RU2563980C1 - Method of determination of fire resistance of brick columns with mortar holder - Google Patents
Method of determination of fire resistance of brick columns with mortar holder Download PDFInfo
- Publication number
- RU2563980C1 RU2563980C1 RU2014118176/15A RU2014118176A RU2563980C1 RU 2563980 C1 RU2563980 C1 RU 2563980C1 RU 2014118176/15 A RU2014118176/15 A RU 2014118176/15A RU 2014118176 A RU2014118176 A RU 2014118176A RU 2563980 C1 RU2563980 C1 RU 2563980C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- brick
- mortar
- fire
- masonry
- pillars
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области пожарной безопасности зданий и сооружений (далее - «зданий»). В частности, оно может быть использовано для классификации кирпичных столбов с растворной обоймой по показателям сопротивления их воздействию пожара. Это дает возможность обоснованного использования существующих кирпичных 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 - “buildings”). In particular, it can be used to classify brick pillars with a mortar clip in terms of their resistance to fire. This makes it possible to justify the use of existing brick pillars with an actual fire resistance limit in buildings of various classes for their constructive fire hazard.
Необходимость определения показателей огнестойкости кирпичных столбов с растворной обоймой возникает при реконструкции здания, усилении его частей и элементов, приведении огнестойкости кирпичных столбов здания в соответствие с требованиями современных норм, при проведении экспертизы и/или восстановлении кирпичных столбов после пожара или аварии.The need to determine the fire resistance indices of brick pillars with a mortar clip arises during the reconstruction of a building, reinforcing its parts and elements, bringing the fire resistance of brick pillars of a building in accordance with the requirements of modern standards, during examination and / or restoration of brick pillars after a fire or accident.
При реконструкции капитального здания возможны переустройство и перепланировка помещений, изменение их функционального назначения, замена кирпичных столбов и оборудования. Это влияет на изменение требуемой огнестойкости здания и его несущих конструкций.When reconstructing a capital building, restructuring and redevelopment of premises, changing their functional purpose, replacing brick pillars and equipment are possible. This affects the change in the required fire resistance of the building and its supporting structures.
Известен способ определения огнестойкости кирпичных 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 brick 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 limiting 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 кирпичных столбов, имеющих другие размеры и другую внешнюю нагрузку. Затруднительно сопоставление полученных результатов со стандартными огневыми испытаниями аналогичных кирпичных столбов. Следовательно, этот способ дорог, имеет малую технологическую возможность к повторным испытаниям, трудоемок и требует принятия специальных мер по обеспечению безопасности проводимых работ.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 brick pillars having other sizes and other external loads. It is difficult to compare the results with standard fire tests of similar brick pillars. Therefore, this method is expensive, has little technological ability for re-testing, is time consuming and requires the adoption of special measures to ensure the safety of the work.
Известен способ оценки огнестойкости кирпичных 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 / ГОСТР 53309-2009. Здания и фрагменты зданий. Метод натурных огневых испытаний. Общие требования/ [2].There is a method of evaluating the fire resistance of brick 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 limit / GOST 53309-2009 are determined. Buildings and fragments of buildings. The method of full-scale fire tests. General requirements / [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 кирпичных столбов в условиях экспериментального пожара затруднено и небезопасно, вследствие различий теплового режима опытного и стандартного пожаров затруднено определение истинных значений пределов огнестойкости кирпичных столбов, причины разрушения кирпичных столбов фрагмента могут быть не установлены вследствие многообразия одновременно действующих факторов пожара. Предельное состояние по огнестойкости кирпичных 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 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 brick pillars in an experimental fire is difficult and unsafe, due to differences in the thermal regime of the experimental and standard fires it is difficult to determine the true values of the fire resistance limits of brick pillars, the reasons for the destruction of brick pillars of a fragment can be e established due to the diversity of simultaneously acting fire factors. The ultimate fire resistance state of brick 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].
Известен способ определения огнестойкости кирпичных столбов здания путем испытания, включающего проведение технического осмотра, установление характеристик камня и раствора столба, класса и диаметра арматуры, процента армирования по объему кладки, 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 / [4].A known method of determining the fire resistance of brick pillars of a building by testing, including technical inspection, establishing the characteristics of the stone and the pillar solution, the class and diameter of the reinforcement, the percentage of reinforcement by the volume of the masonry, identifying the conditions for their support and fastening, determining the time of the onset of the ultimate state for the loss of bearing capacity of the pillars under standard load in a standard fire / GOST 30247.1-94. Building constructions. Test methods for fire resistance. Bearing and enclosing structures / [4].
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе испытания проводят на образцах кирпичных столбов, на которые 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 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 кирпичных конструкций, не дают необходимой информации о влиянии единичных показателей качества каменной конструкции на ее огнестойкость. Определение огнестойкости кирпичных столбов по единичному показателю качества, например по толщине, как правило, недооценивает пригодность эксплуатации кирпичных столбов в здании заданной степени огнестойкости. 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 кирпичных столбов здания. Результаты огневого испытания единичны и не учитывают разнообразия в закреплении концов кирпичных столбов, их фактических размеров, влияния армирования, условий обогрева опасного сечения испытуемых конструкций.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, tests are carried out on samples of brick poles, which are affected only by constant and continuous loads in their calculated values with a reliability factor equal to unity, i.e. design regulatory burden. 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. Consequently, standard fire tests are laborious, not effective, not safe, have little technological capabilities for testing various sized and differently loaded brick structures, do not provide the necessary information about the effect of individual quality indicators of a stone structure on its fire resistance. Determining the fire resistance of brick pillars by a single quality indicator, for example, by thickness, as a rule, underestimates the suitability of brick pillars in a building of a given degree of fire resistance. 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 tested samples (2-3 pcs.) It is impossible to judge the actual state of the brick pillars 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 brick pillars, their actual dimensions, the effect of reinforcement, the heating conditions of the dangerous section of the tested structures.
Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ определения огнестойкости кирпичных столбов здания путем испытания, включающего проведение технического осмотра установление вида кладки, марок кирпича и раствора кладки, вида армирования, марки стали, класса арматуры по прочности на растяжение, выявление условий опирания и крепления кирпичных столбов, установление их предельного состояния по огнестойкости, испытание кирпичных столбов без разрушения, с использованием комплекса единичных показателей качества кирпичных столбов, назначение числа и места расположения участков, в которых определяют показатели качества, дополняя технический осмотр инструментальными измерениями геометрических размеров кирпичных столбов в опасных сечениях, установление прочности кирпича и раствора, толщины швов каменной кладки и качество их заполнения, определение площади сечения кладки; выявление схемы нагрева опасных сечений кирпичных столбов при пожаре; экспериментальное определение показателей плотности и влажности, теплопроводности и теплоемкости кладки в естественном состоянии, выявление показателей термодиффузии кладки в условиях пожара; нахождение временного сопротивления сжатию кладки; установление величины нормативной нагрузки на каменные столбы при испытании на огнестойкость, величины интенсивности силовых напряжений в опасных сечениях, определение времени наступления предельного состояния по огнестойкости кирпичных столбов под нормативной нагрузкой /Патент №2 357 246 RU МПК-7 G01N 31/38. Ильин Н.А., Тюрников В.В., Эсмонт С.В. Способ определения огнестойкости каменных столбов с сетчатым армированием; заявл. СГАСУ 04.05.09; опубл. 10.05.2009. Бюл. №25/ [5].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 brick pillars of a building by testing, including technical inspection, establishing the type of masonry, types of bricks and mortar, type of reinforcement, steel grade, class of reinforcement according to tensile strength, identification conditions of support and fastening of brick pillars, establishing their ultimate state of fire resistance, testing brick pillars without destruction, using multiplex of individual quality indicators of brick pillars, assigning the number and location of sites in which quality indicators are determined, supplementing technical inspection with instrumental measurements of the geometric dimensions of brick pillars in dangerous sections, establishing the strength of bricks and mortar, the thickness of the masonry joints and the quality of their filling, determining the area masonry sections; identification of the heating scheme of dangerous sections of brick poles in case of fire; experimental determination of indicators of density and humidity, thermal conductivity and heat capacity of masonry in a natural state, identification of thermal diffusion of masonry in a fire; finding temporary resistance to masonry compression; the establishment of the normative load on stone pillars during the fire test, the intensity of power stresses in dangerous sections, the determination of the time of the onset of the ultimate state of fire resistance of brick pillars under the normative load / Patent No. 2 357 246 RU MPK-7 G01N 31/38. Ilyin N.A., Turnikov V.V., Esmont S.V. The method of determining the fire resistance of stone pillars with mesh reinforcement; declared SSASU 04.05.09; publ. 05/10/2009. Bull. No. 25 / [5].
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 с сетчатым армированием и, следовательно, способ не применим для определения фактической огнестойкости кирпичного столба с растворной обоймой из-за невозможности учета единичных показателей качества косвенно армированной растворной обоймы.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 with mesh reinforcement and, therefore, the method is not applicable for determining the actual fire resistance of a brick column with a mortar holder due to the impossibility of taking into account the individual quality indicators of the indirectly reinforced mortar clip.
Сущность изобретения заключается в следующем. Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, состоит в установлении показателей пожарной безопасности здания в части гарантированной длительности сопротивления кирпичных столбов с растворной обоймой в условиях стандартного огневого испытания; в определении фактических пределов огнестойкости кирпичных столбов при проектировании, строительстве, реконструкции 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 brick pillars with mortar clip in the conditions of a standard fire test; in determining the actual fire resistance limits of brick pillars during the design, construction, reconstruction and / or operation of a building; in reducing economic costs when testing structures for fire resistance.
Технический результат - устранение огневых испытаний кирпичных конструкций в здании или его фрагменте; снижение трудоемкости определения огнестойкости кирпичных столбов с растворной обоймой; расширение технологических возможностей определения фактической огнестойкости различно нагруженных кирпичных столбов любых размеров и возможность сопоставления полученных результатов с испытаниями аналогичных конструкций здания; возможность проведения испытания кирпичных столбов с растворной обоймой на огнестойкость без нарушения функционального процесса в здании; снижение экономических затрат на испытание; сохранение эксплуатационной пригодности здания при обследовании и неразрушающих испытаниях кирпичных столбов; упрощение условий и сокращение сроков испытания кирпичных столбов на огнестойкость; использование полипараметрических зависимостей для определения огнестойкости кирпичных столбов с растворной обоймой; повышение точности и экспрессивности испытания; использование конструктивных параметров для определения огнестойкости кирпичных конструкций и упрощение математического описания процесса термического сопротивления нагруженных кирпичных столбов; повышение достоверности результатов испытаний группы однотипных кирпичных столбов; уточнение единичных показателей качества кирпичных столбов с растворной обоймой, влияющих на их огнестойкость; возможность определения гарантированного предела огнестойкости кирпичных столбов по конструктивным параметрам.EFFECT: elimination of fire tests of brick structures in a building or its fragment; reducing the complexity of determining the fire resistance of brick pillars with mortar clip; expanding the technological capabilities of determining the actual fire resistance of variously loaded brick pillars of any size and the possibility of comparing the results with tests of similar building structures; the ability to test brick pillars with mortar clip for fire resistance without disturbing the functional process in the building; reduction in economic costs of testing; maintaining the serviceability of the building during inspection and non-destructive testing of brick pillars; simplification of conditions and shortening of the test time of brick pillars for fire resistance; the use of polyparametric dependencies to determine the fire resistance of brick pillars with mortar clip; increased accuracy and expressiveness of the test; the use of design parameters to determine the fire resistance of brick structures and the simplification of the mathematical description of the process of thermal resistance of loaded brick pillars; increasing the reliability of the test results of a group of the same type of brick pillars; clarification of individual quality indicators of brick pillars with mortar clip, affecting their fire resistance; the ability to determine the guaranteed fire resistance of brick pillars by design parameters.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе определения огнестойкости кирпичных столбов с растворной обоймой путем испытания, включающем проведение технического осмотра, установление вида кладки, марок кирпича и раствора кладки, вида армирования, марки стали, класса арматуры по прочности на растяжение, выявление условий крепления кирпичных столбов, установление их предельного состояния по огнестойкости, испытание кирпичных столбов без разрушения, с использованием комплекса единичных показателей качества кирпичных столбов, назначение числа и места расположения участков, в которых определяют показатели качества, установление прочности кирпича и раствора, толщины швов каменной кладки и качество их заполнения, определение площади сечения кладки; выявление схемы нагрева опасных сечений кирпичных столбов при пожаре; выявление показателей термодиффузии кладки в условиях пожара; нахождение временного сопротивления сжатию кладки; установление величины нормативной нагрузки на кирпичные столбы при испытании на огнестойкость, величины интенсивности силовых напряжений в опасных сечениях, определение времени наступления предельного состояния по огнестойкости кирпичных столбов под нормативной нагрузкой, особенность заключается в том, что технический осмотр дополняют измерениями диаметров стержней поперечной арматуры растворной обоймы, толщины растворной обоймы, глубины заложения стержней поперечной арматуры, выявляют величину сопротивления на растяжение поперечной арматуры, процент косвенного армирования растворной обоймы в опасном сечении кирпичного столба, число и диаметр продольных стержней монтажной арматуры растворной обоймой, и, используя полученные единичные показатели качества кирпичных столбов с растворной обоймой - величину фактического предела огнестойкости по признаку потери несущей