RU2795798C1 - Method for determining the fire resistance of a monolithic steel-reinforced concrete floor slab of a building - Google Patents
Method for determining the fire resistance of a monolithic steel-reinforced concrete floor slab of a building Download PDFInfo
- Publication number
- RU2795798C1 RU2795798C1 RU2022118246A RU2022118246A RU2795798C1 RU 2795798 C1 RU2795798 C1 RU 2795798C1 RU 2022118246 A RU2022118246 A RU 2022118246A RU 2022118246 A RU2022118246 A RU 2022118246A RU 2795798 C1 RU2795798 C1 RU 2795798C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- fire resistance
- reinforced concrete
- floor slab
- concrete floor
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области оценки и обеспечения пожарной безопасности сталежелезобетонных элементов и строительных конструкций зданий и сооружений, а именно, к оценке и защищенности по огнестойкости и сохранности от огневых воздействий, и может быть использовано для анализа методов и средств неразрушающего контроля элементов строительных конструкций по комплексу единичных показателей состояния и соответствия по пожарно-технической классификации сталежелезобетонных конструкций перекрытий и покрытий, а также по показателям огнестойкости и огнезащиты.The invention relates to the field of assessing and ensuring fire safety of steel-reinforced concrete elements and building structures of buildings and structures, namely, to assessing and protecting them in terms of fire resistance and safety from fire effects, and can be used to analyze methods and means of non-destructive testing of elements of building structures for a complex of single indicators of condition and conformity according to the fire-technical classification of steel-reinforced concrete structures of floors and coatings, as well as in terms of fire resistance and fire protection.
Известен способ определения показателей пожароопасности материалов и устройство для его осуществления по патенту Российской Федерации №2035728, кл. G01N 25/50, 1995 г., заключающийся в нагревании и зажигании образца материала и измерении температурных и временных характеристик его зажигания. Нагревание и зажигание образца осуществляется с помощью одновременного воздействия потоком нагретого газа и лазерного излучения.A known method for determining the fire hazard indicators of materials and a device for its implementation according to the patent of the Russian Federation No. 2035728, cl. G01N 25/50, 1995, which consists in heating and igniting a material sample and measuring the temperature and time characteristics of its ignition. The sample is heated and ignited by simultaneous exposure to a heated gas flow and laser radiation.
Основным недостатком данного способа является непосредственное высокотемпературное, разрушающее воздействие на испытуемый образец, что влечет за собой затраты на изготовление испытуемого образца, затраты на создание дополнительного приспособленного здания и/или помещения и испытательного оборудования, подведение инженерных и энергетических коммуникаций, в т.ч.: электропечи, лазерного блока, блока управления нагревом печи и поддержания заданного теплового режима в течении длительного промежутка времени.The main disadvantage of this method is the direct high-temperature, destructive effect on the test sample, which entails the cost of manufacturing the test sample, the cost of creating an additional adapted building and / or premises and test equipment, summing up engineering and energy communications, including: electric furnace, laser block, furnace heating control unit and maintaining a given thermal regime for a long period of time.
Известен способ оценки огнестойкости монолитной железобетонной балочной плиты перекрытия здания по патенту Российской Федерации №2674418, кл. G01N 25/50, 2018 г., принятый заявителем за прототип. Согласно данному способу оценки огнестойкости проводят технический осмотр и инструментальные измерения геометрических размеров железобетонной балочной конструкции здания, устанавливают класс бетона, толщину защитного слоя и армирования, условия опирания, крепления конструкции, выявляют показатели огнестойкости, определяют интенсивность силовых напряжений в растянутой арматуре в расчетном сечении монолитной железобетонной балочной плиты перекрытия, при этом фактический предел огнестойкости по признакам:A known method for assessing the fire resistance of a monolithic reinforced concrete beam floor slab of a building according to the patent of the Russian Federation No. 2674418, class G01N 25/50, 2018, adopted by the applicant as a prototype. According to this method for evaluating fire resistance, a technical inspection and instrumental measurements of the geometric dimensions of the reinforced concrete beam structure of the building are carried out, the class of concrete, the thickness of the protective layer and reinforcement, the conditions for supporting and fastening the structure are determined, fire resistance indicators are determined, the intensity of force stresses in tension reinforcement in the design section of a monolithic reinforced concrete beam floor slab, while the actual fire resistance limit according to the signs:
потери несущей способности, потери теплоизолирующей способности, по показателям: огнестойкости, степени огнезащиты, по интенсивности силовых напряжений в растянутой арматуре, неразрезности монолитной железобетонной балочной плиты перекрытия определяют огнестойкость, используя аналитические уравнения.loss of bearing capacity, loss of heat-insulating capacity, according to indicators: fire resistance, degree of fire protection, according to the intensity of force stresses in tensile reinforcement, continuity of a monolithic reinforced concrete beam floor slab, fire resistance is determined using analytical equations.
