RU2671910C1 - Method of estimation of fire resistance of multi-hollow prestressed reinforced concrete slab - Google Patents

Method of estimation of fire resistance of multi-hollow prestressed reinforced concrete slab Download PDF

Info

Publication number
RU2671910C1
RU2671910C1 RU2017140014A RU2017140014A RU2671910C1 RU 2671910 C1 RU2671910 C1 RU 2671910C1 RU 2017140014 A RU2017140014 A RU 2017140014A RU 2017140014 A RU2017140014 A RU 2017140014A RU 2671910 C1 RU2671910 C1 RU 2671910C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reinforced concrete
concrete slab
hollow
working reinforcement
fire
Prior art date
Application number
RU2017140014A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Алексеевич Ильин
Денис Александрович Панфилов
Юрий Викторович Жильцов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет"
Priority to RU2017140014A priority Critical patent/RU2671910C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2671910C1 publication Critical patent/RU2671910C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/50Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating flash-point; by investigating explosibility

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Building Environments (AREA)

Abstract

FIELD: fire safety.
SUBSTANCE: invention relates to the fire safety of buildings – the fire resistance of their structures. Essence of the invention lies in the fact that the test of a multi-hollow prestressed multi-hollow reinforced concrete slab is carried out without destruction, according to a set of single quality indicators. To do this, determine the geometric dimensions of the hollow-core reinforced concrete slab, the scheme for heating the design section in the fire conditions, placing the reinforced reinforcement in the slab section, the depth and the degree of fire protection of high-strength wire, the index of thermal diffusion of concrete, the value of the test load on the reinforced concrete slab and the intensity of stress in the rods of the working reinforcement. Fire resistance limit of a prestressed hollow-core reinforced concrete slab is determined by the loss of bearing capacity, using equation (1); on the basis of loss of heat-insulating ability – according to power function (2).
EFFECT: increasing the accuracy of determining the actual fire resistance of a pre-stressed hollow-core reinforced concrete slab without full-scale fire impact, increasing the reliability of statistical quality control and non-destructive testing.
9 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области пожарной безопасности зданий -огнестойкости их конструкций. В частности, оно может быть использовано для классификации многопустотной железобетонной плиты, здания по показателям сопротивления огневому воздействию в условиях пожара. Это дает возможность обоснованного использования железобетонных конструкций с фактическим пределом огнестойкости в зданиях различных по их функциональной пожароопасности.The invention relates to the field of fire safety of buildings - fire resistance of their structures. In particular, it can be used to classify multi-hollow reinforced concrete slabs, buildings according to fire resistance indicators in fire conditions. This makes it possible to justify the use of reinforced concrete structures with an actual fire resistance limit in buildings with different functional fire hazard.

Известен способ оценки огнестойкости многопустотной железобетонной плиты здания по результатам изучения натурного пожара. Этот способ включает определение положения многопустотной железобетонной плиты в здании, оценку ее состояния путем осмотра и измерения, изготовление контрольных образцов бетона и арматуры, определение времени наступления предельного состояния многопустотной железобетонной плиты по потере несущей способности в условиях действия силовой нагрузки и воздействия высокой температуры натурного пожара /Ильин Н.А. Последствия огневого воздействия на железобетонные конструкции. - М., Стройиздат, 1979, (см. с. 34-35; 90)/ [1].A known method for assessing the fire resistance of a hollow concrete slab of a building according to the results of a study of a natural fire. This method includes determining the position of a multi-hollow reinforced concrete slab in a building, assessing its condition by inspection and measurement, manufacturing control samples of concrete and reinforcement, determining the time of the onset of the ultimate state of a multi-hollow reinforced concrete slab by the loss of bearing capacity under the conditions of a power load and the effect of a high temperature of a natural fire / Ilyin N.A. The consequences of fire on reinforced concrete structures. - M., Stroyizdat, 1979, (see p. 34-35; 90) / [1].

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе пределы огнестойкости многопустотной железобетонной плиты определяют приближенно по результатам исследования прошедшего пожара. Детальное исследование последствий пожара предопределяет длительную работу эксперта. При этом невозможно оценить огнестойкость натурных железобетонных плит, имеющих другие размеры и другую силовую нагрузку. Затруднительно сопоставление полученных результатов со стандартными огневыми испытаниями аналогичных железобетонных плит. Поэтому, известный способ дорог, трудоемок и опасен для испытателей.The reasons that impede the achievement of the following technical result when using the known method include the fact that in the known method, the fire resistance limits of a multi-hollow reinforced concrete slab are determined approximately from the results of a study of a past fire. A detailed study of the consequences of the fire determines the long-term work of the expert. At the same time, it is impossible to evaluate the fire resistance of full-scale reinforced concrete slabs having different sizes and different power loads. It is difficult to compare the results obtained with standard fire tests of similar reinforced concrete slabs. Therefore, the known method of roads is laborious and dangerous for testers.

Известен способ оценки огнестойкости многопустотной железобетонной плиты путем испытания, включающего проведение технического осмотра, установление вида бетона и арматуры плиты, выявление условия ее опирания и крепления, определение времени наступления предельного состояния многопустотной железобетонной плиты под нормативной нагрузкой в условиях стандартного огневого воздействия / ГОСТ 30247.1-94. Конструкции строительные. Методы испытания на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции [2].A known method for evaluating the fire resistance of a hollow concrete slab by testing, including conducting a technical inspection, establishing the type of concrete and reinforcement of the slab, identifying the conditions for its support and fastening, determining the time of the ultimate state of the multi-hollow reinforced concrete slab under standard load under standard fire exposure / GOST 30247.1-94 . Building constructions. Fire test methods. Bearing and enclosing structures [2].