способности (R) в условиях стандартного огневого испытания Fu(R), мин, вычисляют по алгебраической формуле (1):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 brick pillars with mortar holder by testing, including technical inspection, establishing the type of masonry, grades of brick and mortar, type of reinforcement, grade of steel, class of reinforcement in tensile strength , identifying the conditions for fastening brick pillars, establishing their ultimate state of fire resistance, testing brick pillars without destruction, using the complex single quality indicators of brick pillars, the appointment of the number and location of sites in which quality indicators are determined, the strength of the brick and mortar, the thickness of the masonry joints and the quality of their filling, the determination of the cross-sectional area of the masonry; identification of the heating scheme of dangerous sections of brick poles in case of fire; identification of masonry thermal diffusion in a fire; finding temporary resistance to masonry compression; establishing the normative load on the brick poles during the fire test, the intensity values of power stresses in hazardous sections, determining the time of the onset of the ultimate state of fire resistance of brick pillars under the normative load, the peculiarity is that the technical inspection is supplemented by measurements of the diameters of the rods of the transverse reinforcement of the mortar holder, the thickness of the mortar cage, the depth of the rods of the transverse reinforcement, reveal the magnitude of the tensile resistance of the butt reinforcement of concrete, the percentage of indirect reinforcement of the mortar holder in the dangerous section of the brick pillar, the number and diameter of the longitudinal rods of the mounting reinforcement with the mortar holder, and, using the obtained unit quality indicators of brick poles with the mortar holder, the actual fire resistance limit based on the loss of bearing capacity (R) in the conditions of the standard fire test F u (R) , min, calculated by the algebraic formula (1):
где Fu(R) - предел огнестойкости, мин, кирпичного столба с косвенно армированной растворной обоймой; τu, оба - время сопротивления, мин, огневому воздействию косвенно армированной растворной обоймы кирпичного столба; τu, кс - время сопротивления, мин, огневому воздействию оштукатуренного кирпичного столба,where F u (R) is the fire resistance limit, min, of a brick column with an indirectly reinforced mortar clip; τ u, both are the time of resistance, min, to the fire effect of the indirectly reinforced mortar holder of the brick pillar; τ u, ks - time of resistance, min, to the fire effect of the plastered brick pillar,
при этом τu, оба, мин, определяют по математической зависимости (2):at the same time, τ u, both, min, are determined by the mathematical dependence (2):
где Jσs - интенсивность силовых напряжений растяжения в поперечной арматуре растворной обоймы (0,1÷1); n - показатель термотекучести поперечной арматуры; ks - показатель, учитывающий размер диаметра, d, см, стержней арматуры на огнестойкость конструкции: ks=d0.05;where J σs is the intensity of tensile stresses in the transverse reinforcement of the mortar cage (0.1 ÷ 1); n is the thermal fluidity index of the transverse reinforcement; k s - indicator taking into account the size of the diameter, d, cm, reinforcing bars on the fire resistance of the structure: k s = d 0.05 ;
С - степень огнезащиты поперечной арматуры растворной обоймы, вычисляемая по алгебраической формуле (3):C is the degree of fire protection of the transverse reinforcement of the mortar holder, calculated by the algebraic formula (3):
где m0 - показатель, учитывающий условия нагрева поперечной арматуры (m0=1 и 0,5 - соответственно при 1- и 2-сторонней подводке тепла в условиях огневого воздействия); a min - минимальное осевое расстояние (глубина заложения) до центра арматуры, см; Dшт - показатель термодиффузии для строительного раствора, мм2/мин; k0 - коэффициент запаса для растворной обоймы по огнестойкости (k0=1.25),where m 0 is an indicator that takes into account the heating conditions of the transverse reinforcement (m 0 = 1 and 0.5, respectively, with 1- and 2-sided heat supply under fire conditions); a min - the minimum axial distance (depth) to the center of the reinforcement, cm; D pcs - an indicator of thermal diffusion for mortar, mm 2 / min; k 0 - safety factor for mortar holder for fire resistance (k 0 = 1.25),
а τu, кс, мин, определяют по математической зависимости (4):and τ u, ks , min, is determined by the mathematical dependence (4):
где τu, кс - время сопротивления (мин) огневому воздействию оштукатуренного кирпичного столба; where τ u, ks is the time of resistance (min) to the fire effect of the plastered brick pillar;
Bmin - толщина кирпичного столба с обоймой, см;B min - the thickness of the brick column with a clip, cm;
Jσo - интенсивность напряжений в оштукатуренной каменной кладке столба;J σo is the stress intensity in the plastered masonry of the column;
φk - коэффициент продольного изгиба остова кирпичного столба;φ k is the coefficient of longitudinal bending of the skeleton of a brick pillar;
mоб - коэффициент условий обогрева поперечного сечения остова столба;m about - the coefficient of the conditions of the heating of the cross section of the core of the column;
DKK - показатель термодиффузии для кирпичной кладки, мм2/мин;D KK - thermal diffusion index for masonry, mm 2 / min;
Ru - нормативное сопротивление каменной кладки, МПа.R u - the standard resistance of the masonry, MPa.
За единичные показатели качества кирпичных столбов с растворной обоймой, влияющих на величину предела огнестойкости, принимают: геометрические размеры опасного сечения, высоту и размеры сторон поперечного сечения столба с растворной обоймой, толщину швов кладки; временное сопротивление сжатию неармированной кладки, диаметр стержней, глубину их залегания, расстояние между осями стержней поперечной арматуры, процент поперечного армирования по объему кладки, класс арматуры по прочности на растяжение, сопротивление арматуры в кладке; упругую характеристику неармированной кладки, параметры продольного изгиба кирпичных столбов, показатели термодиффузии кладки в условиях огневого испытания; величину нормативной нагрузки на кирпичные столбы при испытании на огнестойкость, величину интенсивности силовых напряжений в опасных сечениях кирпичных столбов с растворной обоймой.For individual quality indicators of brick pillars with mortar holder, affecting the value of the fire resistance limit, take: the geometric dimensions of the dangerous section, the height and dimensions of the sides of the cross section of the column with the mortar holder, the thickness of the masonry joints; temporary compression resistance of unreinforced masonry, diameter of the rods, their depth, distance between the axes of the rods of the transverse reinforcement, the percentage of transverse reinforcement in the volume of the masonry, the class of reinforcement in tensile strength, the resistance of the reinforcement in the masonry; the elastic characteristic of unreinforced masonry, the parameters of the longitudinal bending of brick pillars, the thermal diffusion of the masonry under conditions of a fire test; the value of the standard load on the brick poles during the fire test, the magnitude of the intensity of power stresses in dangerous sections of brick pillars with mortar clip.
Неразрушающие испытания проводят для группы однотипных кирпичных столбов с растворной обоймой, различия между прочностью кладки и текучестью арматуры которых обусловлены главным образом случайным фактором. Число испытаний nис единичного показателя качества однотипных кирпичных столбов с растворной обоймой, при вероятности результата 0,95 и погрешности 5%, принимают по алгебраической формуле (5):Non-destructive tests are carried out for a group of the same type of brick pillars with a mortar holder, the differences between the strength of the masonry and the fluidity of the reinforcement which are caused mainly by a random factor. The number of tests n and a single quality indicator of the same type of brick pillars with a mortar holder, with a probability of a result of 0.95 and an error of 5%, is taken according to the algebraic formula (5):
где υ - выборочный коэффициент вариации результатов испытаний, %.where υ is the sample coefficient of variation of the test results,%.
Схему обогрева поперечных сечений испытуемых кирпичных столбов с растворной обоймой в условиях пожара определяют в зависимости от фактического расположения частей здания.The heating scheme of the cross sections of the test brick pillars with mortar clip in a fire is determined depending on the actual location of the parts of the building.
В случае, когда все единичные показатели качества кирпичных столбов с растворной обоймой, при М>9 шт., находятся в контрольных пределах, минимальное целое число столбов в выборке по плану сокращенных испытаний Ммин, шт., назначают из условия (6):In the case when all the individual quality indicators of brick poles with mortar holder, at M> 9 pcs., Are within the control limits, the minimum integer number of poles in the sample according to the plan of shortened tests M min , pcs., Is assigned from condition (6):
где М - число однотипных конструкций в здании, шт. where M is the number of similar structures in the building, pcs.