К недостаткам данного способа оценки огнестойкости перекрытия здания относят то, что в нем не учитывают отличительные особенности конструктивного решения монолитных сталежелезобетонных перекрытий здания, не учитывают особенности сопротивления сталежелезобетонных перекрытий термосиловому воздействию в условиях огневого испытания, не учитывают влияние конструктивной огнезащиты армирующего настила в виде стального профиля перекрытия на величину фактического предела огнестойкости монолитного железобетонного перекрытия здания по методу предельного равновесия и не учитывают величину проектного предела огнестойкости сталежелезобетонного перекрытия здания.The disadvantages of this method for assessing the fire resistance of the floor of the building include the fact that it does not take into account the distinctive features of the design solution of monolithic steel-reinforced concrete floors of the building, does not take into account the features of the resistance of steel-reinforced concrete floors to thermal stress under fire test conditions, does not take into account the effect of structural fire protection of the reinforcing flooring in the form of a steel floor profile by the value of the actual fire resistance limit of the monolithic reinforced concrete floor of the building according to the limit equilibrium method and do not take into account the value of the design fire resistance limit of the steel-reinforced concrete floor of the building.
Технической проблемой обеспечения огнестойкости монолитного сталежелезобетонного перекрытия здания является установление контролируемых показателей по пожарной безопасности сталежелезобетонной плиты перекрытия здания в части ее гарантированного времени сопротивления в условиях пожара, в определении требуемого для эксплуатационных показателей предела огнестойкости монолитного сталежелезобетонного перекрытия с применением несъемной металлической опалубки.The technical problem of ensuring the fire resistance of a monolithic steel-reinforced concrete floor of a building is the establishment of controlled indicators for the fire safety of a steel-reinforced concrete floor slab of a building in terms of its guaranteed resistance time in fire conditions, in determining the fire resistance limit of a monolithic steel-reinforced concrete floor required for operational indicators using a fixed metal formwork.
Техническая проблема решается тем, что в предлагаемом решении способ определения огнестойкости монолитной сталежелезобетонной плиты перекрытия здания, по которому проводят предварительный технический осмотр, а именно, освидетельствование, и инструментальное измерение геометрических размеров существующей исследуемой плиты перекрытия, как строительного элемента, устанавливают класс бетона и арматурной стали, толщину защитного слоя армирования, условия опирания и крепления плиты и выявляют несущую и теплоизолирующую способности, огнестойкость, степень огнезащиты монолитной сталежелезобетонной плиты перекрытия, огнестойкость строительного элемента определяют предварительно на этапе его проектирования, поэтому на этом этапе проектирования задают необходимые параметры и требования к проектируемой монолитной сталежелезобетонной плите перекрытия, и/или огнестойкость строительного элемента определяют в процессе освидетельствования существующей исследуемой сталежелезобетонной плиты перекрытия, изготавливают которую в несъемной стальной опалубке, а в качестве несъемной стальной опалубки используют настил силовой, причем на этапе проектирования рассчитывают возможные эксплуатационные нагрузки, которые воздействуют на проектируемую плиту перекрытия, одновременно рассматривают возможные действия теплового удара и схемы нагрева проектируемой плиты перекрытия в условиях пожара, а также расчетным путем устанавливают термическую прочность стального настила силового, максимальную температуру нагрева и время нагрева поверхности проектируемой плиты перекрытия и стального настила силового, а в процессе освидетельствования существующей исследуемой сталежелезобетонной плиты перекрытия используют неразрушающие методы контроля, для чего используют аналитические уравнения, с помощью которых выявляют несущую и теплотехническую способности, огнестойкость и, в конечном итоге, степень огнезащиты существующей исследуемой монолитной сталежелезобетонной плиты перекрытия, а после сравнения результатов степени огнестойкости, полученных при проектировании и в процессе освидетельствования, устанавливают фактическое соответствие степени огнестойкости и предела огнестойкости