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе огневое испытание проводят на образце конструкции, на который воздействуют только постоянные и длительные нагрузки в их расчетных значениях. Испытания проводят на специальном стендовом оборудовании в огневых печах до разрушения образцов конструкций. Размеры образцов ограничивают в зависимости от проемов стационарных печей. Следовательно, огневые испытания трудоемки, не эффективны, не безопасны, имеют малые технологические возможности для проверки на опыте разнообразных по размерам и различно нагруженных конструкций, не дают необходимой информации о влиянии единичных показателей качества конструкции на ее огнестойкость. Результаты огневого испытания единичны и не учитывают разнообразия в закреплении концов конструкций, их натурных размеров, фактического армирования и схемы обогрева опасного сечения испытуемой конструкции. Экономические затраты на проведение испытаний возрастают за счет расходов на демонтаж конструкции, транспортирование к месту установки нагревательных печей и на создание в них стандартного теплового режима.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known method include the fact that in the known method, a fire test is carried out on a design sample that is affected only by constant and continuous loads in their calculated values. Tests are carried out on special bench equipment in fire furnaces until the destruction of structural samples. The size of the samples is limited depending on the openings of stationary furnaces. Consequently, fire tests are laborious, not effective, not safe, have little technological capabilities for testing various sized and variously loaded structures, and do not provide the necessary information about the effect of individual design quality indicators on its fire resistance. The results of the fire test are single and do not take into account the diversity in fixing the ends of the structures, their actual dimensions, the actual reinforcement and the heating circuit of the dangerous section of the tested structure. The economic costs of testing increase due to the costs of dismantling the structure, transportation to the installation site of the heating furnaces and the creation of a standard thermal regime in them.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является оценка огнестойкости многопустотной железобетонной плиты здания путем испытания, включающего проведение натурного обследования и технического осмотра, установление вида бетона и арматуры плиты, выявление условий ее опирания и крепления, определение времени наступления предельного состояния по огнестойкости, при этом испытание многопустотной железобетонной плиты проводят без разрушения по комплексу единичных показателей качества, технический осмотр дополняют инструментальными измерениями геометрических размеров плиты и ее опасного сечения, определяют число и номинальный диаметр стержней рабочей арматуры, их взаимное расположение и толщину бетона защитного слоя, выявляют форму плиты, схему обогрева расчетного сечения при пожаре и условия нагревания рабочей арматуры, устанавливают глубину залегания стержней рабочей арматуры и степень ее огнезащиты, определяют показатели термодиффузии бетона, оценивают характеристики бетона сопротивлению на сжатие и продольной рабочей арматуры сопротивлению на растяжение, устанавливают величину нормативной нагрузки на железобетонную плиту и по ней находят интенсивность силового напряжения в рабочей арматуре, и, используя полученные интегральные параметры многопустотной железобетонной плиты, вычисляют фактический предел огнестойкости ее. /Патент №2615048; G01N 25/50. Способ оценки огнестойкости железобетонной балочной конструкции здания/ Ильин Н.А., Панфилов Д.А., заяв. СГАСУ: 05.11.2015, опубл. 03.04. 2017 [3], - принято за прототип.The closest method of the same purpose to the claimed invention by a combination of features is to evaluate the fire resistance of a multi-hollow reinforced concrete slab of a building by testing, including conducting a full-scale inspection and technical inspection, establishing the type of concrete and reinforcement of the slab, identifying the conditions for its support and fastening, determining the time of the onset of the ultimate state by fire resistance, while testing a multi-hollow reinforced concrete slab is carried out without destruction according to a set of individual indicators of quality The facilities, technical inspection are supplemented by instrumental measurements of the geometric dimensions of the plate and its dangerous section, the number and nominal diameter of the bars of the working reinforcement, their relative position and the thickness of the concrete of the protective layer are determined, the shape of the plate, the heating circuit of the calculated cross-section in case of fire and the heating conditions of the working reinforcement are determined the depth of the rods of the working reinforcement and the degree of its fire protection, determine the thermal diffusion of concrete, evaluate the characteristics of concrete to compressive strength, etc. longitudinal working armature resistance of the tensile set value characteristic load on the reinforced concrete slab and on it are the intensity of the power voltage in the working reinforcement, and using the obtained integral parameters of hollow core slabs, the actual calculated limit of its fire resistance. / Patent No. 2615048; G01N 25/50. A method for evaluating the fire resistance of a reinforced concrete beam structure of a building / Ilyin N.A., Panfilov D.A., application. SASAS: 11/05/2015, publ. 04/03. 2017 [3] - taken as a prototype.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится неточность (погрешность ±20% от действительного значения) определения показателя пустотелости многопустотной железобетонной плиты; кроме этого не учтен показатель пустотелости при выявлении теплоизолирующей способности многопустотной железобетонной плиты; не установлены показатели прочности и термотекучести рабочей арматуры в виде высокопрочной проволоки; интенсивность силовых напряжений в рабочей арматуре выявлены упрощенно как обратная величина коэффициента запаса многопустотной железобетонной плиты по несущей способности; не учтено различное расположение стержневой рабочей арматуры в зоне густого армирования сечения многопустотной железобетонной плиты; величина показателя термодиффузии бетона защитного слоя принята из упрощенной таблицы, без учета фактической плотности бетона и его влажности; степень огнезащиты стержней рабочей арматуры в зонах густого армирования сечения многопустотной железобетонной плиты в известном способе не выявлены.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known method include inaccuracy (error ± 20% of the actual value) of determining the hollowness index of a multi-hollow reinforced concrete slab; in addition, the hollow rate is not taken into account when revealing the heat-insulating ability of a multi-hollow reinforced concrete slab; the strength and thermal fluidity indicators of the working reinforcement in the form of a high-strength wire have not been established; the intensity of power stresses in the working reinforcement is identified simplistically as the reciprocal of the safety factor of a multi-hollow reinforced concrete slab in terms of bearing capacity; the different arrangement of the core working reinforcement in the area of dense reinforcement of the cross-section of a multi-hollow reinforced concrete slab is not taken into account; the value of the thermal diffusion index of the concrete of the protective layer is taken from a simplified table, without taking into account the actual density of the concrete and its moisture content; the degree of fire protection of the rods of the working reinforcement in the areas of dense reinforcement of the cross-section of a multi-hollow reinforced concrete slab is not revealed in the known method.

Сущность изобретения состоит в установлении показателей пожарной безопасности конструкций здания в части гарантированной длительности сопротивления преднапряженной многопустотной железобетонной плиты перекрытия в условиях пожара; в определении фактических пределов огнестойкости преднапряженной многопустотной железобетонной плиты перекрытия по признаку потери несущей и теплоизолирующей способности.The essence of the invention is to establish fire safety indicators of building structures in terms of the guaranteed duration of resistance of a prestressed multi-hollow reinforced concrete slab in a fire; in determining the actual fire resistance limits of a prestressed multi-hollow reinforced concrete floor slab on the basis of loss of bearing and heat-insulating ability.

Технический результат - снижение трудоемкости оценки огнестойкости преднапряженной многопустотной железобетонной плиты; расширение технологических возможностей определения фактической огнестойкости различно нагруженных железобетонных плит любых размеров по признакам потери несущей и теплоизолирующей способности; возможность проведения испытания многопустотной железобетонной плиты на огнестойкость без нарушения функционального процесса в здании; снижение экономических затрат на испытание; сохранение эксплуатационной пригодности здания при обследовании и неразрушающем испытании многопустотной железобетонной плиты; упрощение условий и сокращение сроков испытания многопустотной железобетонной плиты на огнестойкость; повышение точности результатов испытания; определение реального ресурса многопустотной железобетонной плиты по огнестойкости; повышение достоверности результатов определения степени огнезащиты преднапряженной рабочей арматуры многопустотной железобетонной плиты, глубины залегания и степени их обогрева в условиях пожара; повышение точности определения единичных показателей качества материалов многопустотной железобетонной плиты, влияющих на ее огнестойкость; повышение точности при определение предела огнестойкости преднапряженной железобетонной плиты перекрытия здания по признакам потери несущей и теплоизолирующей способности.The technical result is a reduction in the complexity of evaluating the fire resistance of a prestressed multi-hollow reinforced concrete slab; expanding the technological capabilities of determining the actual fire resistance of variously loaded reinforced concrete slabs of any size by signs of loss of bearing and heat-insulating ability; the possibility of testing a multi-hollow reinforced concrete slab 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 multi-hollow reinforced concrete slabs; simplification of conditions and shortening of the terms for testing multi-hollow reinforced concrete slabs for fire resistance; improving the accuracy of test results; determination of the real life of a multi-hollow reinforced concrete slab by fire resistance; increasing the reliability of the results of determining the degree of fire protection of prestressed working reinforcement of multi-hollow reinforced concrete slabs, the depth and degree of their heating in a fire; improving the accuracy of determining individual quality indicators of materials of multi-hollow reinforced concrete slabs affecting its fire resistance; improving accuracy in determining the fire resistance of a prestressed reinforced concrete slab of a building according to signs of loss of load-bearing and heat-insulating ability.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе оценки огнестойкости железобетонной конструкции, включающем проведение натурного обследования, установление вида и класса бетона по прочности на сжатие, установление вида и класса арматуры по прочности на растяжение, выявление нормированных и контролируемых показателей качества материалов, оценку предела огнестойкости, испытание железобетонной конструкции без разрушения по комплексу единичных показателей качества, измерение геометрических размеров расчетного сечения, определение диаметра стержней рабочей арматуры железобетонной конструкции, их числа и взаимного расположения, толщины бетона защитного слоя и показателя его термодиффузии, установление глубины залегания стержней рабочей арматуры, показателя термотекучести и степени их огнезащиты, установление величины испытательной нагрузки на железобетонную конструкцию и интенсивности силового напряжения в рабочей арматуре, определение предела огнестойкости железобетонной конструкции по признаку потери несущей и теплоизолирующей способности, особенностью является то, что в качестве железобетонной конструкции принимают многопустотную преднапряженную железобетонную плиту и дополнительно определяют показатель ее пустотности, предел огнестойкости преднапряженной многопустотной железобетонной плиты в результате испытания по признаку потери несущей способности (Fur, мин) в условиях стандартного огневого воздействия определяют, используя аналитическое уравнение (1):The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known method of evaluating the fire resistance of a reinforced concrete structure, including conducting a field survey, establishing the type and class of concrete in compressive strength, establishing the type and class of reinforcement in tensile strength, identifying normalized and controlled quality indicators of materials , assessment of the fire resistance limit, testing of a reinforced concrete structure without destruction by a set of individual quality indicators, measurement of ge metric dimensions of the design section, determination of the diameter of the rods of the working reinforcement of the reinforced concrete structure, their number and relative position, the thickness of the concrete of the protective layer and the index of its thermal diffusion, the determination of the depth of the rods of the working reinforcement, the index of thermal fluidity and the degree of their fire protection, the establishment of the test load on the reinforced concrete structure and the intensity of the power voltage in the working armature, the determination of the fire resistance of a reinforced concrete structure based on the rub carrier and heat insulating ability, the feature is that as a concrete structure receiving hollow prestressed reinforced concrete slab, and further comprising determining an indicator of its emptiness, the fire resistance of prestressed hollow concrete slabs as a result of the test on the basis of load capacity loss (F ur, min) under standard fire impacts are determined using analytical equation (1):