В случае, когда хотя бы один из единичных показателей качества кирпичных столбов с растворной обоймой выходит за границы контрольных пределов, минимальное число столбов в выборке по норме вычисляют по алгебраической формуле (7):In the case when at least one of the single quality indicators of brick poles with a mortar clip is beyond the control limits, the minimum number of poles in the sample is calculated according to the norm using the algebraic formula (7):
где М - число однотипных конструкций в здании, шт. where M is the number of similar structures in the building, pcs.
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 кирпичных столбов существующего здания и замена их на неразрушающие испытания снижают трудоемкость определения их огнестойкости, расширяют технологические возможности выявления фактической огнестойкости различно нагруженных кирпичных столбов любых размеров, дают возможность проведения испытаний кирпичных столбов на огнестойкость без нарушения функционального процесса обследуемого здания, а также сопоставления полученных результатов со стандартными испытаниями аналогичных кирпичных столбов с растворной обоймой и сохранения эксплуатационной пригодности обследуемого здания без нарушения несущей способности его конструкций в процессе испытания. Следовательно, условия испытания кирпичных столбов на огнестойкость значительно упрощены.The elimination of fire tests of brick pillars of an existing building and their replacement with non-destructive tests reduce the complexity of determining their fire resistance, expand the technological capabilities for detecting the actual fire resistance of variously loaded brick pillars of any size, make it possible to test brick 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 brick pillars with rast ornoy ring and the continued serviceability of the surveyed building without disturbing the bearing capacity of its structures during the test. Therefore, the conditions for testing brick pillars for fire resistance are greatly simplified.
Снижение экономических затрат на проведение испытания предусматривают за счет уменьшения расходов на возведение и огневые испытания образцов кирпичных конструкций.Reducing the economic costs of testing include reducing the cost of erection and fire tests of samples of brick structures.
Применение математического описания процесса сопротивления кирпичных столбов с растворной обоймой стандартному огневому испытанию повышает точность и экспрессивность оценки их огнестойкости.The application of the mathematical description of the resistance process of brick pillars with mortar holder to a standard fire test increases the accuracy and expressiveness of their fire resistance assessment.
Применение полипараметрических зависимостей (2)÷(4) удобно вследствие простоты, а также возможности решения обратных задач огнестойкости кирпичных столбов с растворной обоймой и применения метода подбора переменных значений их конструктивных параметров.The use of polyparametric dependencies (2) ÷ (4) is convenient because of the simplicity and the possibility of solving the inverse problems of fire resistance of brick pillars with mortar holder 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 кирпичных столбов. Это позволяет в 5-10 раз увеличить число испытуемых конструкций и повысить достоверность результатов испытаний и технического осмотра здания. Определение огнестойкости кирпичных 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 кирпичных столбов имеют различные знаки, и снижение огнестойкости за счет одного показателя может быть компенсировано другими. Вследствие этого в предложенном способе оценку огнестойкости кирпичных столбов предусматривают не по одному показателю, а по комплексу единичных показателей их качества. Это позволяет более точно учесть реальный ресурс огнестойкости кирпичных столбов с растворной обоймой.The proposed technical solution provides for testing not one, but groups of the same type of brick pillars. This allows you to 5-10 times increase the number of tested structures and increase the reliability of the test results and technical inspection of the building. Determining the fire resistance of brick pillars by only one quality indicator, for example, by thickness, leads, as a rule, to underestimating their fire resistance limit, since the influence of variations of individual quality indicators of brick pillars on it has different signs, and the 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 brick pillars is provided for not by one indicator, but by a set of individual indicators of their quality. This allows you to more accurately take into account the real fire resistance of brick pillars with mortar clip.
Уточнен комплекс единичных показателей качества кирпичных столбов, влияющих на их пределы огнестойкости, определяемых неразрушающими испытаниями. Уточнено минимальное число неразрушающих испытаний единичного показателя качества кирпичных столбов с растворной обоймой. Принятая величина выборки из общего числа однотипных кирпичных столбов здания обеспечивает достоверность, снижает сроки и трудоемкость проведения испытаний.The complex of individual quality indicators of brick 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 brick pillars with mortar holder has been clarified. The accepted sample size from the total number of the same type of brick pillars of the building provides reliability, reduces the time and complexity of testing.
На фиг. 1 приведено продольное сечение кирпичного столба (опасный участок (2/3)·Н, где Н - высота этажа, мм) с растворной обоймой, нагруженного с эксцентриситетом е, см, нормативной нагрузкой при испытании столба на огнестойкость Nρ, кН.In FIG. Figure 1 shows a longitudinal section of a brick column (hazardous area (2/3) · N, where N is the height of the floor, mm) with a mortar cage loaded with an eccentricity e , cm, and the standard load when testing the column for fire resistance N ρ , kN.
На фиг. 2 приведено поперечное сечение 1-1 кирпичного столба размерами b×h, см; с растворной обоймой толщиной δоб, см; схема армирования поперечными стержнями (здесь d-диаметр стержней, см); схема нагрева поперечного сечения столба в условиях стандартного пожара.In FIG. 2 shows a cross section of 1-1 brick pillar dimensions b × h, cm; with a mortar holder with a thickness of δ rev , cm; reinforcement scheme with transverse rods (here d-diameter of the rods, cm); scheme of heating the cross section of a column in a standard fire.
На фиг. 1 и 2 приняты следующие обозначения: 1 - кирпичный столб с растворной обоймой: продольное сечение столба с поперечными стержнями (шаг стержней S, см); 2 - растворная обойма; 3 - сечение кирпичного столба с растворной обоймой; размеры сечения b×h, см; толщина растворной обоймы, см; 4 - растворная обойма (диаметр поперечных стержней d, см; шаг стержней S, см); 5 - нормативная нагрузка при испытании на огнестойкость Nρ, кН; 6 - эксцентриситет продольной силы относительно центра тяжести сечения столба е, см; 7 - швы кладки, заполненные раствором; 8 - направление теплового потока стандартного пожара, tст,°С.In FIG. 1 and 2, the following designations are adopted: 1 - brick pillar with mortar holder: longitudinal section of a column with transverse rods (rod pitch S, cm); 2 - mortar clip; 3 - section of a brick column with a mortar clip; section dimensions b × h, cm; thickness of mortar holder, cm; 4 - mortar clip (diameter of the transverse rods d, cm; pitch of the rods S, cm); 5 - normative load when tested for fire resistance N ρ , kN; 6 - eccentricity of the longitudinal force relative to the center of gravity of the cross section of the column e , cm; 7 - masonry joints filled with mortar; 8 - the direction of the heat flux of a standard fire, t article , ° C.
Теплофизические характеристики строительных материалов для показателя термодиффузии кирпичных кладок, включая значения Dкм, мм2/мин, приведены в таблице 1.Thermophysical characteristics of building materials for the thermal diffusion index of masonry, including the values of D km , mm 2 / min, are shown in table 1.
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 кирпичных столбов с растворной обоймой зданий состоит в следующем.The sequence of steps of the method for determining the fire resistance of brick pillars with mortar holder buildings is as follows.