монолитного сталежелезобетонного перекрытия нормативным требованиям для конкретного здания и сооружения.The technical problem is solved by the fact that in the proposed solution, the method for determining the fire resistance of a monolithic steel-reinforced concrete floor slab of a building, on which a preliminary technical inspection is carried out, namely, an examination, and instrumental measurement of the geometric dimensions of the existing floor slab under study, as a building element, establishes the class of concrete and reinforcing steel , the thickness of the protective layer of reinforcement, the conditions of support and fastening of the slab and reveal the bearing and heat-insulating capacities, fire resistance, the degree of fire protection of a monolithic steel-reinforced concrete floor slab, the fire resistance of a building element is determined preliminarily at the stage of its design, therefore, at this stage of design, the necessary parameters and requirements for the projected monolithic steel-reinforced concrete floor slab, and/or the fire resistance of a building element is determined in the process of surveying the existing investigated steel-reinforced concrete floor slab, which is made in a fixed steel formwork, and power decking is used as a fixed steel formwork, and at the design stage, the possible operational loads that affect the designed floor slab, at the same time consider the possible effects of thermal shock and heating schemes of the designed floor slab in fire conditions, and also by calculation determine the thermal strength of the power steel flooring, the maximum heating temperature and heating time of the surface of the designed floor slab and power steel flooring, and in the process of surveying the existing of the studied steel-reinforced concrete floor slab, non-destructive control methods are used, for which analytical equations are used, with the help of which the bearing and thermal engineering capabilities, fire resistance and, ultimately, the degree of fire protection of the existing investigated monolithic steel-reinforced concrete floor slab are determined, and after comparing the results of the degree of fire resistance obtained during the design and during the survey, they establish the actual compliance of the degree of fire resistance and the fire resistance limit of a monolithic steel-reinforced concrete floor with the regulatory requirements for a particular building and structure.
Технический результат, достигаемый от использования предлагаемого решения, заключается в том, что оно предполагает исключение натурного огневого испытания существующей исследуемой монолитной сталежелезобетонной плиты перекрытия здания, установления контролируемых показателей по пределу огнестойкости перекрытия, сокращение сроков и упрощение условий испытаний монолитного сталежелезобетонного перекрытия на огнестойкость за счет использования аналитических расчетов, повышение точности и достоверности неразрушающего теплового испытания, упрощение учета влияния на величину предела огнестойкости перекрытия, особенностей огнезащиты сталежелезобетонных элементов перекрытия и покрытия с использованием в качестве несъемной опалубки стального настила силового, определение фактического предела огнестойкости монолитного сталежелезобетонного перекрытия здания в зависимости от конструктивных параметров составных частей перекрытия по признаку потери несущей способности неразрушающим аналитическим способом.The technical result achieved from the use of the proposed solution lies in the fact that it involves the exclusion of a full-scale fire test of the existing monolithic steel-reinforced concrete floor slab under investigation, the establishment of controlled indicators for the fire resistance limit of the floor, the reduction of time and simplification of the conditions for testing the monolithic steel-reinforced concrete floor for fire resistance through the use of analytical calculations, increasing the accuracy and reliability of non-destructive thermal testing, simplifying the consideration of the influence on the value of the fire resistance limit of the floor, the features of fire protection of steel-reinforced concrete elements of the floor and cover using steel decking as a permanent formwork, determining the actual fire resistance limit of a monolithic steel-reinforced concrete floor of a building depending on the design parameters components of the floor on the basis of the loss of bearing capacity by a non-destructive analytical method.