Figure 00000001
Figure 00000001

где е - основание натурального логарифма; с - степень огнезащиты рабочей арматуры, см; Jσs - интенсивность силовых напряжений в рабочей арматуре (0÷1); tcr - критическая температура нагрева рабочей арматуры, °С;

Figure 00000002
- натуральный логарифм; knm - показатель пустотности многопустотной железобетонной плиты; ks - показатель номинального диаметра стержневой рабочей арматуры;where e is the base of the natural logarithm; C is the degree of fire protection of the working reinforcement, cm; J σs is the intensity of power stresses in the working armature (0 ÷ 1); t cr is the critical heating temperature of the working reinforcement, ° C;
Figure 00000002
- natural logarithm; k nm is the void index of a multi-hollow reinforced concrete slab; k s is an indicator of the nominal diameter of the rod working reinforcement;

предел огнестойкости многопустотной железобетонной плиты перекрытия в результате испытания по признаку потери теплоизолирующей способности (Fu,i, мин) для условий стандартного огневого воздействия определяют, используя аналитическое уравнение (2):the fire resistance of a multi-hollow reinforced concrete floor slab as a result of testing on the basis of loss of heat-insulating ability (F u, i , min) for standard fire exposure conditions is determined using analytical equation (2):

Figure 00000003
Figure 00000003

где knm - показатель пустотности многопустотной железобетонной плиты; h - высота опасного сечения многопустотной железобетонной плиты, мм;

Figure 00000004
- показатель термодиффузии бетона защитного слоя, мм2/мин.where k nm is the void index of a multi-hollow reinforced concrete slab; h is the height of the dangerous section of a multi-hollow reinforced concrete slab, mm;
Figure 00000004
- indicator of thermal diffusion of the concrete of the protective layer, mm 2 / min.

Степень огнезащиты стержней рабочей арматуры (С, см) соответствующий одностороннему обогреву поверхности многопустотной железобетонной плиты находят, используя уравнение (3):The degree of fire protection of the rods of the working reinforcement (C, cm) corresponding to one-sided heating of the surface of a multi-hollow reinforced concrete slab is found using equation (3):

Figure 00000005
Figure 00000005

где a red - приведенная глубина залегания стержней рабочей арматуры, мм; Dвm - показатель термодиффузии бетона защитного слоя, мм2/мин.where a red is the reduced depth of the rods of the working reinforcement, mm; D bm is an indicator of thermal diffusion of concrete of the protective layer, mm 2 / min.

Показатели термотекучести рабочей арматуры многопустотной железобетонной плиты, из высокопрочной проволоки (n, tcr, °С) принимают следующими значениями:The thermal fluidity of the working reinforcement of a multi-hollow reinforced concrete slab made of high-strength wire (n, t cr , ° С) is taken with the following values:

Figure 00000006
Figure 00000006

Величину показателя термодиффузии бетона защитного слоя (Dвm, мм2/мин) определяют, используя аналитическое уравнение (4):The value of thermal diffusion of concrete of the protective layer (D VM , mm 2 / min) is determined using the analytical equation (4):

Figure 00000007
Figure 00000007

где λ0 - теплопроводность бетона при температуре 20°С (Bm/м⋅°C); tm=450°С - осредненная температура нагрева бетона защитного слоя; С0 - удельная теплоемкость (Дж/кг⋅°С) бетона защитного слоя при температуре 20°С; b и d - термические показатели бетона защитного слоя (×1000); ω - влажность бетона защитного слоя, массовая, %; ρ0 - плотность сухого бетона защитного слоя, кг/м3.where λ 0 is the thermal conductivity of concrete at a temperature of 20 ° C (B m / m⋅ ° C); t m = 450 ° С - average temperature of concrete heating of the protective layer; С 0 - specific heat (J / kg⋅ ° С) of concrete of the protective layer at a temperature of 20 ° С; b and d - thermal performance of concrete protective layer (× 1000); ω is the humidity of the concrete protective layer, mass,%; ρ 0 - density of dry concrete protective layer, kg / m 3 .

Интенсивность силового напряжения (Jσs≤1) в рабочей арматуре в опасном сечении многопустотной железобетонной плиты определяют по уравнению (5):The intensity of the power voltage (J σs ≤1) in the working reinforcement in the dangerous section of a multi-hollow reinforced concrete slab is determined by equation (5):

Figure 00000008
Figure 00000008

где gн.л. и g - соответственно нормативная длительная и расчетная нагрузка на многопустотную железобетонную плиту, кН/м2; As и Аs,mp - соответственно площадь сечения рабочей арматуры фактическая по проекту и требуемая по расчету, мм2; Rs и Rsu - соответственно расчетное и предельное сопротивление рабочей арматуры, МПа; (Rsu=Rsn/0,9); Rsn - нормативное сопротивление рабочей арматуры растяжению, МПа.where g nl and g, respectively, the regulatory long-term and estimated load on a multi-hollow reinforced concrete slab, kN / m 2 ; A s and A s, mp - respectively, the cross-sectional area of the working reinforcement is actual according to the design and required by calculation, mm 2 ; R s and R su - respectively, the calculated and ultimate resistance of the working reinforcement, MPa; (R su = R sn / 0.9); R sn - regulatory resistance of the working reinforcement to tension, MPa.

Расчетную приведенную глубину залегания условного стержня рабочей арматуры (осевое расстояние) в зоне густого армирования сечения многопустотной железобетонной плиты (a rcd, мм) вычисляют по уравнению (6):The estimated reduced depth of the conditional core of the working reinforcement (axial distance) in the zone of dense reinforcement of the cross-section of a multi-hollow reinforced concrete slab ( a rcd , mm) is calculated by equation (6):

Figure 00000009
Figure 00000009

где ΣAi - сумма площадей i-ых стержней рабочей арматуры, мм2; а i - осевое расстояние i-го стержня рабочей арматуры, мм.where ΣA i is the sum of the areas of the i-th rods of the working reinforcement, mm 2 ; and i is the axial distance of the i-th rod of the working reinforcement, mm.

Для нескольких стержней рабочей арматуры (n≥2) из проволоки одинакового диаметра, расположенных в зоне густого армирования сечения многопустотной железобетонной плиты, величину приведенного диаметра (dred, мм) условного стержня рабочей арматуры вычисляют по уравнению (7):For several rods of working reinforcement (n≥2) from wires of the same diameter, located in the zone of dense reinforcement of the cross-section of a multi-hollow reinforced concrete slab, the reduced diameter (d red , mm) of the conditional rod of the working reinforcement is calculated by equation (7):

Figure 00000010
Figure 00000010

где ncm - число стержней рабочей арматуры из высокопрочной проволоки в зоне густого армирования сечения, шт; dн - номинальный диаметр одного стержня рабочей арматуры из проволоки, мм.where n cm is the number of rods of working reinforcement made of high-strength wire in the zone of dense section reinforcement, pcs; d n - nominal diameter of one rod of working reinforcement made of wire, mm.

Показатель пустотности многопустотной железобетонной плиты с овальными пустотами (knm≤1), влияющий на ее предел огнестойкости, вычисляют по уравнению (8):The void index of a multi-hollow reinforced concrete slab with oval voids (k nm ≤1), affecting its fire resistance, is calculated by equation (8):

Figure 00000011
Figure 00000011

где bш и hш - соответственно ширина и высота овальной пустоты, мм; b и h - ширина и высота сечения многопустотной железобетонной плиты, мм; nш - число пустот в сечении многопустотной железобетонной плиты, шт.where b w and h w - respectively the width and height of the oval void, mm; b and h are the width and height of the cross-section of a multi-hollow reinforced concrete slab, mm; n W - the number of voids in the cross-section of a multi-hollow reinforced concrete slab, pcs.

