
для каменных столбов любой формы сечения показатель деформативности кладки вычисляют по формуле (7):for stone pillars of any sectional shape, the masonry deformability index is calculated by the formula (7):
αsk - упругая характеристика кладки с сетчатым армированием, определяемая по формуле (8):α sk is the elastic characteristic of the masonry with mesh reinforcement, determined by the formula (8):
α - упругая характеристика неармированной кладки, принимаемая в зависимости от вида кладки и прочности раствора (200÷1500);α is the elastic characteristic of unreinforced masonry, taken depending on the type of masonry and the strength of the solution (200 ÷ 1500);
Ru; Rsku - соответственно временное сопротивление сжатию неармированной и армированной кладки, МПа;R u ; R sku - respectively, temporary compressive strength of unreinforced and reinforced masonry, MPa;
r - радиус инерции сечения, мм.r is the radius of inertia of the cross section, mm.
Особенность предложенного способа заключается в том, что временное сопротивление кладки столбов с сетчатым армированием при осевом сжатии определяют по формуле (9):A feature of the proposed method is that the temporary resistance of the masonry of pillars with mesh reinforcement under axial compression is determined by the formula (9):
где Rsku; Ru - соответственно временное сопротивление сжатию армированной и неармированной кладки, МПа;where R sku ; R u - respectively, temporary compressive strength of reinforced and unreinforced masonry, MPa;
Rsn - нормативное сопротивление арматуры в кладке, МПа;R sn - regulatory resistance of the reinforcement in the masonry, MPa;
µо - процент армирования кладки по объему, (%).µ about - the percentage of reinforcement of the masonry by volume, (%).
Особенность предложенного способа заключается в том, что показатель тепловой диффузии армированной кладки при tm=450°C определяют по формуле (10):A feature of the proposed method is that the thermal diffusion index of the reinforced masonry at t m = 450 ° C is determined by the formula (10):
где µо - процент армирования кладки по объему, (%);where µ about - the percentage of reinforcement of masonry by volume, (%);
Dsm=462,4 мм2/мин - показатель тепловой диффузии арматурной стали;D sm = 462.4 mm 2 / min - an indicator of thermal diffusion of reinforcing steel;
Dкк - показатель тепловой диффузии неармированной кладки, мм2/мин, определяемый по формуле (11):D KK - the indicator of thermal diffusion of unreinforced masonry, mm 2 / min, determined by the formula (11):
где λо; Со - соответственно коэффициент теплопроводности, Вт/(м·0С), и удельная теплоемкость, кДж/(кг·°С), неармированной кладки, при 20°С;where λ about ; With about - respectively, the coefficient of thermal conductivity, W / (m · 0 C), and specific heat, kJ / (kg · ° C), unreinforced masonry, at 20 ° C;
b; d - термические коэффициенты теплопроводности, Вт/(м·°С), и теплоемкости, кДж/(кг·°С), кладки при средней температуре tm=450°C;b; d - thermal coefficients of thermal conductivity, W / (m · ° С), and heat capacity, kJ / (kg · ° С), masonry at an average temperature t m = 450 ° C;
γо; ω - плотность неармированной кладки в сухом состоянии, кг/м3, и ее влажность в условиях эксплуатации, %, по массе.γ about ; ω is the density of the unreinforced masonry in the dry state, kg / m 3 , and its moisture content under operating conditions,%, by weight.
Особенность предложенного способа заключается в том, что за единичные показатели качества каменных столбов с сетчатым армированием, влияющие на величину предела огнестойкости, принимают: геометрические размеры опасного сечения, высоту и размеры сторон поперечного сечения столба, условия опирания столбов на основание, толщину швов кладки; временное сопротивление сжатию армированной и неармированной кладки, процент поперечного армирования сетками по объему кладки, класс арматуры по прочности на растяжение, нормативное сопротивление арматуры в кладке; упругую характеристику армированной и неармированной кладки, параметры продольного изгиба каменных столбов, показатели влажности, плотности, теплопроводности и удельной теплоемкости армированной и неармированной кладки, показатели тепловой диффузии кладки в условиях пожара; величину нормативной нагрузки на каменные столбы при испытании на огнестойкость, величину интенсивности силовых напряжений в их опасных сечениях.A feature of the proposed method lies in the fact that for the individual quality indicators of stone pillars with mesh reinforcement, affecting the value of the fire resistance limit, they take: the geometric dimensions of the dangerous section, the height and dimensions of the sides of the cross section of the column, the conditions for supporting the columns on the base, the thickness of the masonry joints; temporary compressive strength of reinforced and unreinforced masonry, percentage of transverse reinforcement with nets by volume of masonry, class of reinforcement in tensile strength, standard resistance of reinforcement in masonry; elastic characteristics of reinforced and unreinforced masonry, longitudinal bending parameters of stone pillars, moisture, density, thermal conductivity and specific heat of reinforced and unreinforced masonry, thermal diffusion of masonry in a fire; the value of the standard load on the stone pillars during the fire test, the magnitude of the intensity of power stresses in their dangerous sections.
Особенность предложенного способа заключается в том, что неразрушающие испытания проводят для группы однотипных каменных столбов с сетчатым армированием, различия между прочностью кладки и текучестью арматуры которых обусловлены главным образом случайным фактором.A feature of the proposed method is that non-destructive tests are carried out for a group of the same type of stone pillars with mesh reinforcement, the differences between the strength of the masonry and the fluidity of the reinforcement are mainly due to a random factor.