На фиг.1 изображен настил силовой в сечении в виде незамкнутой трапеции:Figure 1 shows the power flooring in cross section in the form of an open trapezoid:
1 - верхнее малое основание трапеции;1 - the upper small base of the trapezoid;
2 - нижнее большое основание трапеции;2 - lower large base of the trapezoid;
3 - отбортовка;3 - flanging;
4 - выступы;4 - ledges;
5 - боковая стенка профиля настила силового;5 - side wall of the power flooring profile;
7 - поперечные ребра жесткости;7 - transverse stiffeners;
8 - продольные канавки жесткости;8 - longitudinal stiffening grooves;
9 - кессонообразователь;9 - caisson former;
Сос - ширина полки гофрированного профиля, мм;С os - width of the corrugated profile flange, mm;
bп - ширина основания гофрированного профиля, мм;b p - width of the base of the corrugated profile, mm;
hcп - высота гофрированного профиля, мм;h cn - the height of the corrugated profile, mm;
hспм - высота гофрированного профиля, мм;h spm - height of the corrugated profile, mm;
tcт - толщина листа стального профиля, мм.;t st - steel profile sheet thickness, mm;
на фиг.2 изображен фрагмент сталежелезобетонного перекрытия здания:figure 2 shows a fragment of steel-reinforced concrete floor of the building:
6 - верхняя арматурная сетка;6 - upper reinforcing mesh;
7 - поперечные ребра жесткости;7 - transverse stiffeners;
9 - кессонообразователь;9 - caisson former;
10 - несущий арматурный каркас из стержневой арматуры;10 - load-bearing reinforcing cage made of rod reinforcement;
11 - монолитный сталежелезобетонный строительный элемент;11 - monolithic steel-reinforced concrete building element;
tст - толщина листа стального профиля, мм;t st is the thickness of the steel profile sheet, mm;
hcп - высота гофрированного профиля, мм;h cn - the height of the corrugated profile, mm;
на фиг.3 изображена схема основного поперечного сечения перекрытия к расчету огнестойкости монолитного сталежелезобетонного перекрытия:figure 3 shows a diagram of the main cross-section of the floor to calculate the fire resistance of a monolithic steel-reinforced concrete floor:
6 - верхняя арматурная сетка,6 - upper reinforcing mesh,
7 - поперечные ребра жесткости;7 - transverse stiffeners;
9 - кессонообразователь;9 - caisson former;
10 - несущий каркас из стержневой арматуры;10 - supporting frame made of rod reinforcement;
11 - монолитный сталежелезобетонный строительный элемент;11 - monolithic steel-reinforced concrete building element;
ах и ау - глубина залегания стержня арматуры, мм;a x and a y - depth of the reinforcement bar, mm;
- соответственно площадь сечения стального профиля на опоре и в пролете перекрытия, мм.- respectively, the cross-sectional area of \u200b\u200bthe steel profile on the support and in the span of the floor, mm.
tст - толщина листа стального профиля, tcт, мм.;t st - steel profile sheet thickness, t st , mm;
bп=2 х ах - ширина основания гофрированного профиля по оси х, мм;b p \
ау - толщина защитного слоя по оси у, мм;a y is the thickness of the protective layer along the y axis, mm;
Акр, Апр - соответственно площадь сечения конструктивной и проектной арматуры в пролете перекрытия, мм2.A cr , A pr - respectively, the cross-sectional area of the structural and design reinforcement in the span of the ceiling, mm 2 .
Для осуществления заявляемого способа, первоначально выполняют проектную документацию в соответствии с техническим заданием, технологическим и эксплуатационным назначением конструкции монолитной сталежелезобетонной плиты перекрытия объекта, изготовленной в несъемной опалубке, в том числе по огнестойкости, в качестве которой используют настил силовой.To implement the proposed method, initially design documentation is carried out in accordance with the terms of reference, technological and operational purpose of the design of a monolithic steel-reinforced concrete floor slab of an object made in a fixed formwork, including fire resistance, which is used as power flooring.