Величину показателя, учитывающего номинальный диаметр стержня рабочей арматуры, влияющей на предел огнестойкости многопустотной железобетонной плиты по признаку потери несущей способности

Figure 00000012
вычисляют по уравнению (9):The value of the indicator, taking into account the nominal diameter of the rod of the working reinforcement, affecting the fire resistance of a multi-hollow reinforced concrete slab on the basis of loss of bearing capacity
Figure 00000012
calculated by equation (9):

Figure 00000013
Figure 00000013

где dн - номинальный диаметр одного стержня рабочей арматуры из проволоки, мм.where d n is the nominal diameter of one rod of the working reinforcement made of wire, mm

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

Исключение огневых испытаний при оценке огнестойкости многопустотной железобетонной плиты существующего здания и замена их на неразрушающие испытания снижает трудоемкость оценки огнестойкости, расширяет технологические возможности выявления фактической огнестойкости многопустотных железобетонных плит любых размеров, дает возможность проведения испытания на огнестойкость без нарушения функционального процесса обследуемого здания, а также сопоставления полученных результатов со стандартными испытаниями аналогичных конструкций и сохранения эксплуатационной пригодности обследуемого здания без нарушения несущей способности многопустотной железобетонной плиты перекрытия в процессе испытания. Следовательно, условия испытания многопустотной железобетонной плиты перекрытия на огнестойкость значительно упрощены.The exclusion of fire tests in assessing the fire resistance of a multi-hollow reinforced concrete slab of an existing building and replacing them with non-destructive tests reduces the complexity of evaluating fire resistance, extends the technological capabilities of detecting the actual fire resistance of multi-hollow reinforced concrete slabs of any size, makes it possible to conduct a fire test without disturbing the functional process of the building under examination, as well as comparing the results obtained with standard tests of similar designs d and maintaining the serviceability of the building under examination without violating the bearing capacity of the multi-hollow reinforced concrete slab during the test. Therefore, the test conditions of multi-hollow reinforced concrete slabs for fire resistance are greatly simplified.

Снижение экономических затрат при оценке огнестойкости многопустотной железобетонной плиты перекрытия обусловлено за счет уменьшения расходов на демонтаж, транспортирования и проведения огневых испытаний образца многопустотной железобетонной плиты.The reduction in economic costs in assessing the fire resistance of a multi-hollow reinforced concrete slab is due to a decrease in the costs of dismantling, transportation and fire tests of a sample of a multi-hollow reinforced concrete slab.

Применение математического описания процесса сопротивления многопустотной железобетонной плиты воздействию высокой температуры и использование построенных аналитических уравнений (1) и (2) повышает точность оценки их огнестойкости по признакам потери несущей и теплоизолирующей способности.The use of a mathematical description of the process of resistance of a multi-hollow reinforced concrete slab to high temperature and the use of the constructed analytical equations (1) and (2) increase the accuracy of estimating their fire resistance by signs of loss of bearing and heat-insulating ability.

Использование конструктивных параметров, как-то: степени огнезащиты рабочей арматуры, интенсивности ее напряжения и показателя термодиффузии бетона, - упрощает математическое описание процесса сопротивления многопустотной железобетонной плиты воздействию высокой температуры.The use of design parameters, such as the degree of fire protection of the working reinforcement, the intensity of its voltage and the thermal diffusion index of concrete, simplifies the mathematical description of the process of resistance of a multi-hollow reinforced concrete slab to high temperature.

Оценка огнестойкости многопустотной железобетонной плиты только по одному показателю качества, например, по толщине защитного слоя бетона, приводит, как правило, к недооценке их фактического предела огнестойкости, поскольку влияние на него вариаций единичных показателей качества имеют различные знаки, и снижение предела огнестойкости за счет одного показателя может быть компенсировано другими. Вследствие этого в предложенном способе оценку огнестойкости многопустотной железобетонной плиты по потере несущей способности предусматривают не по одному показателю, а по комплексу единичных показателей их качества. Это позволяет более точно учесть реальный ресурс фактической огнестойкости многопустотной железобетонной плиты.Evaluation of the fire resistance of a multi-hollow reinforced concrete slab by only one quality indicator, for example, by the thickness of the protective layer of concrete, leads, as a rule, to underestimating their actual limit of fire resistance, since the influence of variations of individual quality indicators on it has different signs, and a decrease in the fire resistance due to one indicator can be offset by others. As a result, in the proposed method, the fire resistance of a multi-hollow reinforced concrete slab by the loss of load-bearing capacity is assessed not by one indicator, but by a set of individual indicators of their quality. This allows you to more accurately take into account the actual resource of the actual fire resistance of a multi-hollow reinforced concrete slab.

В предложенном техническом решении снижают погрешность при определении степени огнезащиты стержней рабочей арматуры в виде высокопрочной проволоки, оценивая ее величину в зависимости от глубины залегания и условия ее нагрева при пожаре.The proposed technical solution reduces the error in determining the degree of fire protection of the rods of the working reinforcement in the form of a high-strength wire, evaluating its value depending on the depth and the conditions of its heating in case of fire.

Упрощен учет особенностей статической схемы работы многопустотной железобетонной плиты, особенности армирования опасного сечения, размера номинального диаметра стержней рабочей арматуры, степени их огнезащиты на величину предела огнестойкости.Simplified features of the static working scheme of multi-hollow reinforced concrete slabs, features of reinforcing a dangerous section, the size of the nominal diameter of the bars of the working reinforcement, the degree of their fire protection by the value of the fire resistance limit.

На фиг. 1 изображена расчетная схема на прочность и огнестойкость многопустотной железобетонной плиты с овальными пустотами: lp=l-100 - расчетный пролет плиты, мм; g и gн - соответственно полная расчетная и нормативная погонная нагрузка, кН/пог. м; g0=gн.дл - длительная нормативная погонная нагрузка при расчете огнестойкости плиты, кН/пог. м; с = 50 - размер опорной части плиты, мм; tcm - температура во времени (τсm, мин) огневого воздействия стандартного пожара, °С:In FIG. 1 shows a design diagram for the strength and fire resistance of a multi-hollow reinforced concrete slab with oval voids: l p = l-100 - design span of the slab, mm; g and g n - respectively, the full estimated and standard linear load, kN / linear. m; g 0 = g n.dl - long-term standard linear load when calculating the fire resistance of the plate, kN / linear m; C = 50 - the size of the supporting part of the plate, mm; t cm - temperature over time (τ cm , min) of the fire exposure of a standard fire, ° С:

Figure 00000014
Figure 00000014

На фиг. 2 изображено поперечное сечение многопустотной железобетонной плиты с овальными пустотами, высота плиты h=220 мм, ширина b=1425 мм (bƒ=1500 мм): 1 - напряженная растянутая арматура -высокопрочная проволока класс Bp 1400; 2 - напрягаемая арматура в сжатой зоне сечения многопустотной железобетонной плиты перекрытия; 3 - участки густого армирования сечения многопустотной железобетонной плиты перекрытия (12 шт); 4 - пустоты плиты в виде овальных щелей; 6 - бетон защитного слоя (до нижних стержней рабочей арматуры), мм.In FIG. 2 shows a cross section of a multi-hollow reinforced concrete slab with oval voids, slab height h = 220 mm, width b = 1425 mm (b ƒ = 1500 mm): 1 - tensile tensile reinforcement - high-strength wire, class Bp 1400; 2 - prestressing reinforcement in the compressed sectional area of a multi-hollow reinforced concrete slab; 3 - sections of dense reinforcement of the cross-section of a multi-hollow reinforced concrete floor slab (12 pcs); 4 - plate voids in the form of oval slots; 6 - concrete protective layer (to the lower rods of the working reinforcement), mm.