Особенность предложенного способа заключается в том, что число испытаний nис единичного показателя качества однотипных каменных столбов с сетчатым армированием, при вероятности результата 0,95 и точности 5%, принимают по формуле (12):The peculiarity of the method is that the number of tests n uc single quality index similar stone pillars with the mesh reinforcement, with the result probability 0,95 and the accuracy of 5%, taken by the formula (12):
где υ - выборочный коэффициент вариации результатов испытаний, %.where υ is the sample coefficient of variation of the test results,%.
Особенность предложенного способа заключается в том, что схему обогрева поперечных сечений испытуемых каменных столбов с сетчатым армированием в условиях пожара определяют в зависимости от фактического расположения частей здания.A feature of the proposed method lies in the fact that the heating pattern of the cross sections of the tested stone pillars with mesh reinforcement in a fire is determined depending on the actual location of the parts of the building.
Особенность предложенного способа заключается в том, что в случае, когда все единичные показатели качества каменных столбов с сетчатым армированием, при М более 9 шт, находятся в контрольных пределах, минимальное целое число столбов в выборке по плану сокращенных испытаний Ммин, шт., назначают из условия (13):A feature of the proposed method is that in the case when all individual quality indicators of stone pillars with mesh reinforcement, when M is more than 9 pieces, are within the control limits, the minimum integer number of columns in the sample according to the plan of shortened tests M min , pieces, is prescribed from condition (13):
где М - число однотипных конструкций в здании, шт.where M is the number of similar structures in the building, pcs.
Особенность предложенного способа заключается в том, что в случае, когда хотя бы один из единичных показателей качества каменных столбов с сетчатым армированием выходит за границы контрольных пределов, минимальное число столбов в выборке по норме вычисляют по формуле (14):A feature of the proposed method is that in the case when at least one of the individual quality indicators of stone pillars with mesh reinforcement goes beyond the control limits, the minimum number of columns in the sample is calculated according to the formula (14):
Особенность предложенного способа заключается в том, что в случае, когда хотя бы один из единичных показателей качества каменных столбов с сетчатым армированием выходит за границы допустимых пределов или М≤5 шт., не разрушающему испытанию подвергают все однотипные столбы здания поштучно.A feature of the proposed method lies in the fact that in the case when at least one of the individual quality indicators of stone pillars with mesh reinforcement extends beyond the permissible limits or M≤5 pieces, all the same type building poles are subjected to a non-destructive test.
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 каменных столбов существующего здания и замена их на неразрушающие испытания снижает трудоемкость определения их огнестойкости, расширяет технологические возможности выявления фактической огнестойкости различно нагруженных каменных столбов любых размеров, дает возможность проведения испытания каменных столбов на огнестойкость без нарушения функционального процесса обследуемого здания, а также сопоставления полученных результатов со стандартными испытаниями аналогичных каменных столбов с сетчатым армированием и сохранения эксплуатационной пригодности обследуемого здания без нарушения несущей способности его конструкций в процессе испытания. Следовательно, условия испытания каменных столбов на огнестойкость значительно упрощены.The elimination of fire tests of stone pillars of an existing building and their replacement with non-destructive tests reduces the complexity of determining their fire resistance, extends the technological capabilities of detecting the actual fire resistance of variously loaded stone pillars of any size, makes it possible to test stone pillars 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 stone pillars with mesh reinforcing and maintaining the serviceability of the building under examination without disturbing the bearing capacity of its structures during the test. Therefore, the conditions for testing stone pillars for fire resistance are greatly simplified.
Снижение экономических затрат на проведение испытания предусматривают за счет уменьшения расходов на возведение и огневые испытания образцов конструкций.Reducing the economic costs of testing include reducing the cost of the construction and fire tests of structural samples.
Применение математического описания процесса сопротивления каменных столбов с сетчатым армированием стандартному тепловому испытанию и использование построенных параметрических номограмм повышает точность и экспрессивность оценки их огнестойкости.The use of a mathematical description of the resistance of stone pillars with mesh reinforcement to standard thermal testing and the use of constructed parametric nomograms increase the accuracy and expressiveness of their fire resistance assessment.
Применение полипараметрической зависимости (1) удобно вследствие простоты и возможности решения обратных задач огнестойкости каменных столбов с сетчатым армированием и применения метода подбора переменных значений их конструктивных параметров.The use of polyparametric dependence (1) is convenient due to the simplicity and the possibility of solving the inverse problems of fire resistance of stone pillars with mesh reinforcement and the use of the method of selecting variable values of their design parameters.
В предложенном техническом решении предусматривают проведение испытаний не одной, а группы однотипных каменных столбов. Это позволяет в 5-15 раз увеличить число испытуемых конструкций и повысить достоверность результатов испытаний и технического осмотра здания. Определение огнестойкости каменных столбов только по одному показателю качества, например по толщине, приводит, как правило, к недооценке их предела огнестойкости, поскольку влияние на него вариаций единичных показателей качества каменных столбов имеют различные знаки, и снижение огнестойкости за счет одного показателя может быть компенсировано другими. Вследствие этого в предложенном способе оценку огнестойкости каменных столбов предусматривают не по одному показателю, а по комплексу единичных показателей их качества. Это позволяет более точно учесть реальный ресурс огнестойкости каменных столбов с сетчатым армированием.The proposed technical solution provides for testing not one, but groups of the same type of stone pillars. 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. Determination of the fire resistance of stone pillars by only one quality indicator, for example, by thickness, leads, as a rule, to underestimating their fire resistance limit, since the influence on it of variations of individual quality indicators of stone pillars have 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 stone pillars is provided not for one indicator, but for a set of individual indicators of their quality. This allows you to more accurately take into account the real fire resistance of stone pillars with mesh reinforcement.