Сначала проводят визуальный осмотр здания. Затем определяют группу однотипных кирпичных столбов с растворной обоймой и их общее число в ней. Вычисляют величину выборки однотипных конструкций. Назначают комплекс единичных показателей качества кирпичных столбов, влияющих на огнестойкость. Выявляют условия закрепления концов и опасные сечения кирпичных столбов. Вычисляют число испытаний единичного показателя качества кирпичных столбов в зависимости от его статистической изменчивости. Затем оценивают единичные показатели качества кирпичных столбов с растворной обоймой и их интегральные параметры, и, наконец, по ним находят предел фактический (проектный) огнестойкости испытуемых столбов.First, a visual inspection of the building is carried out. Then determine the group of the same type of brick pillars with mortar clip 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 brick pillars that affect fire resistance. The conditions for fixing the ends and dangerous sections of brick pillars are revealed. The number of tests of a single quality indicator of brick pillars is calculated depending on its statistical variability. Then, individual quality indicators of brick pillars with mortar holder and their integral parameters are evaluated, and, finally, the actual (design) fire resistance of the tested pillars is found from them.
Под визуальным осмотром понимают проверку состояния кирпичных столбов с растворной обоймой, включающую выявление условий закрепления и нагрузки отдельных столбов и растворной обоймы, определение марки кирпича и раствора, наличие трещин и отколов, минимальный размер толщины столбов и растворной обоймы, показатели армирования растворной обоймы поперечными стержнями (диаметр стержней, шаг стержней, процент армирования кладки); класс арматуры по прочности на растяжение; условия обогрева поперечного сечения столбов, показатели термодиффузии кладки столба и раствора обойм; упругую характеристику кладки; величину нормативной нагрузки на столбы с растворной обоймой при испытании на огнестойкость.Visual inspection means checking the condition of brick poles with a mortar holder, including identifying the conditions of fastening and load of individual poles and mortar holder, determining the grade of brick and mortar, the presence of cracks and spalls, the minimum size of the thickness of the pillars and mortar holder, the performance of reinforcing the mortar holder with transverse rods ( diameter of rods, pitch of rods, percentage of masonry reinforcement); class of reinforcement in tensile strength; the conditions for heating the cross section of the pillars, the thermal diffusion indicators of the masonry of the column and the solution of the clips; elastic characteristic of the masonry; the value of the standard load on the poles with the mortar clip when tested for fire resistance.
В процессе осмотра определяют группы однотипных элементов конструкций. Под группой элементов конструкций в здании понимают однотипные кирпичные 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 brick pillars made and erected in similar technological conditions and under similar operating conditions.
Для поверочных расчетов несущей способности и предела огнестойкости кирпичных столбов с растворной обоймой определяют:For verification calculations of the bearing capacity and fire resistance of brick pillars with mortar clip determine:
1) высоту и толщину столбов, расстояние между перекрытиями здания, отношение высоты столбов к их толщине; толщину растворной обоймы;1) 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; thickness of mortar holder;
2) вид опор кирпичных столбов: жесткие (l0=0,7·Н), упругие;2) the type of support of brick pillars: rigid (l 0 = 0.7 · N), elastic;
3) толщину растворного шва под опорами; эксцентриситет продольной силы;3) the thickness of the mortar seam under the supports; eccentricity of longitudinal force;
4) тип и вид, прочностные и деформативные характеристики каменной кладки: из кирпича или керамических камней, из бетонных или природных камней; из ячеисто-бетонных камней;4) type and type, strength and deformation characteristics of masonry: from brick or ceramic stones, from concrete or natural stones; from cellular concrete stones;
5) диаметр стержней поперечной арматуры растворной обоймы; расстояние между осями стержней, процент косвенного армирования, сопротивление на растяжение поперечной арматуры, глубину ее заложения.5) the diameter of the rods of the transverse reinforcement of the mortar holder; the distance between the axes of the rods, the percentage of indirect reinforcement, the tensile strength of the transverse reinforcement, the depth of its laying.
6) тип кладки в зависимости от марок кирпича и камней; группу кладки в зависимости от марок раствора; вид кладки: армированная, неармированная.6) the 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 (6) и (7).The minimum integer number of structures in the sample according to the plan of normal or shortened tests is assigned from conditions (6) and (7).
Пример 1. При числе однотипных кирпичных столбов в группе М=50 шт., число испытуемых принимают по норме Мн=5+М0,5=5+500,5=12 шт., по сокращенному плану Ммин=0,3·(15+М0,5)=0,3·(15+500,5)≅7 шт. Example 1. With the number of brick pillars of the same type in the group M = 50 pcs., The number of subjects is taken at the rate of M n = 5 + M 0.5 = 5 + 50 0.5 = 12 pcs., According to the shortened plan M min = 0, 3 · (M 15 + 0.5) = 0.3 + (15 + 50 0,5) ≅7 pieces.
При числе кирпичных столбов в группе М≤5, их проверяют поштучно.When the number of brick pillars in the group M≤5, they are checked individually.
Число и место расположения участков, в которых определяют показатели качества кирпичных столбов, определяют так. В кирпичных столбах, имеющих одно опасное сечение, участки располагают только в этом сечении. В кирпичных 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 brick pillars are determined are determined as follows. In brick pillars having one dangerous section, sections are placed only in this section. In brick pillars having several dangerous sections, the test sections are placed evenly on the surface with the mandatory location of part of the sections in dangerous sections.
К основным единичным показателям качества кирпичных столбов с растворной обоймой кирпичных столбов, определяющих огнестойкость, относят: геометрические размеры опасного сечения, высоту и размеры сторон поперечного сечения столба с растворной обоймой, толщину швов кладки; временное сопротивление сжатию неармированной кладки; диаметр стержней, глубину их залегания, расстояние между осями стержней поперечной арматуры; процент поперечного армирования по объему кладки, класс арматуры по прочности на растяжение, сопротивление арматуры в кладке; упругую характеристику неармированной кладки, параметры продольного изгиба кирпичных столбов, показатели термодиффузии кладки в условиях огневого испытания; величину нормативной нагрузки на кирпичные столбы при испытании на огнестойкость, величину интенсивности силовых напряжений в опасных сечениях кирпичных столбов с растворной обоймой.The main unit quality indicators of brick pillars with a mortar holder of brick pillars that determine fire resistance include: the geometric dimensions of the dangerous section, the height and dimensions of the sides of the cross section of the column with the mortar holder, the thickness of the masonry joints; temporary compressive strength of unreinforced masonry; the diameter of the rods, their depth, the distance between the axes of the rods of the transverse reinforcement; percentage of transverse reinforcement by volume of masonry, class of reinforcement by tensile strength, resistance of reinforcement in masonry; the elastic characteristic of unreinforced masonry, the parameters of the longitudinal bending of brick pillars, the thermal diffusion of the masonry under conditions of a fire test; the value of the standard load on the brick poles during the fire test, the magnitude of the intensity of power stresses in dangerous sections of brick pillars with mortar clip.
Проверяемыми геометрическими размерами являются: минимальный размер толщины кирпичных столбов и их высота и толщина растворной обоймы. Опасные сечения кирпичных 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 brick pillars and their height and thickness of the mortar holder. Dangerous sections of brick pillars are assigned in places of the 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 кирпичных столбов, 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 brick pillars included in the sample or checked individually, is performed by non-destructive tests using mechanical and ultrasonic devices [1, p. 31-38].