На фиг. 3 изображены варианты расположения рабочей арматуры I, II, III, IV, V, VI и VII в виде высокопрочной проволоки в зонах густого армирования многопустотной железобетонной плиты с овальными пустотами; tcm, °C - направление огневого воздействия стандартного пожара.In FIG. 3 shows the location options of the working reinforcement I, II, III, IV, V, VI and VII in the form of a high-strength wire in the areas of dense reinforcement of a multi-hollow reinforced concrete slab with oval voids; t cm , ° C - fire direction of a standard fire.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением указанного выше технического результата. Способ оценки огнестойкости многопустотной железобетонной плиты осуществляют в следующей последовательности. Сначала проводят визуальный осмотр и натурное обследование здания. Назначают комплекс единичных показателей качества многопустотной железобетонной плиты, влияющих на ее фактическую огнестойкость. Выявляют условия опирания концов многопустотной железобетонной плиты и ее расчетные сечения. Затем оценивают единичные показатели качества многопустотной железобетонной плиты и ее интегральные параметры, и по ним устанавливают пределы огнестойкости испытуемой многопустотной железобетонной плиты.Information confirming the possibility of carrying out the invention with obtaining the above technical result. The method of evaluating the fire resistance of a hollow concrete slab is carried out in the following sequence. First, a visual inspection and an on-site inspection of the building are carried out. Assign a set of individual quality indicators of multi-hollow reinforced concrete slabs affecting its actual fire resistance. The conditions of abutment of the ends of a multi-hollow reinforced concrete slab and its design sections are revealed. Then, single quality indicators of the multi-hollow reinforced concrete slab and its integral parameters are evaluated, and the fire resistance limits of the tested multi-hollow reinforced concrete slab are determined from them.

Под визуальным осмотром понимают проверку состояния многопустотной железобетонной плиты, включающую выявление условий ее опирания, определение вида и класса бетона защитного слоя на сжатие по прочности, ее толщины, наличие трещин и отколов, нарушение сцепления стержней рабочей арматуры с бетоном защитного слоя, наличие коррозии стали стержней рабочей арматуры.Visual inspection means checking the condition of a multi-hollow reinforced concrete slab, including identifying the conditions for its support, determining the type and class of concrete of the protective layer for compression in strength, its thickness, the presence of cracks and spalls, the disengagement of the rods of the working reinforcement with the concrete of the protective layer, the corrosion of steel of the rods working fittings.

Схему обогрева поперечного сечения многопустотной железобетонной плиты в условиях пожара определяют в зависимости от фактического расположения частей здания, устройства подвесных потолков, расположения смежных конструкций, уменьшающих число сторон обогрева многопустотной железобетонной плиты.The scheme of heating the cross section of a multi-hollow reinforced concrete slab in a fire is determined depending on the actual location of the building parts, the installation of suspended ceilings, the location of adjacent structures that reduce the number of sides of the multi-hollow reinforced concrete slab.

Число и место расположения контрольных участков, в которых определяют показатели качества многопустотной железобетонной плиты, определяют так. В многопустотной железобетонной плите перекрытия, имеющей одно расчетное сечение, контрольные участки располагают только в этом сечении.The number and location of control plots in which the quality indicators of a hollow concrete slab are determined are determined as follows. In a multi-hollow reinforced concrete slab having one design section, control sections are located only in this section.

К основным единичным показателям качества многопустотной железобетонной плиты, обеспечивающим проектную огнестойкость, относят: геометрические размеры многопустотной железобетонной плиты перекрытия и высоту расчетного сечения; глубину залегания арматуры, класс бетона по прочности, на сжатие, номинальный диаметр, интенсивность напряжения и временное сопротивление стержней рабочей арматуры; прочность бетона на сжатие, влажность и плотность его в естественных условиях; толщину защитного слоя бетона и показатель его термодиффузии.The main single quality indicators of a multi-hollow reinforced concrete slab providing design fire resistance include: geometric dimensions of a multi-hollow reinforced concrete slab and the height of the design section; reinforcement depth, concrete strength class, compressive strength, nominal diameter, stress intensity and temporary resistance of working reinforcement rods; concrete compressive strength, moisture and its density in natural conditions; the thickness of the protective layer of concrete and an indicator of its thermal diffusion.

К проверяемым геометрическим размерам относят: для конструкции многопустотной железобетонной плиты с овальными пустотами - высоту сечения, размеры и положение пустот.Checked geometric dimensions include: for the construction of multi-hollow reinforced concrete slabs with oval voids - section height, dimensions and position of voids.

Размеры многопустотной железобетонной плиты проверяют с точностью до 1 мм; ширину трещин - с точностью до 0,05 мм.The dimensions of a multi-hollow reinforced concrete slab are checked with an accuracy of 1 mm; crack width - with an accuracy of 0.05 mm.

Проверку прочности бетона многопустотной железобетонной плиты производят неразрушающими испытаниями с применением механических и ультразвуковых приборов, например, [1, с. 31-38].Strength testing of concrete multi-hollow reinforced concrete slabs is carried out by non-destructive tests using mechanical and ultrasonic devices, for example, [1, p. 31-38].

За минимальную глубину залегания продольных стержней рабочей арматуры принимают расстояние по нормам между поверхностью бетона многопустотной железобетонной плиты и продольной осью стержня рабочей арматуры.For the minimum depth of the longitudinal rods of the working reinforcement, the distance according to the norms between the concrete surface of a multi-hollow reinforced concrete slab and the longitudinal axis of the rod of the working reinforcement is taken.

Под глубиной залегания продольных стержней рабочей арматуры понимают расстояние по нормали между поверхностью бетона многопустотной железобетонной плиты и продольной осью стержня рабочей арматуры.By the depth of the longitudinal rods of the working reinforcement is understood the normal distance between the concrete surface of a multi-hollow reinforced concrete slab and the longitudinal axis of the rod of the working reinforcement.

По результатам измерений определяют минимальную глубину залегания стержней рабочей арматуры по оси ординат поперечного сечения конструкции (a min, мм). Затем используют величины Dbm, мм2/мин и a min, мм, устанавливают интегральный параметр - степень огнезащиты стержней рабочей арматуры, используя степенную функцию (3).According to the measurement results, determine the minimum depth of the rods of the working reinforcement along the ordinate axis of the structural cross section ( a min , mm). Then use the values of D bm , mm 2 / min and a min , mm, set the integral parameter - the degree of fire protection of the rods of the working reinforcement, using the power function (3).

Пример. Даны характеристики многопустотной железобетонной плиты с овальными пустотами размерами в плане 1,4×6,0 м.; высота 220 мм; рабочая арматура класса Bp 1400; tcr=360°С; n=2,65; ks=(0,1⋅dн)0,05=(0,1⋅5)0,05=0,966; защитный слой бетона U=18,5 мм; Dbm = 19,5 мм2/мин; коэффициент запаса по несущей способности kз=1,9; армирование сечения многопустотной железобетонной плиты по схеме VI, фиг. 3 стержень рабочей арматуры - высокопрочная проволока 24 (12 зон густого армирования по две проволоки в каждой зоне); глубина заложения: нижний стержень рабочей арматуры - a y1=18,5 мм; второй стержень рабочей арматуры - а y2=18,5+18+18=54,5 мм; диаметр условного стержня рабочей арматуры:Example. The characteristics of a multi-hollow reinforced concrete slab with oval voids with a size of 1.4 × 6.0 m; height 220 mm; working armature class Bp 1400; t cr = 360 ° C; n = 2.65; k s = (0.1⋅d n ) 0.05 = (0.1⋅5) 0.05 = 0.966; protective layer of concrete U = 18.5 mm; D bm = 19.5 mm 2 / min; safety factor k z = 1.9; reinforcement of the cross-section of a multi-hollow reinforced concrete slab according to scheme VI, FIG. 3 core of the working reinforcement - high-strength wire 24 (12 zones of dense reinforcement, two wires in each zone); laying depth: lower rod of the working reinforcement - a y1 = 18.5 mm; the second rod of the working reinforcement - and y2 = 18.5 + 18 + 18 = 54.5 mm; diameter of a conditional core of working reinforcement:

Figure 00000015
Figure 00000015

где ncm - число стержней рабочей арматуры высокопрочной проволоки в зоне густого армирования сечения, шт; dн - номинальный диаметр одного стержня рабочей арматуры, мм.where n cm is the number of rods of the working reinforcement of high-strength wire in the zone of dense section reinforcement, pcs; d n - the nominal diameter of one rod of the working reinforcement, mm.