Уточнен комплекс единичных показателей качества каменных столбов, влияющих на их пределы огнестойкости, определяемых неразрушающими испытаниями. Уточнено минимальное число неразрушающих испытаний единичного показателя качества каменных столбов с сетчатым армированием. Принятая величина выборки из общего числа однотипных каменных столбов здания обеспечивает достоверность, снижает сроки и трудоемкость проведения испытаний.The complex of individual quality indicators of stone pillars that affect their fire resistance limits, determined by non-destructive tests, has been clarified. The minimum number of non-destructive tests of a single quality indicator of stone pillars with mesh reinforcement has been clarified. The accepted sample size from the total number of the same type of stone pillars of the building provides reliability, reduces the time and complexity of testing.
На фиг.1 приведено продольное сечение опасного участка каменного столба ((2/3)·Н, где Н - высота этажа, мм) армированного сетками С1 (здесь S - шаг сеток, мм), нагруженного с эксцентриситетом е, мм, нормативной нагрузкой при испытании столба на огнестойкость Nρ, кН;Figure 1 shows a longitudinal section of a dangerous section of a stone pillar ((2/3) · N, where N is the floor height, mm) reinforced with grids C1 (here S is the grid spacing, mm), loaded with an eccentricity e, mm, standard load when testing the column for fire resistance N ρ , kN;
На фиг.2 приведено поперечное сечение 1-1 каменного столба размерами b×h, мм; схема армирования столба прямоугольными сетками С1; (здесь d - диаметр стержней, мм; С - размер ячейки, мм); схема нагрева поперечного сечения столба в условиях пожара:Figure 2 shows a cross section 1-1 of a stone pillar with dimensions b × h, mm; scheme of reinforcing the column with rectangular grids C1; (here d is the diameter of the rods, mm; C is the cell size, mm); scheme of heating the cross section of a column in a fire:
1 - каменный столб с сетчатым армированием: продольное сечение столба с сетками С1 (шаг сеток, S, мм);1 - stone pillar with mesh reinforcement: a longitudinal section of a column with grids C1 (mesh pitch, S, mm);
2 - тепловой поток стандартного пожара, tст, °С;2 - heat flow of a standard fire, t article , ° С;
3 - поперечное сечение каменного столба с сетчатым армированием; размеры сечения b×h, мм;3 - cross section of a stone pillar with mesh reinforcement; section dimensions b × h, mm;
4 - швы кладки, заполненные раствором и арматурными сетками с выпусками стержней для контроля укладки сеток;4 - masonry seams filled with mortar and reinforcing nets with rod outlets to control the laying of nets;
5 - нормативная нагрузка Nρ, кН;5 - standard load N ρ , kN;
6 - эксцентриситет продольной силы относительно центра тяжести сечения столба е, мм;6 - eccentricity of the longitudinal force relative to the center of gravity of the cross-section of the column e, mm;
7 - арматурная сетка прямоугольная С1 (диаметр стержней d, мм; размер ячейки С, мм);7 - rectangular reinforcing mesh C1 (diameter of the rods d, mm; mesh size C, mm);
8 - обогреваемая часть периметра поперечного сечения каменного столба Ро, мм.8 - the heated part of the perimeter of the cross section of the stone pillar P about , mm.
Теплофизические характеристики строительных материалов для каменных кладок, включая значения Dkm, мм2/мин, приведены в табл.1.Thermophysical characteristics of building materials for masonry, including the values of D km , mm 2 / min, are given in table 1.
Теплофизические характеристики строительных материаловTable 1
Thermophysical characteristics of building materials
Здесь λ0 и С0 - соответственно значения теплопроводности, Вт/м·°С, и теплоемкости, кДж/кг·°С, строительных материалов при tн=20°С;Here λ 0 and C 0 are the values of thermal conductivity, W / m · ° C, and heat capacity, kJ / kg · ° C, of building materials at t n = 20 ° C, respectively;
b и d - соответственно термические коэффициенты теплопроводности и теплоемкости материалов, умноженные на 1000.b and d are respectively the thermal coefficients of thermal conductivity and heat capacity of materials multiplied by 1000.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением указанного выше технического результата. Последовательность действия способа определения огнестойкости каменных столбов с сетчатым армированием зданий состоит в следующем.Information confirming the possibility of carrying out the invention with obtaining the above technical result. The sequence of operations of the method for determining the fire resistance of stone pillars with mesh reinforcement of buildings is as follows.
Сначала проводят визуальный осмотр здания. Затем определяют группу однотипных каменных столбов с сетчатым армированием и их общее число в ней. Вычисляют величину выборки однотипных конструкций. Назначают комплекс единичных показателей качества каменных столбов, влияющих на огнестойкость. Выявляют условия закрепления концов и опасные сечения каменных столбов. Вычисляют число испытаний единичного показателя качества каменных столбов в зависимости от его статистической изменчивости. Затем оценивают единичные показатели качества каменных столбов с сетчатым армированием и их интегральные параметры и, наконец, по ним находят предел огнестойкости испытуемых столбов.First, a visual inspection of the building is carried out. Then determine the group of the same type of stone pillars with mesh reinforcement and their total number in it. The sample size of the structures of the same type is calculated. Assign a set of individual quality indicators of stone pillars that affect fire resistance. The conditions for securing the ends and dangerous sections of stone pillars are revealed. The number of tests of a single quality indicator of stone pillars is calculated depending on its statistical variability. Then, single quality indicators of stone pillars with mesh reinforcement and their integral parameters are evaluated and, finally, the fire resistance of the tested pillars is found from them.