Показатели термодиффузии каменной кладки и раствора обоймы в условиях теплового воздействия определяют при 450°C. Для расчета интегрального его параметра определяют среднюю плотность каменной кладки и строительного раствора в естественном состоянии, их влажность, а также теплопроводность и удельную теплоемкость кладки при 450°C.The thermal diffusion of masonry and casing mortar under heat exposure is determined at 450 ° C. To calculate its integral parameter, the average density of masonry and mortar in their natural state, their moisture content, as well as thermal conductivity and specific heat of masonry at 450 ° C are determined.
Используя полученные интегральные параметры mо; φs; h, см; Jσк; µо; Dsk, мм2/мин; Ru, МПа, по зависимостям (2) и (4) находят составляющие предела огнестойкости кирпичных столбов с растворной обоймой τu, оба и τu, кс, мин.Using the obtained integral parameters m o ; φ s; h, cm; J σk ; µ about ; D sk , mm 2 / min; R u , MPa, according to dependences (2) and (4) find the components of the fire resistance of brick pillars with a mortar holder τ u, both and τ u , ks , min.
Гарантированный предел огнестойкости кирпичных столбов Fu(R), мин, вычисляют как сумму τu, оба+τu, кс по полипараметрическим зависимостям (2) и (4) при соответствующем изменении конструктивных параметров: толщине столба с растворной обоймой Bmin, см, степени огнезащиты поперечной арматуры С, см; коэффициенте продольного изгиба φk, интенсивности силовых напряжений Jσs и Jσк; показателе временного сопротивления сжатию каменной кладки Ru, МПа, показателях термодиффузии каменной кладки Dкк, мм2/ мин, и строительного раствора Dшт, мм2/мин, критической температуры арматурной стали tcr,°C.The guaranteed fire resistance limit of brick pillars F u (R) , min, is calculated as the sum of τ u, both + τ u , ks according to the polyparametric dependencies (2) and (4) with a corresponding change in design parameters: column thickness with mortar holder B min , cm , degree of fire protection of transverse reinforcement C, cm; longitudinal bending coefficient φ k , intensity of power stresses J σs and J σк ; index of temporary compressive strength of masonry R u , MPa, thermal diffusion of masonry D kk , mm 2 / min, and mortar D pc , mm 2 / min, critical temperature of reinforcing steel t cr , ° C.
Пример 2. Определение огнестойкости кирпичного столба с растворной обоймой. Исходные данные: кирпичный столб сечением b×h=51×51 см усиляют косвенно армированной растворной обоймой толщиной δоб=4 см (слой цементно-песчаного раствора марки М 50, показатель термодиффузии Dшт=20,1 мм2/мин); расчетная длина столба L0=330 см.Example 2. Determination of fire resistance of a brick column with a mortar clip. Initial data: a brick pillar with a section b × h = 51 × 51 cm is reinforced indirectly with a reinforced mortar holder with a thickness of δ rev = 4 cm (a layer of cement-sand mortar of grade M 50, thermal diffusion index D pc = 20.1 mm 2 / min); design column length L 0 = 330 cm.
Кладка остова столба выполнена из керамического полнотелого кирпича средней плотностью ρс=2000 кг/м3 марки М-100 на строительном растворе М-25; упругая характеристика кладки α=1000; сопротивление кладки R=l,l МПа, Ru=2,2 МПа; показатель термодиффузии Dkm=22,61 мм2/мин; приложение нагрузки без эксцентриситета (коэффициенты ψ=1; mg=1; η=1); обогрев поперечного сечения четырехсторонний (при Р=Р0, показатель mоб=(Р/Р0)1.2=1, здесь Р и Р0 - периметр сечения и обогреваемая часть его, см); столбы здания с нормальным уровнем ответственности (коэффициент γ0=1,0); состояние кладки без повреждений: коэффициент условий работы кладки mk=1.The laying of the core of the pillar is made of ceramic solid brick with an average density ρ c = 2000 kg / m 3 of grade M-100 on a mortar M-25; elastic masonry characteristic α = 1000; masonry resistance R = l, l MPa, R u = 2.2 MPa; figure thermodiffusion D km = 22,61 mm 2 / min; application of load without eccentricity (coefficients ψ = 1; m g = 1; η = 1); four-sided cross-sectional heating (at Р = Р 0 , indicator m о = (Р / Р 0 ) 1.2 = 1, here Р and Р 0 - section perimeter and its heated part, cm); pillars of a building with a normal level of responsibility (coefficient γ 0 = 1.0); masonry condition without damage: coefficient of masonry working conditions m k = 1.
Для косвенного армирования растворной обоймы принята поперечная арматура (хомуты) класса А240, расчетное сопротивление растяжению Rsw=150 МПа (1730 кгс/см2); диаметр d=0,4 см; шаг S=15 см, процент косвенного армирования по объему u1k=0,066; коэффициент ks=d0,05=0,40,05=0,955; критическая температура арматуры tcr=510°C; n=2,8; интенсивность напряжений Jσs=0,625; глубина заложения арматуры amin=2,6 см; коэффициент условий обогрева m0=1; коэффициент запаса по огнестойкости растворной обоймы k0=1,25.For indirect reinforcement of the mortar cage, transverse reinforcement (clamps) of class A240 is adopted, the calculated tensile strength R sw = 150 MPa (1730 kgf / cm 2 ); diameter d = 0.4 cm; step S = 15 cm, percentage of indirect reinforcement in volume u 1k = 0,066; coefficient k s = d 0.05 = 0.4 0.05 = 0.955; critical valve temperature t cr = 510 ° C; n = 2.8; stress intensity J σs = 0.625; depth of reinforcement a min = 2.6 cm; coefficient of heating conditions m 0 = 1; the fire safety margin of the mortar holder k 0 = 1.25.
Степень огнезащиты поперечной арматуры вычисляют по формуле (3):The degree of fire protection of the transverse reinforcement is calculated by the formula (3):
Время сопротивления огневому воздействию косвенно армированной растворной обоймы кирпичного столба τu, оба, мин, вычисляют по формуле (2):The time of resistance to fire exposure of an indirectly reinforced mortar holder of a brick column τ u , both , min, is calculated by the formula (2):
При ψ=1, mg=l, η=1, mk=l; uk=0,066, Rsw=150 МПа расчетную несущую способность кирпичного столба с косвенно армированной растворной обоймой Ncc определяют по формуле (73) [6]:For ψ = 1, m g = l, η = 1, m k = l; u k = 0,066, Rs w = 150 MPa, the design bearing capacity of a brick column with an indirectly reinforced mortar cage N cc is determined by the formula (73) [6]:
Нормативную нагрузку на кирпичный столб с косвенно армированной растворной обоймой в условиях стандартного огневого испытания вычисляют по формуле (8):The standard load on a brick pillar with an indirectly reinforced mortar clip under the conditions of a standard fire test is calculated by the formula (8):
Усилие, воспринимаемое косвенно армированной растворной обоймой до начала огневого испытания, вычисляют по формуле (9):The force perceived indirectly by a reinforced mortar clip before the start of the fire test is calculated by the formula (9):
При µх=0,066, Rsw=150 МПа, А=0,26·103 мм2 вычисляют Nx:When µ x = 0.066, R sw = 150 MPa, A = 0.26 · 10 3 mm 2 calculate N x :
Интенсивность напряжений в частично оштукатуренной каменной кладке столба вычисляют по формуле (10):The stress intensity in the partially plastered masonry of the column is calculated by the formula (10):
При Ng=245 кН, Ncc=350 кН, Nx=63,7 кН вычисляют Jσ0:At N g = 245 kN, N cc = 350 kN, N x = 63.7 kN, J σ0 is calculated:
Минимальный размер поперечного сечения оштукатуренного кирпичного столба вычисляют по формуле (11):The minimum cross-sectional size of the plastered brick pillar is calculated by the formula (11):
При а=2,6 см - глубина заложения поперечной арматуры в растворной обойме, δшт=4 см, bmin=51 см, вычисляют Bmin:When a = 2.6 cm - the depth of the transverse reinforcement in the mortar holder, δ pc = 4 cm, b min = 51 cm, calculate B min :
Bmin=51+2(4-2,6)=53,8 см=538 мм.B min = 51 + 2 (4-2.6) = 53.8 cm = 538 mm.