Интенсивность силовых напряжений (Jσs) в стержнях рабочей арматуры:The intensity of power stresses (J σs ) in the bars of the working reinforcement:

Jσs=1/k3=1/1,9=0,526;J σs = 1 / k 3 = 1 / 1.9 = 0.526;

где kз=1,9 - коэффициент запаса по несущей способности многопустотной железобетонной плиты.where k z = 1.9 is the safety factor for the bearing capacity of a multi-hollow reinforced concrete slab.

Размеры овалов в сечении многопустотной железобетонной плиты bщ×hщ=81×155 мм; число овалов nщ=11 шт.The dimensions of the ovals in the cross section of a multi-hollow reinforced concrete slab b sh × h sh = 81 × 155 mm; the number of ovals n u = 11 pcs.

где bщ и hщ - соответственно ширина и высота овальной пустоты, мм; nщ - число пустот в сечении плиты, шт.where b u and h u - respectively the width and height of the oval void, mm; n u - the number of voids in the cross section of the plate, pcs.

Решение: 1. Показатель пустотности многопустотной железобетонной плиты с овальными пустотами, влияющий на величину ее предела огнестойкости (knm), вычисляют по уравнению (8):Solution: 1. The void index of a multi-hollow reinforced concrete slab with oval voids, affecting the value of its fire resistance limit (k nm ), is calculated by equation (8):

knm=1-(0,9⋅hщ⋅bщ⋅nщ/h⋅b)1,75=k nm = 1- (0,9⋅h ⋅b ni ni ni ⋅n / h⋅b) 1,75 =

=1-(0,9⋅155⋅81⋅11/220⋅1500)1,75== 1- (0.9⋅155⋅81⋅11 / 220⋅1500) 1.75 =

=1-(131,2⋅103/330⋅103)1,75=1-0,18=0,82;= 1- (131.2⋅10 3 / 330⋅10 3 ) 1.75 = 1-0.18 = 0.82;

где bш и hш - соответственно ширина и высота овальной пустоты, мм; b и h - ширина и высота сечения многопустотной железобетонной плиты, мм; nш - число пустот в сечении плиты, шт.where b w and h w - respectively the width and height of the oval void, mm; b and h are the width and height of the cross-section of a multi-hollow reinforced concrete slab, mm; n W - the number of voids in the cross section of the plate, pcs.

2. Глубину заложения условного высокопрочного стержня рабочей арматуры (а red, мм) вычисляют по уравнению (6):2. The laying depth of the conditional high-strength rod of the working reinforcement ( a red , mm) is calculated according to equation (6):

a red=(а у1+а у2)/2=(18,5+54,5)/2=36,5 мм; a red = ( a y1 + a y2 ) / 2 = (18.5 + 54.5) / 2 = 36.5 mm;

где а у1и а у2 - глубина заложения одного и второго стержня рабочей арматуры, мм.where a y1 and a y2 - the depth of one and the second rod of the working reinforcement, mm

3. Степень огнезащиты условного стержня рабочей арматуры бетоном {с, см) вычисляют по уравнению (3):3. The degree of fire protection of the conditional core of the working reinforcement with concrete (s, cm) is calculated according to equation (3):

Figure 00000016
Figure 00000016

где a red - приведенная глубина залегания стержней рабочей арматуры, мм; Dвm - показатель термодиффузии защитного слоя бетона, мм2/мин.where a red is the reduced depth of the rods of the working reinforcement, mm; D VM - an indicator of thermal diffusion of the protective layer of concrete, mm 2 / min.

4. Предел огнестойкости многопустотной железобетонной плиты с овальными пустотами вычисляют по уравнению (1):4. The fire resistance of a multi-hollow reinforced concrete slab with oval voids is calculated according to equation (1):

Figure 00000017
Figure 00000017

где е - основание натурального логарифма; с - степень огнезащиты стержня рабочей арматуры, см; Jσs - интенсивность силовых напряжений в стержнях рабочей арматуре (0÷1); tcr - критическая температура нагрева стержней рабочей арматуры, °С;

Figure 00000018
- натуральный логарифм; knm - показатель пустотности многопустотной железобетонной плиты; ks - показатель номинального диаметра стержневой рабочей арматуры;where e is the base of the natural logarithm; C is the degree of fire protection of the rod of the working reinforcement, cm; J σs is the intensity of power stresses in the rods of the working reinforcement (0 ÷ 1); t cr - critical temperature of the heating rods of the working reinforcement, ° C;
Figure 00000018
- natural logarithm; k nm is the void index of a multi-hollow reinforced concrete slab; k s is an indicator of the nominal diameter of the rod working reinforcement;

5. Высоту сечения многопустотной железобетонной плиты с овальными пустотами, приведенную к эквивалентности сплошному сечению (hmin, мм), вычисляют по уравнению (2):5. The cross-sectional height of a multi-hollow reinforced concrete slab with oval voids, reduced to the equivalence of the continuous cross-section (h min , mm), is calculated by equation (2):

hmin=knm⋅h=0,82⋅220=180 мм;h min = k nm ⋅h = 0.82⋅220 = 180 mm;

где knm - показатель пустотности многопустотной железобетонной плиты; h - высота опасного сечения многопустотной железобетонной плиты, мм;where k nm is the void index of a multi-hollow reinforced concrete slab; h is the height of the dangerous section of a multi-hollow reinforced concrete slab, mm;

6. Предел огнестойкости преднапряженной многопустотной железобетонной плиты перекрытия с овальными пустотами по потере теплоизолирующей способности вычисляют по уравнению (2):6. The fire resistance of a prestressed multi-hollow reinforced concrete slab with oval voids by the loss of heat-insulating ability is calculated by equation (2):

Fu,j=4,6⋅(hmin/Dвb)2=4,6⋅(180/19,5)2=392 мин;F u, j = 4.6⋅ (h min / D bb ) 2 = 4.6⋅ (180 / 19.5) 2 = 392 min;

где knm - показатель пустотности многопустотной железобетонной плиты; h - высота опасного сечения многопустотной железобетонной плиты, мм;

Figure 00000019
- показатель термодиффузии защитного слоя бетона, мм2/мин.where k nm is the void index of a multi-hollow reinforced concrete slab; h is the height of the dangerous section of a multi-hollow reinforced concrete slab, mm;
Figure 00000019
- indicator of thermal diffusion of the protective layer of concrete, mm 2 / min.

7. Резюме: Пределы огнестойкости преднапряженной многопустотной железобетонной плиты перекрытия с овальными пустотами по потере несущей способности и теплоизолирующей способности соответственно равны:7. Summary: The fire resistance limits of a prestressed multi-hollow reinforced concrete slab with oval voids for loss of bearing capacity and heat-insulating ability are respectively equal to:

Fur=77/Fu,i=392 мин;F ur = 77 / F u, i = 392 min;

где Fu,i - предел огнестойкости преднапряженной многопустотной железобетонной плиты перекрытия с овальными пустотами по потере теплоизолирующей способности.where F u, i is the fire resistance limit of a prestressed multi-hollow reinforced concrete floor slab with oval voids due to the loss of heat-insulating ability.

Предложенный способ применен при оценке огнестойкости натурном осмотре многопустотных преднапряженных железобетонных плит перекрытия жилого здания в г. Самаре. Результаты неразрушающих испытаний плит перекрытий размером 6×1,5×0,22 м, бетон тяжелый класса В 35, арматура класса Вр-1400, показали предел огнестойкости по потери несущей способности FU(R)=15 мин, по потере теплоизолирующей способности FU(J)=380 мин.The proposed method was applied in assessing fire resistance on-site inspection of multi-hollow prestressed reinforced concrete floor slabs of a residential building in Samara. The results of non-destructive tests of floor slabs with a size of 6 × 1.5 × 0.22 m, heavy concrete of class B 35, reinforcement of class B p -1400, showed a fire resistance limit by the loss of bearing capacity F U (R) = 15 min, by the loss of heat-insulating ability F U (J) = 380 min.

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 30247.1-94. Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции.2. GOST 30247.1-94. Building constructions. Test methods for fire resistance. Bearing and enclosing structures.