Под визуальным осмотром понимают проверку состояния каменных столбов, включающую выявление условий закрепления и нагрузки отдельных столбов, определение марки кирпича и раствора, наличие трещин и отколов, минимальный размер толщины столбов, показатели армирования столбов стальными сетками (диаметр стержней, размеры ячеек, шаг сеток, процент армирования кладки - см. табл.2); класс арматуры по прочности на растяжение; условия обогрева поперечного сечения столбов, показатели тепловой диффузии армированной кладки при пожаре, упругую характеристику кладки; величину нормативной нагрузки на столбы при испытании на огнестойкость.Visual inspection means checking the state of stone pillars, including identifying the conditions of fastening and load of individual pillars, determining the grade of brick and mortar, the presence of cracks and spalls, the minimum size of the thickness of the pillars, the reinforcement of the pillars with steel grids (diameter of the rods, mesh sizes, mesh pitch, percentage masonry reinforcement - see table 2); class of reinforcement in tensile strength; conditions for heating the cross section of the pillars, indicators of thermal diffusion of the reinforced masonry in case of fire, the elastic characteristic of the masonry; the value of the standard load on the poles during the fire test.
В процессе осмотра определяют группы однотипных элементов конструкций. Под группой элементов конструкций в здании понимают однотипные каменные столбы, изготовленные и возведенные в сходных технологических условиях и находящихся в подобных условиях эксплуатации.During the inspection, groups of similar structural elements are determined. A group of structural elements in a building is understood to mean the same type of stone pillars made and erected in similar technological conditions and under similar operating conditions.
Для поверочных расчетов несущей способности каменных столбов с сетчатым армированием определяют:For verification calculations of the bearing capacity of stone pillars with mesh reinforcement determine:
высоту и толщину столбов, расстояние между перекрытиями здания, отношение высоты столбов к их толщине;the height and thickness of the posts, the distance between the floors of the building, the ratio of the height of the posts to their thickness;
вид опор каменных столбов: жесткие (lо=0,7·Н), упругие;type of supports of stone pillars: rigid (l о = 0.7 · N), elastic;
толщину раствора под опорами;the thickness of the solution under the supports;
вид каменной кладки: из кирпича или керамических камней, из бетонных или природных камней; из ячеисто-бетонных камней;type of masonry: from brick or ceramic stones, from concrete or natural stones; from cellular concrete stones;
тип кладки в зависимости от марок кирпича и камней; группа кладки в зависимости от марок раствора; вид кладки: армированная, неармированная.type of masonry, depending on the brands of brick and stones; masonry group depending on the grades of the solution; type of masonry: reinforced, unreinforced.
Минимальное целое число конструкций в выборке по плану нормальных или сокращенных испытаний назначают из условий (13 и 14).The minimum integer number of structures in the sample according to the plan of normal or reduced tests is assigned from the conditions (13 and 14).
Пример 1. При числе однотипных каменных столбов в группе М=100 шт, число испытуемых принимают по норме Мн=5+М0,5=5+1000,5=15 шт, по сокращенному плану Ммин=0,3·(15+М0,5)=0,3·(15+1000,5)≅8 шт.Example 1. With the number of the same type of stone pillars in the group M = 100 pcs, the number of subjects is taken according to the norm M n = 5 + M 0.5 = 5 + 100 0.5 = 15 pcs, according to the shortened plan M min = 0.3 · (15 + M 0.5 ) = 0.3 · (15 + 100 0.5 ) ≅8 pcs.
При числе каменных столбов в группе М≤5 их проверяют поштучно.When the number of stone pillars in the group M≤5, they are checked individually.
Число и место расположения участков, в которых определяют показатели качества каменных столбов, определяют так. В каменных столбах, имеющих одно опасное сечение, участки располагают только в этом сечении. В каменных столбах, имеющих несколько опасных сечений, испытуемые участки располагают равномерно по поверхности с обязательным расположением части участков в опасных сечениях.The number and location of sites in which the quality indicators of stone pillars are determined are determined as follows. In stone pillars having one dangerous section, sections are located only in this section. In stone pillars having several dangerous sections, the test areas are placed evenly on the surface with the obligatory location of part of the sections in dangerous sections.
К основным единичным показателям качества с сетчатым армированием каменных столбов, определяющих огнестойкость, относятся: геометрические размеры столбов и минимальные размеры толщины опасного сечения; условия опирания и обогрева столбов, величина коэффициента продольного изгиба; прочность каменной кладки на сжатие, влажность, плотность, теплопроводность и теплоемкость в естественных условиях; показатель тепловой диффузии каменной кладки (коэффициент температуропроводности) в условиях пожара; процент армирования каменной кладки; интенсивность напряжений в опасном сечении.The main single quality indicators with mesh reinforcement of stone pillars that determine fire resistance include: the geometric dimensions of the pillars and the minimum dimensions of the thickness of the dangerous section; conditions of support and heating of the pillars, the value of the coefficient of longitudinal bending; masonry compressive strength, humidity, density, thermal conductivity and heat capacity in natural conditions; masonry thermal diffusion index (thermal diffusivity) in a fire; percentage of masonry reinforcement; stress intensity in a dangerous section.