Настил силовой выполнен из оцинкованной или нержавеющей стали способом холодной штамповки или проката. Несъемная опалубка, собранная из настила силового в конструкцию, составляющую заданную опалубочную систему для возведения проектного монолитного сталежелезобетонного перекрытия здания, образует в собранном виде кессонообразователи, предназначенные для размещения в них, например, технологических трубопроводов, другого инженерного оборудования, и/или для размещения в них арматурных каркасов и заливки бетоном.Power flooring is made of galvanized or stainless steel by cold stamping or rolling. Fixed formwork, assembled from a load-bearing deck into a structure that constitutes a given formwork system for erecting a design monolithic steel-reinforced concrete floor of a building, forms assembled caisson formers designed to accommodate, for example, technological pipelines, other engineering equipment, and / or to place them in reinforcing cages and pouring concrete.
В сечении настил силовой представляет незамкнутую трапецию, верхнее малое основание которой представляет собой основание-полку 1, а нижнее, большее основание 2, выполнено незамкнутым и включает отбортовки 3. На плоскости основания-полки 1 выполнены выступы 4. Основания 1 и 2 незамкнутой трапеции профиля настила силового соединяют боковые стенки 5, причем ширина выступа 4 равна наименьшей ширине отбортовки 3, а высота выступа 4 равна не менее величины защитного слоя бетона арматурной сетки 6, уложенной на дистанцеры и собранной несъемной универсальной модульной опалубочной системы.In cross section, the power flooring is an open trapezoid, the upper small base of which is a base-
На поверхности настила силового, а именно, на основании-полке 1 и боковых стенках 5 незамкнутой трапеции профиля элемента, выполнены поперечные ребра жесткости 7. Причем выполнены они выпуклыми или вогнутыми в виде зигов, которые придают большую жесткость настилу силовому.On the surface of the power flooring, namely, on the base-
Для придания дополнительной жесткости настилу силовому и всей собранной опалубочной системе в выступах 4 и отбортовках 3 выполнены продольные канавки жесткости 8, упрощающие, кроме того, ориентацию и стыковку элементов настила силового при сборке опалубочной системы, при этом внутренний объем, ограниченный профилем, а также несъемная универсальная модульная опалубочная система в собранном виде, представляет собой кессонообразователь 9, в котором размещают рабочие несущие арматурные каркасы 10 и заливают бетоном, получая в результате монолитный сталежелезобетонный элемент 11.To give additional rigidity to the power decking and the entire assembled formwork system, the
Теоретические (аналитические) тепловые испытания монолитного сталежелезобетонного перекрытия здания проводят на стадии подготовки проектной документации, без проведения натурного испытания по комплексу единичных показателей составных элементов перекрытия, выполненного в несъемной универсальной модульной опалубочной системе с использованием настила силового, затем выявляют степень огнестойкости стержневой арматуры перекрытия бетоном, используя уравнение (1):Theoretical (analytical) thermal tests of a monolithic steel-reinforced concrete floor of a building are carried out at the stage of preparation of design documentation, without field testing on a set of single indicators of the constituent elements of the floor, made in a fixed universal modular formwork system using power decking, then the degree of fire resistance of the bar reinforcement of the floor with concrete is determined, using equation (1):
здесь m0 - показатель условий нагрева стержневой арматуры в основном сечении перекрытия;here m 0 is an indicator of the conditions for heating the rod reinforcement in the main section of the ceiling;
Затем выявляют максимальную температуру по термопрочности металла стального гофрированного профиля (Tmax) монолитного перекрытия, используя уравнение (2):Then, the maximum temperature is determined by the thermal strength of the metal of the steel corrugated profile (T max ) of the monolithic ceiling using equation (2):
здесь θcrc - критическая температура нагрева металла стального профиля перекрытия в условиях стандартных испытаний, °С;here θ crc is the critical heating temperature of the metal of the steel profile of the floor under standard test conditions, °С;
Аоп и Апр - соответственно площадь сечения стального профиля на опоре и в пролете перекрытия, мм.A op and A pr - respectively, the cross-sectional area of \u200b\u200bthe steel profile on the support and in the span of the ceiling, mm.