3. Патент №2615048 G01N 25/50. Способ оценки огнестойкости железобетонной балочной конструкций здания. / Ильин Н.А., Панфилов Д.А., заявл. СГАСУ: 05.11.2015; опубл. 03.04.2017.3. Patent No. 2615048 G01N 25/50. A method for evaluating the fire resistance of a reinforced concrete beam structure of a building. / Ilyin N.A., Panfilov D.A., decl. SASAS: 11/05/2015; publ. 04/03/2017.

Claims (29)

1. Способ оценки огнестойкости железобетонной конструкции, включающий проведение натурного обследования, установление вида и класса бетона по прочности на сжатие, установление вида и класса арматуры по прочности на растяжение, выявление нормированных и контролируемых показателей качества материалов, оценку предела огнестойкости, испытание железобетонной конструкции без разрушения по комплексу единичных показателей качества, измерение геометрических размеров расчетного сечения, определение диаметра стержней рабочей арматуры железобетонной конструкции, их числа и взаимного расположения, толщины бетона защитного слоя и показателя его термодиффузии, установление глубины залегания стержней рабочей арматуры, показателя термотекучести и степени их огнезащиты, установление величины испытательной нагрузки на железобетонную конструкцию и интенсивности силового напряжения в рабочей арматуре, определение предела огнестойкости железобетонной конструкции по признаку потери несущей и теплоизолирующей способности, отличающийся тем, что в качестве железобетонной конструкции принимают многопустотную преднапряженную железобетонную плиту и дополнительно определяют показатель ее пустотности, предел огнестойкости преднапряженной многопустотной железобетонной плиты, в результате испытания по признаку потери несущей способности (Fur, мин) в условиях стандартного огневого воздействия определяют, используя аналитическое уравнение (1):1. A method for assessing the fire resistance of a reinforced concrete structure, including conducting an on-site examination, establishing the type and class of concrete for compressive strength, establishing the type and class of reinforcing bars for tensile strength, identifying normalized and controlled quality indicators of materials, assessing the fire resistance limit, testing a reinforced concrete structure without breaking by a set of individual quality indicators, measuring the geometric dimensions of the design section, determining the diameter of the rods of the working reinforcement of the glands the concrete structure, their number and relative position, the thickness of the concrete of the protective layer and the index of its thermal diffusion, establishing the depth of the rods of the working reinforcement, the index of thermal fluidity and the degree of their fire protection, establishing the value of the test load on the reinforced concrete structure and the intensity of the voltage in the working reinforcement, determining the fire resistance reinforced concrete structure on the basis of loss of bearing and heat-insulating ability, characterized in that as a reinforced concrete structure uktsii take prestressed hollow-core concrete slab, and further comprising determining an indicator of its emptiness, the fire resistance of prestressed hollow slabs of reinforced concrete, as a result of the test on the basis of the loss of load capacity (F ur, min) at standard conditions of fire exposure is determined using an analytical equation (1):
Figure 00000020
Figure 00000020
где е - основание натурального логарифма; с - степень огнезащиты рабочей арматуры, см; Jσs - интенсивность силовых напряжений в рабочей арматуре (0÷1); tcr - критическая температура нагрева рабочей арматуры, °С; ln - натуральный логарифм;
Figure 00000021
- показатель пустотности многопустотной железобетонной плиты; ks - показатель номинального диаметра стержневой рабочей арматуры;
where e is the base of the natural logarithm; C is the degree of fire protection of the working reinforcement, cm; J σs is the intensity of power stresses in the working armature (0 ÷ 1); t cr is the critical heating temperature of the working reinforcement, ° C; ln is the natural logarithm;
Figure 00000021
- an indicator of the voidness of a hollow reinforced concrete slab; k s is an indicator of the nominal diameter of the rod working reinforcement;
предел огнестойкости многопустотной железобетонной плиты перекрытия в результате испытания по признаку потери теплоизолирующей способности (Fu,i, мин) для условий стандартного огневого воздействия определяют, используя аналитическое уравнение (2):the fire resistance of a multi-hollow reinforced concrete floor slab as a result of testing on the basis of loss of heat-insulating ability (F u, i , min) for standard fire exposure conditions is determined using analytical equation (2):
Figure 00000022
Figure 00000022
где
Figure 00000021
- показатель пустотности многопустотной железобетонной плиты; h - высота опасного сечения многопустотной железобетонной плиты, мм;
Figure 00000023
- показатель термодиффузии бетона защитного слоя, мм2/мин.
Where
Figure 00000021
- an indicator of the voidness of a hollow reinforced concrete slab; h is the height of the dangerous section of a multi-hollow reinforced concrete slab, mm;
Figure 00000023
- indicator of thermal diffusion of the concrete of the protective layer, mm 2 / min.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что степень огнезащиты стержней рабочей арматуры (С, см), соответствующую одностороннему обогреву поверхности многопустотной железобетонной плиты, находят, используя уравнение (3):2. The method according to p. 1, characterized in that the degree of fire protection of the rods of the working reinforcement (C, cm), corresponding to one-sided heating of the surface of a multi-hollow reinforced concrete slab, is found using equation (3):
Figure 00000024
Figure 00000024
где a red - приведенная глубина залегания стержней рабочей арматуры, мм;
Figure 00000023
- показатель термодиффузии бетона защитного слоя, мм2/мин.
where a red is the reduced depth of the rods of the working reinforcement, mm;
Figure 00000023
- indicator of thermal diffusion of the concrete of the protective layer, mm 2 / min.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что показатели термотекучести рабочей арматуры многопустотной железобетонной плиты, из высокопрочной проволоки (n, tcr, °С) принимают следующими значениями:3. The method according to p. 1, characterized in that the thermal fluidity of the working reinforcement of a multi-hollow reinforced concrete slab of high-strength wire (n, t cr , ° C) is taken with the following values:
Figure 00000025
Figure 00000025
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что величину показателя термодиффузии бетона защитного слоя (
Figure 00000023
, мм2/мин) определяют, используя аналитическое уравнение (4):
4. The method according to p. 1, characterized in that the value of the thermal diffusion index of the concrete of the protective layer (
Figure 00000023
, mm 2 / min) is determined using the analytical equation (4):
Figure 00000026
Figure 00000026
где λ0 - теплопроводность бетона при температуре 20°С (
Figure 00000027
/м⋅°C); tm=450°С - осредненная температура нагрева бетона защитного слоя; С0 - удельная теплоемкость (Дж/кг⋅°С) бетона защитного слоя при температуре 20°С; b и d - термические показатели бетона защитного слоя (×1000); ω - влажность бетона защитного слоя, массовая, %; ρ0 - плотность сухого бетона защитного слоя, кг/м3.
where λ 0 - thermal conductivity of concrete at a temperature of 20 ° C (
Figure 00000027
/ m⋅ ° C); t m = 450 ° С - average temperature of concrete heating of the protective layer; С 0 - specific heat (J / kg⋅ ° С) of concrete of the protective layer at a temperature of 20 ° С; b and d - thermal performance of concrete protective layer (× 1000); ω is the humidity of the concrete protective layer, mass,%; ρ 0 - density of dry concrete protective layer, kg / m 3 .
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что интенсивность силового напряжения (Jσs≤1) в рабочей арматуре в опасном сечении многопустотной железобетонной плиты определяют по уравнению (5):5. The method according to p. 1, characterized in that the intensity of the power voltage (J σs ≤1) in the working armature in a dangerous section of a multi-hollow reinforced concrete slab is determined by equation (5):
Figure 00000028
Figure 00000028
где gн.л. и g - соответственно нормативная длительная и расчетная нагрузка на многопустотную железобетонную плиту, кН/м2; As и As,mp - соответственно, площадь сечения рабочей арматуры, фактическая по проекту и требуемая по расчету, мм2; Rs и Rsu - соответственно, расчетное и предельное сопротивление рабочей арматуры, МПа; (Rsu=Rsn/0,9); Rsn - нормативное сопротивление рабочей арматуры растяжению, МПа.where g nl and g, respectively, the regulatory long-term and estimated load on a multi-hollow reinforced concrete slab, kN / m 2 ; A s and A s, mp - respectively, the cross-sectional area of the working reinforcement, the actual design and required by calculation, mm 2 ; R s and R su - respectively, the calculated and ultimate resistance of the working reinforcement, MPa; (R su = R sn / 0.9); R sn - regulatory resistance of the working reinforcement to tension, MPa. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что расчетную приведенную глубину залегания условного стержня рабочей арматуры (осевое расстояние) в зоне густого армирования сечения многопустотной железобетонной плиты (a red, мм) вычисляют по уравнению (6):6. The method according to p. 1, characterized in that the calculated reduced depth of the conditional core of the working reinforcement (axial distance) in the zone of dense reinforcement of the cross-section of a multi-hollow reinforced concrete slab ( a red , mm) is calculated according to equation (6):
Figure 00000029
Figure 00000029
где ΣAi - сумма площадей i-ых стержней рабочей арматуры, мм2; a i - осевое расстояние i-го стержня рабочей арматуры, мм.where ΣA i is the sum of the areas of the i-th rods of the working reinforcement, mm 2 ; a i - axial distance of the i-th rod of the working reinforcement, mm. 7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для нескольких стержней рабочей арматуры (n≥2) из проволоки одинакового диаметра, расположенных в зоне густого армирования сечения многопустотной железобетонной плиты, величину приведенного диаметра (dred, мм) условного стержня рабочей арматуры вычисляют по уравнению (7):7. The method according to p. 1, characterized in that for several rods of working reinforcement (n≥2) from wires of the same diameter located in the zone of dense reinforcement of the cross-section of a multi-hollow reinforced concrete slab, the reduced diameter (d red , mm) of the conditional rod of the working reinforcement calculated by equation (7):
Figure 00000030
Figure 00000030
где
Figure 00000031
- число стержней рабочей арматуры из высокопрочной проволоки в зоне густого армирования сечения, шт; dн - номинальный диаметр одного стержня рабочей арматуры из проволоки, мм.
Where
Figure 00000031
- the number of rods of working reinforcement from high-strength wire in the area of dense section reinforcement, pcs; d n - nominal diameter of one rod of working reinforcement made of wire, mm.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что показатель пустотелости многопустотной железобетонной плиты с овальными пустотами (
Figure 00000032
≤1), влияющий на ее предел огнестойкости, вычисляют по уравнению (8):
8. The method according to p. 1, characterized in that the hollow index of a hollow concrete slab with oval voids (
Figure 00000032
≤1), affecting its fire resistance limit, is calculated according to equation (8):
Figure 00000033
Figure 00000033
где bш и hш - соответственно ширина и высота овальной пустоты, мм; b и h - ширина, и высота сечения многопустотной железобетонной плиты, мм;
Figure 00000034
- число пустот в сечении многопустотной железобетонной плиты, шт.
where b w and h w - respectively the width and height of the oval void, mm; b and h are the width and cross-sectional height of the multi-hollow reinforced concrete slab, mm;
Figure 00000034
- the number of voids in the cross-section of a multi-hollow reinforced concrete slab, pcs.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что величину показателя, учитывающего номинальный диаметр стержня рабочей арматуры, влияющей на предел огнестойкости многопустотной железобетонной плиты по признаку потери несущей способности (ks,r), вычисляют по уравнению (9):9. The method according to p. 1, characterized in that the value of the indicator, taking into account the nominal diameter of the rod of the working reinforcement, affecting the fire resistance of multi-hollow reinforced concrete slabs on the basis of loss of bearing capacity (k s, r ), is calculated by equation (9):
Figure 00000035
Figure 00000035
где dн - номинальный диаметр одного стержня рабочей арматуры из проволоки, мм.where d n is the nominal diameter of one rod of the working reinforcement made of wire, mm
RU2017140014A 2017-11-16 2017-11-16 Method of estimation of fire resistance of multi-hollow prestressed reinforced concrete slab RU2671910C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017140014A RU2671910C1 (en) 2017-11-16 2017-11-16 Method of estimation of fire resistance of multi-hollow prestressed reinforced concrete slab