Проценты армирования поперечных сечений каменных конструкций стальными сетками (при расположении сеток в каждом шве кладок)table 2
Percentage of reinforcement of cross sections of stone structures with steel grids (with the location of the grids in each masonry seam)
Число испытаний единичного показателя качества поперечно армированных каменных стен, при вероятности результата, равном 0,95, и показателе точности 5% определяют по формуле (12); при этом коэффициент вариации выборки υ=±100·σ/А;The number of tests of a single quality indicator of transversely reinforced stone walls, with a probability of a result equal to 0.95, and an accuracy rate of 5% is determined by the formula (12); the coefficient of variation of the sample υ = ± 100 · σ / A;
среднее арифметическое А=(1/n)·Σmi, (здесь mi - результат i-го испытания); среднее квадратическое отклонение от среднего σ=±[(1/(n-1))·Σ(хi)2]0,5;arithmetic mean A = (1 / n) · Σm i , (here m i is the result of the i-th test); standard deviation from mean σ = ± [(1 / (n-1)) · Σ (x i ) 2 ] 0.5 ;
(здесь Σ(xi)2 - сумма квадратов всех отклонений от среднего);(here Σ (x i ) 2 is the sum of the squares of all deviations from the mean);
средняя ошибка ΔА=±σ/(2·n)0,5.the average error ΔА = ± σ / (2 · n) 0.5 .
Проверяемыми геометрическими размерами являются: минимальный размер толщины столбов и их высота. Опасные сечения каменных столбов назначают в местах наибольших моментов от действия нормативной нагрузки при испытаниях на огнестойкость с учетом изменения величины коэффициента продольного изгиба столбов по их высоте (длине).Checked geometric dimensions are: the minimum size of the thickness of the posts and their height. Dangerous sections of stone pillars are assigned in places of greatest moments from the action of the normative load during fire tests taking into account changes in the coefficient of longitudinal bending of the pillars along their height (length).
Размеры стен проверяют с точностью ±1 мм; ширину трещин - с точностью до 0,05 мм; диаметр стержней - с точностью 0,1 мм.The dimensions of the walls are checked with an accuracy of ± 1 mm; crack width - with an accuracy of 0.05 mm; diameter of the rods - with an accuracy of 0.1 mm.
Проверку прочности кирпича, камней и раствора каменных конструкций, включенных в выборку или проверяемых поштучно, производят неразрушающими испытаниями с применением механических и ультразвуковых приборов [1, с.31-38].Strength testing of bricks, stones and mortar of stone structures included in the sample or checked individually, is performed by non-destructive tests using mechanical and ultrasonic devices [1, p.31-38].
Показатели тепловой диффузии каменной кладки в условиях теплового воздействия определяют при 450°С. Для расчета интегрального его параметра по формуле (11) определяют плотность каменной кладки и бетона в естественном состоянии, их влажность, а также коэффициенты теплопроводности и удельную теплоемкость кладки при 450°С.Indices of masonry thermal diffusion under thermal exposure are determined at 450 ° C. To calculate its integral parameter by the formula (11), the density of the masonry and concrete in their natural state, their moisture content, as well as the thermal conductivity and specific heat of the masonry at 450 ° C are determined.
Используя полученные интегральные параметры mо; ko; φs; h, мм; Jσк; µo; Dsk, мм2/мин; Rsku, МПа, по зависимости (1) находят предел огнестойкости каменных столбов с сетчатым армированием здания, Fu, мин.Using the obtained integral parameters m o ; k o ; φ s ; h mm J σk ; µ o ; D sk , mm 2 / min; R sku , MPa, according to (1) find the fire resistance of stone pillars with mesh reinforcement of the building, F u , min.
Гарантированный предел огнестойкости каменных столбов Fu(REJ), мин, вычисляют по полипараметрической зависимости (1) при соответствующем изменении конструктивных параметров: толщине стены h, мм, коэффициенте условий обогрева столбов mо; коэффициенте продольного изгиба φs, интенсивности силовых напряжений Jσk, показателе временного сопротивления сжатию каменной кладки Rsku, МПа, показателе тепловой диффузии каменной кладки Dsk, мм2/мин.The guaranteed fire resistance of stone pillars F u (REJ) , min, is calculated by the polyparametric dependence (1) with a corresponding change in design parameters: wall thickness h, mm, coefficient of heating conditions of the pillars m о ; coefficient of longitudinal bending φ s , intensity of power stresses J σk , indicator of temporary compressive strength of masonry R sku , MPa, thermal diffusion of masonry D sk , mm 2 / min.
Пример 2. Определение огнестойкости каменных столбов с сетчатым армированием.Example 2. Determination of the fire resistance of stone pillars with mesh reinforcement.