Коэффициент продольного изгиба частично оштукатуренного кирпичного столба вычисляют по формуле (12):The longitudinal bending coefficient of a partially plastered brick pillar is calculated by the formula (12):
ЗдесьHere
Время сопротивления огневому воздействию частично оштукатуренного кирпичного столба вычисляют по формуле (4):The time of resistance to fire exposure of a partially plastered brick pillar is calculated by the formula (4):
Фактический предел огнестойкости кирпичного столба с косвенно армированной растворной обоймой Fu(R), мин, вычисляют по формуле (1):The actual fire resistance of a brick pillar with an indirectly reinforced mortar holder F u (R) , min, is calculated by the formula (1):
Предложенный способ применен при натурном осмотре кирпичных столбов жилого здания в г. Самаре. Результаты неразрушающих испытаний кирпичных столбов с растворной обоймой b×h=51×51 см; δоб=4 см (процент косвенного армирования µх=0,066), Lo=330 см, - показали предел огнестойкости по потери несущей способности Fu(R)=120 мин (2,0 часа).The proposed method was applied during field inspection of brick pillars of a residential building in the city of Samara. The results of non-destructive tests of brick pillars with mortar clip b × h = 51 × 51 cm; δ rev = 4 cm (percentage of indirect reinforcement µ x = 0.066), L o = 330 cm, showed the fire resistance by the loss of bearing capacity F u (R) = 120 min (2.0 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. ГОСТ Р 53.309-2009. Здания и фрагменты зданий. Метод натурных огневых испытаний. Общие требования.2. GOST R 53.309-2009. Buildings and fragments of buildings. The method of full-scale fire tests. General requirements.
3. Бушев, В.П. Огнестойкость зданий / В.П. Бушев, В.А. Пчелинцев, А.И. Яковлев и др. - М.: Стройиздат, 1970. - 261 с. (см. с. 252-256).3. Bushev, V.P. Fire resistance of buildings / V.P. Bushev, V.A. Pchelintsev, A.I. Yakovlev et al. - Moscow: Stroyizdat, 1970 .-- 261 p. (see p. 252-256).
4. ГОСТ 30247.1-94. Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции.4. GOST 30247.1-94. Building constructions. Test methods for fire resistance. Bearing and enclosing structures.
5. Патент №2 357 246 RU, МПК-7 G 01N 31/38. Способ определения огнестойкости каменных столбов с сетчатым армированием / Ильин Н.А., Тюрников В.В., Эсмонт СВ., заявл. СГАСУ 04.05.07, опубл. 10.05.09. Бюл. №25.5. Patent No. 2 357 246 RU, IPC-7 G 01N 31/38. A method for determining the fire resistance of stone pillars with mesh reinforcement / Ilyin N.A., Turnikov V.V., Esmont SV., Decl. SASAS 04.05.07, publ. 05/10/09. Bull. Number 25.
6. Пособие по проектированию каменных и арокаменных конструкций (к СНиП П-22-81). - М.: Стройиздат, 1989. - 150 с. (см. с. 32-33).6. A guide for the design of stone and stone structures (to SNiP P-22-81). - M .: Stroyizdat, 1989 .-- 150 p. (see p. 32-33).
Claims (7)
где Fu(R) - предел огнестойкости, мин, кирпичного столба с косвенно армированной растворной обоймой; τu, оба - время сопротивления, мин, огневому воздействию косвенно армированной растворной обоймы кирпичного столба; τu, кс - время сопротивления, мин, огневому воздействию оштукатуренного кирпичного столба;
при этом τu, оба, мин, определяют по математической зависимости (2):
где Jσs - интенсивность силовых напряжений растяжения в поперечной арматуре растворной обоймы (0,1÷1); n - показатель термотекучести поперечной арматуры; ks - показатель, учитывающий размер диаметра, d, см, стержней арматуры на огнестойкость конструкции ks=d0,05;
С - степень огнезащиты поперечной арматуры растворной обоймы, вычисляемая по алгебраической формуле (3):
где m0 - показатель, учитывающий условия нагрева поперечной арматуры (m0=1 и 0,5 - соответственно при 1- и 2-сторонней подводке тепла в условиях огневого воздействия); amin - минимальное осевое расстояние (глубина заложения) до центра арматуры, см; Dшт - показатель термодиффузии для строительного раствора, мм2/мин; k0 - коэффициент запаса для растворной обоймы по огнестойкости (k0=1,25);
а τu, кс, мин, определяют по математической зависимости (4):
где Bmin - толщина кирпичного столба с обоймой, см; Jσo - интенсивность напряжений в оштукатуренной каменной кладке столба; φk - коэффициент продольного изгиба остова кирпичного столба; mоб - коэффициент условий обогрева поперечного сечения остова столба; Dкк - показатель термодиффузии для кирпичной кладки, мм2/мин; Ru - нормативное сопротивление каменной кладки, МПа.1. A method for determining the fire resistance of brick pillars with mortar holder by testing, including conducting a technical inspection, establishing the type of masonry, grades of brick and masonry mortar, type of reinforcement, steel grade, class of reinforcement by tensile strength, identifying the conditions for fastening brick pillars, establishing their ultimate fire resistance conditions, testing of brick pillars without destruction, using a set of individual quality indicators of brick pillars, assigning the number and location of the site s, in determining quality indicators, setting strength of bricks and mortar, masonry joints thickness and quality of the filling, the definition of the sectional area of masonry; identification of the heating scheme of dangerous sections of brick poles in case of fire; identification of masonry thermal diffusion in a fire; finding temporary resistance to masonry compression; determination of the normative load on brick poles during fire tests, intensity values of power stresses in hazardous sections, determination of the time when the ultimate state of fire resistance of brick poles under the normative load sets in, characterized in that the technical inspection is supplemented by measurements of the diameters of the rods of the transverse reinforcement of the mortar holder, the thickness of the mortar clips, the depth of the rods of the transverse reinforcement, reveal the magnitude of the tensile strength of the transverse reinforcement ry, the percentage of indirect reinforcement of the mortar holder in the dangerous section of the brick pillar, the number and diameter of the longitudinal rods of the mounting fixture with the mortar holder, and, using the obtained unit quality indicators of brick poles with the mortar holder, the actual fire resistance limit on the basis of loss of bearing capacity (R) under conditions standard fire test F u (R), min, calculated by the algebraic formula (1):
where F u (R) is the fire resistance limit, min, of a brick column with an indirectly reinforced mortar clip; τ u , both are the time of resistance, min, to the fire effect of the indirectly reinforced mortar holder of the brick pillar; τ u, ks is the resistance time, min, to the fire effect of the plastered brick pillar;
at the same time, τ u , both , min, are determined by the mathematical dependence (2):
where J σs is the intensity of tensile stresses in the transverse reinforcement of the mortar cage (0.1 ÷ 1); n is the thermal fluidity index of the transverse reinforcement; k s - indicator taking into account the size of the diameter, d, cm, reinforcing bars on the fire resistance of the structure k s = d 0,05 ;
C is the degree of fire protection of the transverse reinforcement of the mortar holder, calculated by the algebraic formula (3):
where m 0 is an indicator that takes into account the heating conditions of the transverse reinforcement (m 0 = 1 and 0.5, respectively, with 1- and 2-sided heat supply under fire conditions); a min - the minimum axial distance (depth) to the center of the reinforcement, cm; D pcs - an indicator of thermal diffusion for mortar, mm 2 / min; k 0 - safety factor for mortar holder for fire resistance (k 0 = 1.25);
and τ u, ks , min, is determined by the mathematical dependence (4):
where B min - the thickness of the brick column with a clip, cm; J σo is the stress intensity in the plastered masonry of the column; φ k is the coefficient of longitudinal bending of the skeleton of a brick pillar; m about - the coefficient of the conditions of the heating of the cross section of the core of the column; D kk - thermal indicator for brickwork, mm 2 / min; R u - the standard resistance of the masonry, MPa.