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017140014A RU2671910C1 (en) 2017-11-16 2017-11-16 Method of estimation of fire resistance of multi-hollow prestressed reinforced concrete slab

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2671910C1 true RU2671910C1 (en) 2018-11-07

Family

ID=64103361

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017140014A RU2671910C1 (en) 2017-11-16 2017-11-16 Method of estimation of fire resistance of multi-hollow prestressed reinforced concrete slab

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2671910C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114646538A (en) * 2021-12-31 2022-06-21 贵州中建伟业建设(集团)有限责任公司 Detection method for simulating strength of steel bar after general fire in closed space

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2161793C2 (en) * 1999-02-22 2001-01-10 Самарская государственная архитектурно-строительная академия Method for determination of fire resistance of flexible reinforced-concrete building constructions
RU2281482C2 (en) * 2004-09-06 2006-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) Method to determine fire-resistance of compressed reinforced concrete building structure members
RU2350933C1 (en) * 2007-07-31 2009-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) Method for determination of fire resistance of concrete and reinforced concrete walls of building
CN104677940A (en) * 2015-01-30 2015-06-03 中国矿业大学 Reinforced concrete shell fire resistance testing system
RU2615048C1 (en) * 2015-11-02 2017-04-03 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Evaluation method for fire-resistance of reinforced concrete girder structure of building

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2161793C2 (en) * 1999-02-22 2001-01-10 Самарская государственная архитектурно-строительная академия Method for determination of fire resistance of flexible reinforced-concrete building constructions
RU2281482C2 (en) * 2004-09-06 2006-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) Method to determine fire-resistance of compressed reinforced concrete building structure members
RU2350933C1 (en) * 2007-07-31 2009-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) Method for determination of fire resistance of concrete and reinforced concrete walls of building
CN104677940A (en) * 2015-01-30 2015-06-03 中国矿业大学 Reinforced concrete shell fire resistance testing system
RU2615048C1 (en) * 2015-11-02 2017-04-03 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" Evaluation method for fire-resistance of reinforced concrete girder structure of building

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГОСТ 30247.1-94. Конструкции строительные. Методы испытания на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции, С.2-6. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114646538A (en) * 2021-12-31 2022-06-21 贵州中建伟业建设(集团)有限责任公司 Detection method for simulating strength of steel bar after general fire in closed space

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
El-Sayed et al. Influence of stirrup corrosion on shear strength of reinforced concrete slender beams
RU2650704C1 (en) Method for evaluating fire resistance of beam structure
RU2350933C1 (en) Method for determination of fire resistance of concrete and reinforced concrete walls of building
RU2604820C1 (en) Method for assessing fire resistance of reinforced concrete truss of building
Abouhussien et al. Acoustic emission‐based analysis of bond behavior of corroded reinforcement in existing concrete structures
Cavaco et al. Effects of corrosion on the behaviour of precast concrete floor systems
RU2281482C2 (en) Method to determine fire-resistance of compressed reinforced concrete building structure members
RU2671910C1 (en) Method of estimation of fire resistance of multi-hollow prestressed reinforced concrete slab
Qiao et al. Modeling of corrosion-induced damage in reinforced concrete considering electro-mechanical coupling
RU2320982C1 (en) Method to determine steel building beam fire resistance
Syll et al. Bond strength degradation in concrete cracked by expansion agent filled pipes
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
Xia et al. Prediction of corrosion-induced crack width of corroded reinforced concrete structures
RU2357245C2 (en) Method of determining flame resistance of building brick piers
RU2674418C1 (en) Method for assessing fire resistance of monolithic reinforced concrete beam slabs of interior surfaces of buildings
Lau et al. Analytical and experimental investigation on corrosion-induced concrete cracking
RU2564010C1 (en) Method of determination of fire resistance of brick columns with ferroconcrete holder
RU2678780C1 (en) Method for determining fire resistance of reinforced concrete column of round section
RU2564009C1 (en) Method of determining fire resistance of stone pillars with steel becket
RU2678781C1 (en) Method for determining the fire resistance of reinforced concrete compressed element of the annular section
Aryanto et al. Bond Behavior between Steel and Concrete in Low Level Corrosion of Reinforcing Steel
Al-Nasra et al. Shear failure investigation of reinforced concrete beams with swimmer bars

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201117