Исходные данные:Initial data:
Столбы из кирпича силикатного полнотелого;Pillars of solid silicate brick;
размеры поперечного сечение столбов h×b=510×640 мм;cross-sectional dimensions of columns h × b = 510 × 640 mm;
обогрев сечения - 4-сторонний; полный периметр сечения и обогреваемой его части Р=Ро=2·(51+64)=230 см; коэффициент условий обогрева поперечного сечения столбов вычисляют по формуле (2):section heating - 4-sided; the full perimeter of the section and its heated part P = P o = 2 · (51 + 64) = 230 cm; the coefficient of the conditions for heating the cross section of the columns is calculated by the formula (2):
площадь поперечного сечения А=51·64=3264 см2;cross-sectional area A = 51 · 64 = 3264 cm 2 ;
расчетная высота столбов lo=H=4800 мм;the estimated height of the columns l o = H = 4800 mm;
расчетная продольная сила от длительных нагрузокdesign longitudinal force from continuous loads
нормативная нагрузка при испытании на огнестойкостьnormative load during fire test
несущая способность каменных столбов с сетчатым армированиемbearing capacity of stone pillars with mesh reinforcement
марка кирпича 150; марка раствора 75 - упругая характеристика неармированной кладки a=750;brick grade 150; grade of solution 75 — elastic characteristic of unreinforced masonry a = 750;
показатель тепловой диффузии кладки из силикатного кирпича Dкк=26,2 мм2/мин;the indicator of thermal diffusion of masonry from silicate brick D kk = 26.2 mm 2 / min;
временное/расчетное сопротивление кладки сжатию Ru/R=4/2 МПа;temporary / calculated masonry resistance to compression R u / R = 4/2 MPa;
арматура сеток ⌀ 5 Bp-I (B500); Аst=19,6 мм2; Rs=0,6·360=216 МПа;mesh reinforcement ⌀ 5 Bp-I (B500); And st = 19.6 mm 2 ; R s = 0.6 · 360 = 216 MPa;
шаг сеток S=158 мм; размер ячейки С=50 мм;mesh pitch S = 158 mm; cell size C = 50 mm;
процент армирования кладки по объему µо=0,5%;the percentage of masonry reinforcement by volume µ about = 0.5%;
временное сопротивление сжатию армированной кладки:temporary compressive strength of reinforced masonry:
упругая характеристика армированной кладкиelastic characteristic of reinforced masonry
показатель деформативности кладки каменных столбов с сетчатым армированием вычисляют по формуле (6):the deformability index of masonry stone pillars with mesh reinforcement is calculated by the formula (6):
коэффициент продольного изгиба каменных столбов с сетчатым армированием вычисляют по формуле (5):the coefficient of longitudinal bending of stone pillars with mesh reinforcement is calculated by the formula (5):
при коэффициенте температуропроводности для стали Ds,cm=462,4 мм2/мин и кладки из силикатного кирпича Dкк=26,2 мм2/мин показатель тепловой диффузии кладки каменных столбов с сетчатым армированием вычисляют по формуле (10):when the thermal diffusivity for steel D s, cm = 462.4 mm 2 / min and masonry made of silicate brick D kk = 26.2 mm 2 / min, the thermal diffusion coefficient of the masonry of stone pillars with mesh reinforcement is calculated by the formula (10):
расчетное сопротивление армированной кладки:design resistance of reinforced masonry:
уровень ответственности конструкций здания II (второй): γn=0,95;level of responsibility of building II structures (second): γ n = 0.95;
интенсивность силовых напряжений в опасном сечении каменных столбов вычисляют по формуле (3):the intensity of power stresses in a dangerous section of stone pillars is calculated by the formula (3):
Предел огнестойкости каменных столбов b×h=640×510 мм из силикатного кирпича с сетчатым армированием по потери несущей способности Fu(R), мин, при 4-стороннем нагреве сечения определим по полипараметрической зависимости (1):The fire resistance of stone pillars b × h = 640 × 510 mm from silicate brick with mesh reinforcement according to the loss of bearing capacity F u (R) , min, for 4-sided section heating is determined by the polyparametric dependence (1):
Предложенный способ применен при натурном осмотре каменных столбов жилого здания в г.Самаре. Результаты неразрушающих испытаний каменных столбов с сетчатым армированием b×h=640×510 мм; Dsk=28,38 мм2/мин; φо=0,75; lо=4800 мм; Jσo=0,235; mo=1,0; Rsku=6,35 МПа показали предел огнестойкости по потери несущей способности Fu(R)=395 мин (6,6 час).The proposed method was applied during field inspection of stone pillars of a residential building in Samara. The results of non-destructive tests of stone pillars with mesh reinforcement b × h = 640 × 510 mm; D sk = 28.38 mm 2 / min; φ o = 0.75; l o = 4800 mm; J σo = 0.235; m o = 1.0; R sku = 6.35 MPa showed the fire resistance of the loss of bearing capacity F u (R) = 395 min (6.6 hours).
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".
Источники информацииInformation sources
1. Ильин Н.А. Последствия огневого воздействия на железобетонные конструкции. - М.: Стройиздат, 1979. - 128 с. (см. с.16; 34-35).1. Ilyin N.A. The consequences of fire 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: НПБ 233-97. - М.: ВНИИПО, 1997. - 14 с.2. Buildings and fragments of buildings. The method of full-scale fire tests. General requirements: NPB 233-97. - M .: VNIIPO, 1997 .-- 14 p.
3. Огнестойкость зданий / В.П.Бушев, В.А.Пчелинцев, А.И.Яковлев и др. - М.: Стройиздат, 1970. - 261 с. (см. с.252-256).3. Fire resistance of buildings / V.P. Bushev, V.A. Pchelintsev, A.I. Yakovlev, etc. - 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.; 1995. - 7 с.4. GOST 30247.1-94. Building constructions. Test methods for fire resistance. Bearing and enclosing structures. - M .; 1995 .-- 7 p.
5. СниП 11-22-81. Каменные и арокаменные конструкции. Нормы проектирования. - М.: Стройиздат, 1983. - 40 с.5. SNiP 11-22-81. Stone and arched structures. Design Standards. - M .: Stroyizdat, 1983 .-- 40 p.