где υ - выборочный коэффициент вариации результатов испытаний, %.4. The method according to p. 1, characterized in that the number of tests n and a single quality indicator of the same type of brick pillars with mortar holder, with a probability of a result of 0.95 and an error of 5%, is taken according to the algebraic formula (5):
where υ is the sample coefficient of variation of the test results,%.
где М - число однотипных конструкций в здании, шт. 6. The method according to p. 1, characterized in that in the case when all the individual quality indicators of brick poles with mortar holder, at M> 9 pcs., Are within the control limits, the minimum integer number of poles in the sample according to the plan of shortened tests M min , pcs., are assigned from condition (6):
where M is the number of similar structures in the building, pcs.
где М - число однотипных конструкций в здании, шт. 7. The method according to p. 1, characterized in that in the case when at least one of the individual quality indicators of brick pillars with a mortar clip extends beyond the boundaries of the control limits, the minimum number of columns in the sample is calculated according to the norm using the algebraic formula (7):
where M is the number of similar structures in the building, pcs.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014118176/15A RU2563980C1 (en) | 2014-05-05 | 2014-05-05 | Method of determination of fire resistance of brick columns with mortar holder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014118176/15A RU2563980C1 (en) | 2014-05-05 | 2014-05-05 | Method of determination of fire resistance of brick columns with mortar holder |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2563980C1 true RU2563980C1 (en) | 2015-09-27 |
Family
ID=54250904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014118176/15A RU2563980C1 (en) | 2014-05-05 | 2014-05-05 | Method of determination of fire resistance of brick columns with mortar holder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2563980C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2715302C1 (en) * | 2018-12-10 | 2020-02-26 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) | Automatic system for diagnosing combustion of pulverized coal fuel in a combustion chamber |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN87203350U (en) * | 1987-06-12 | 1988-06-29 | 东北工学院 | High temperature wearing detector for flame-proof brick |
| RU2035728C1 (en) * | 1989-08-15 | 1995-05-20 | Харьковский инженерно-строительный институт | Method for determination of fire hazard parameters of materials and device for its realization |
| RU2112961C1 (en) * | 1995-05-06 | 1998-06-10 | Самарская государственная архитектурно-строительная академия | Gear evaluating inflammability index of building structures |
| RU2357246C2 (en) * | 2007-07-31 | 2009-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | Method of determining flame resistance of building mesh-reinforced brick piers |
| RU2357245C2 (en) * | 2007-07-23 | 2009-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | Method of determining flame resistance of building brick piers |
| CN102680517A (en) * | 2011-03-09 | 2012-09-19 | 同济大学 | Method for testing oxygen index of flame-retardant modified asphalt |
-
2014
- 2014-05-05 RU RU2014118176/15A patent/RU2563980C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN87203350U (en) * | 1987-06-12 | 1988-06-29 | 东北工学院 | High temperature wearing detector for flame-proof brick |
| RU2035728C1 (en) * | 1989-08-15 | 1995-05-20 | Харьковский инженерно-строительный институт | Method for determination of fire hazard parameters of materials and device for its realization |
| RU2112961C1 (en) * | 1995-05-06 | 1998-06-10 | Самарская государственная архитектурно-строительная академия | Gear evaluating inflammability index of building structures |
| RU2357245C2 (en) * | 2007-07-23 | 2009-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | Method of determining flame resistance of building brick piers |
| RU2357246C2 (en) * | 2007-07-31 | 2009-05-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | Method of determining flame resistance of building mesh-reinforced brick piers |
| CN102680517A (en) * | 2011-03-09 | 2012-09-19 | 同济大学 | Method for testing oxygen index of flame-retardant modified asphalt |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2715302C1 (en) * | 2018-12-10 | 2020-02-26 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) | Automatic system for diagnosing combustion of pulverized coal fuel in a combustion chamber |
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 | |
| El-Sayed et al. | Influence of stirrup corrosion on shear strength of reinforced concrete slender beams | |
| Zhang et al. | Corrosion-induced flexural behavior degradation of locally ungrouted post-tensioned concrete beams | |
| RU2650704C1 (en) | Method for evaluating fire resistance of beam structure | |
| RU2604820C1 (en) | Method for assessing fire resistance of reinforced concrete truss of building | |
| RU2320982C1 (en) | Method to determine steel building beam fire resistance | |
| RU2281482C2 (en) | Method to determine fire-resistance of compressed reinforced concrete building structure members | |
| RU2563980C1 (en) | Method of determination of fire resistance of brick columns with mortar holder | |
| RU2322663C1 (en) | Method to determine fire-resistance of building metal beam | |
| RU2357245C2 (en) | Method of determining flame resistance of building brick piers | |
| 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 | |
| RU2698572C1 (en) | Method for assessing fire resistance of a wooden bent element | |
| RU2161793C2 (en) | Method for determination of fire resistance of flexible reinforced-concrete building constructions | |
| RU2695344C1 (en) | Method of determining fire resistance of pipe concrete column of building | |
| Shrestha | Seismic retrofit of square reinforced concrete bridge columns using titanium alloy bars | |
| 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 | |
| RU2357246C2 (en) | Method of determining flame resistance of building mesh-reinforced brick piers | |
| RU2275622C1 (en) | Method for fire stability determination in compressed timber structure members | |
| 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 | |
| RU2678781C1 (en) | Method for determining the fire resistance of reinforced concrete compressed element of the annular section |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170506 |