Claims (14)
m0 - коэффициент условий обогрева поперечного сечения столбов (1-5);
φs - коэффициент продольного изгиба каменных столбов с сетчатым армированием (0,1÷1,0);
Jσk - интенсивность силовых напряжений в опасных сечениях каменных столбов (0÷0,95);
h - размер меньшей стороны поперечного сечения столба, мм;
µ0 - процент армирования кладки по объему (0,1÷1,0);
Dsk - показатель тепловой диффузии армированной кладки, мм2/мин;
Rsku - временное сопротивление сжатию армированной кладки, МПа,
вычисляют предел огнестойкости каменных столбов с сетчатым армированием по потере несущей способности Fu(R), мин, по формуле (1)
m 0 is the coefficient of the conditions for the heating of the cross section of the columns (1-5);
φ s is the coefficient of longitudinal bending of stone pillars with mesh reinforcement (0.1 ÷ 1.0);
J σk is the intensity of power stresses in dangerous sections of stone pillars (0 ÷ 0.95);
h is the size of the smaller side of the cross section of the column, mm;
µ 0 is the percentage of masonry reinforcement by volume (0.1 ÷ 1.0);
D sk - an indicator of thermal diffusion of reinforced masonry, mm 2 / min;
R sku - temporary compressive strength of the reinforced masonry, MPa,
calculate the fire resistance of stone pillars with mesh reinforcement by loss of bearing capacity F u (R) , min, by the formula (1)
где Р и Р0 - соответственно полный периметр поперечного сечения стены и часть периметра, обогреваемого при пожаре, мм.2. The method according to claim 1, characterized in that the value of the coefficient of the conditions for heating the cross section of the columns is determined by the formula (2)
where P and P 0 - respectively, the full perimeter of the cross section of the wall and part of the perimeter, heated in case of fire, mm.
где γn - коэффициент уровня ответственности столбов здания (0,8÷1,2);
Nρ - нормативная нагрузка при испытаниях на огнестойкость, кН;
Ncc - несущая способность каменных столбов, кН;
Ru; R - временное и расчетное сопротивление сжатию кладки, МПа.3. The method according to claim 1, characterized in that the intensity of the power voltage in the dangerous section of the bearing stone pillars with mesh reinforcement from the standard load during fire tests is determined from the condition (3)
where γ n is the coefficient of the level of responsibility of the pillars of the building (0.8 ÷ 1.2);
N ρ - standard load during fire tests, kN;
N cc - bearing capacity of stone pillars, kN;
R u ; R is the temporary and calculated compressive strength of the masonry, MPa.
где µ0 - процент армирования кладки по объему, %;
Vs и Vk - объемы сетчатой арматуры и кладки, мм3.4. The method according to claim 1, characterized in that the transverse mesh reinforcement of the masonry in volume is determined by the formula (4)
where µ 0 is the percentage of masonry reinforcement by volume,%;
V s and V k - volumes of mesh reinforcement and masonry, mm 3 .
где φs - коэффициент продольного изгиба каменных столбов с сетчатым армированием (0,05÷1,0);
ξк - показатель деформативности кладки столбов прямоугольного сечения с сетчатым армированием, вычисляемый по зависимости (6)
где h - меньшая сторона поперечного сечения столба, мм;
l0 - расчетная высота столба, мм;
для каменных столбов любой формы сечения показатель деформативности кладки вычисляют по формуле (7)
где αsk - упругая характеристика кладки с сетчатым армированием, определяемая по формуле (8)
где α - упругая характеристика неармированной кладки, принимаемая в зависимости от вида кладки и прочности раствора (200÷1500);
Ru; Rsku - соответственно временное сопротивление сжатию неармированной и армированной кладки, МПа;
r - радиус инерции сечения, мм.5. The method according to claim 1, characterized in that the coefficient of longitudinal bending of stone pillars with printed reinforcement is determined without using normative tables according to the formula (5)
where φ s is the coefficient of longitudinal bending of stone pillars with mesh reinforcement (0.05 ÷ 1.0);
ξ к is the deformability index of the masonry of pillars of rectangular section with mesh reinforcement, calculated by the dependence (6)
where h is the smaller side of the cross section of the column, mm;
l 0 - calculated column height, mm;
for stone pillars of any cross-sectional shape, the masonry deformability index is calculated by the formula (7)
where α sk is the elastic characteristic of the masonry with mesh reinforcement, determined by the formula (8)
where α is the elastic characteristic of unreinforced masonry, taken depending on the type of masonry and the strength of the solution (200 ÷ 1500);
R u ; R sku - respectively, temporary compressive strength of unreinforced and reinforced masonry, MPa;
r is the radius of inertia of the section, mm
где Rsku; Ru - соответственно временное сопротивление сжатию армированной и неармированной кладки, МПа;
Rsn - нормативное сопротивление арматуры в кладке, МПа;
µо - процент армирования кладки по объему, %.6. The method according to claim 1, characterized in that the temporary resistance of the masonry pillars with mesh reinforcement under axial compression is determined by the formula (9)
where R sku ; R u - respectively, temporary compressive strength of reinforced and unreinforced masonry, MPa;
R sn - regulatory resistance of the reinforcement in the masonry, MPa;
µ about - the percentage of masonry reinforcement by volume,%.
где µ0 - процент армирования кладки по объему, %;
Dsm=462,4 мм2/мин - показатель тепловой диффузии арматурной стали;
Dкк - показатель тепловой диффузии неармированной кладки, мм2/мин, определяемый по формуле (11)
где λ0; С0 - соответственно коэффициент теплопроводности, Вт/(м·°С), и удельная теплоемкость, кДж/(кг·°С) неармированной кладки при 20°С;
b; d - термические коэффициенты теплопроводности, Вт/(м·°С), и теплоемкости, кДж/(кг·°С), кладки при средней температуре tm=450°C;
γ0; ω - плотность неармированной кладки в сухом состоянии, кг/м3, и ее влажность в условиях эксплуатации, % по массе.7. The method according to claim 1, characterized in that the thermal diffusion index of the reinforced masonry at t m = 450 ° C is determined by the formula (10)
where µ 0 is the percentage of masonry reinforcement by volume,%;
D sm = 462.4 mm 2 / min - an indicator of thermal diffusion of reinforcing steel;
D KK - the indicator of thermal diffusion of unreinforced masonry, mm 2 / min, determined by the formula (11)
where λ 0 ; С 0 - thermal conductivity coefficient, W / (m · ° С), and specific heat, kJ / (kg · ° С) of unreinforced masonry at 20 ° С, respectively;
b; d - thermal coefficients of thermal conductivity, W / (m · ° С), and heat capacity, kJ / (kg · ° С), masonry at an average temperature t m = 450 ° C;
γ 0 ; ω is the density of the unreinforced masonry in the dry state, kg / m 3 , and its moisture content under operating conditions,% by weight.
где υ - выборочный коэффициент вариации результатов испытаний, %.10. The method according to claim 1, characterized in that the number of tests n and a single quality indicator of the same type of stone pillars with mesh reinforcement with a probability of a result of 0.95 and an accuracy of 5% are taken according to the formula (12)
where υ is the sample coefficient of variation of the test results,%.
где М - число однотипных конструкций в здании, шт.12. The method according to claim 1, characterized in that in the case when all the individual quality indicators of stone pillars with mesh reinforcement with M more than 9 pieces. are within control limits, the minimum integer number of columns in the sample according to the plan of abbreviated tests M min , pcs, is assigned from the condition (13)
where M is the number of similar structures in the building, pcs.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007129457/03A RU2357246C2 (en) | 2007-07-31 | 2007-07-31 | Method of determining flame resistance of building mesh-reinforced brick piers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007129457/03A RU2357246C2 (en) | 2007-07-31 | 2007-07-31 | Method of determining flame resistance of building mesh-reinforced brick piers |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007129457A RU2007129457A (en) | 2009-02-10 |
| RU2357246C2 true RU2357246C2 (en) | 2009-05-27 |
Family
ID=40546357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007129457/03A RU2357246C2 (en) | 2007-07-31 | 2007-07-31 | Method of determining flame resistance of building mesh-reinforced brick piers |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2357246C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2563980C1 (en) * | 2014-05-05 | 2015-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | Method of determination of fire resistance of brick columns with mortar holder |
| RU2564009C1 (en) * | 2014-05-05 | 2015-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | Method of determining fire resistance of stone pillars with steel becket |
-
2007
- 2007-07-31 RU RU2007129457/03A patent/RU2357246C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ГОСТ 30247.1-94. Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции. - М.: 1995, с.7. * |
| СНиП II-22-81. Каменные и арокаменные конструкции. Нормы проектирования. - М.: Стройиздат, 1983, с.40. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2563980C1 (en) * | 2014-05-05 | 2015-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | Method of determination of fire resistance of brick columns with mortar holder |
| RU2564009C1 (en) * | 2014-05-05 | 2015-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | Method of determining fire resistance of stone pillars with steel becket |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007129457A (en) | 2009-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mohamad et al. | Friction and cohesion coefficients of composite concrete-to-concrete bond | |
| Yuan et al. | Cyclic behavior of corroded reinforced concrete bridge piers | |
| RU2615047C1 (en) | Evaluation method for fire-resistance of reinforced concrete column of building | |
| Bazán et al. | Study of the rust penetration and circumferential stresses in reinforced concrete at early stages of an accelerated corrosion test by means of combined SEM, EDS and strain gauges | |
| RU2350933C1 (en) | Method for determination of fire resistance of concrete and reinforced concrete walls of building | |
| El-Sayed et al. | Influence of stirrup corrosion on shear strength of reinforced concrete slender beams | |
| RU2615048C1 (en) | Evaluation method for fire-resistance of reinforced concrete girder structure 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 | |
| RU2357245C2 (en) | Method of determining flame resistance of building brick piers | |
| Azevedo et al. | Compression behaviour of clay bricks prisms, wallets and walls-Coating influence | |
| RU2320982C1 (en) | Method to determine steel building beam fire resistance | |
| Kadhum | Fire resistance of reinforced concrete rigid beams | |
| RU2357246C2 (en) | Method of determining flame resistance of building mesh-reinforced brick piers | |
| RU2281482C2 (en) | Method to determine fire-resistance of compressed reinforced concrete building structure members | |
| El-Sayed et al. | Effect of stirrup corrosion on the shear strength of reinforced concrete short beams | |
| RU2161793C2 (en) | Method for determination of fire resistance of flexible reinforced-concrete building constructions | |
| RU2564009C1 (en) | Method of determining fire resistance of stone pillars with steel becket | |
| RU2564010C1 (en) | Method of determination of fire resistance of brick columns with ferroconcrete holder | |
| Orlovich et al. | Strength evaluation of the Prussian vaults made from brick aggregate concrete | |
| RU2674418C1 (en) | Method for assessing fire resistance of monolithic reinforced concrete beam slabs of interior surfaces of buildings | |
| RU2347214C1 (en) | Method of determination of fire resistance of traversally reinforced stone walls of building | |
| Ada et al. | Postfire damage assessment of a RC factory building | |
| RU2671910C1 (en) | Method of estimation of fire resistance of multi-hollow prestressed reinforced concrete slab | |
| RU2282847C2 (en) | Method to determine fire-resistance of faced metal columns of building |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090801 |