Затем выявляют длительность сопротивления стального гофрированного профиля термосиловому воздействию (τПГС, мин), используя уравнение (3):Then, the duration of the resistance of the steel corrugated profile to the thermal force effect (τ CGM , min) is determined using equation (3):
здесь Tmax - максимальная температура нагрева металла по термопрочности стального профиля, °С;here T max is the maximum heating temperature of the metal according to the thermal strength of the steel profile, ° C;
δc - толщина листа металла стального профиля НС, мм;δ c is the thickness of the metal sheet of the steel profile NS, mm;
Затем вычисляют к-т огнезащиты бетона железобетонного перекрытия стальным профилем (ηозс), используя уравнение (4):Then calculate the set of fire protection of the concrete of the reinforced concrete floor with a steel profile (η ozs ), using equation (4):
Здесь τПГС - длительность термосопротивления стального профиля, мин.Here τ CGM is the duration of the thermal resistance of the steel profile, min.
Показатель неразрезности железобетонного перекрытия вычисляют по уравнению (5):The indicator of the continuity of the reinforced concrete floor is calculated according to equation (5):
здесь As1 и As2 - соответственно площадь стержневой арматуры на опоре и в пролете железобетонного перекрытия.here A s1 and A s2 - respectively, the area of the bar reinforcement on the support and in the span of the reinforced concrete floor.
Используя полученные показатели, фактический предел огнестойкости монолитного сталежелезобетонного перекрытия по признаку потери несущей способности (FUR, мин), определяют, используя аналитическое уравнение (6):Using the obtained indicators, the actual fire resistance limit of a monolithic steel-reinforced concrete floor on the basis of the loss of bearing capacity (F UR , min) is determined using the analytical equation (6):
Здесь ηозс - мера огнезащиты железобетонного элемента перекрытия стальным профилем,Here η ozs is a measure of fire protection of a reinforced concrete element of a ceiling with a steel profile,
е=2,718 - натуральное число,e \u003d 2.718 - a natural number,
с - степень огнезащиты стержневой арматуры бетоном, смc - degree of fire protection of bar reinforcement with concrete, cm
In - натуральный логарифм | абсолютная величина|In - natural logarithm | absolute value|
n - термический коэффициент стержневой арматуры (в пределах 2,8…4,4)n - thermal coefficient of bar reinforcement (within 2.8 ... 4.4)
tcч - критическая температура нагрева стержневой арматуры по термотекучести (в пределах 500-550°С)t cch - critical temperature of heating rod reinforcement in terms of thermal fluidity (within 500-550 ° C)
km - показатель неразрезности железобетонного перекрытия.k m - an indicator of the continuity of the reinforced concrete floor.
Примечание: В окончательном варианте проектной документации, направляемой на государственную экспертизу, учитывается по степени огнестойкости только монолитный железобетон, без настила силового, а огнестойкость настила силового принимается, как дополнительный запас прочности монолитного сталежелезобетонного перекрытия, при этом настил силовой дополнительно защищает поверхность монолитной конструкции от (непосредственного, прямого) огневого воздействия.Note: In the final version of the design documentation submitted for state expertise, only monolithic reinforced concrete is taken into account in terms of fire resistance, without power flooring, and the fire resistance of power flooring is taken as an additional margin of safety for a monolithic steel-reinforced concrete floor, while power flooring additionally protects the surface of a monolithic structure from ( direct, direct) fire impact.
Способ определения степени огнестойкости и предела огнестойкости монолитной сталежелезобетонной плиты перекрытия здания осуществляют следующим образом.The method for determining the degree of fire resistance and fire resistance of a monolithic steel-reinforced concrete floor slab of a building is carried out as follows.
Исследование на стадии подготовки проектной документации.Research at the stage of preparation of project documentation.
Степень огнестойкости и предел огнестойкости монолитной сталежелезобетонной плиты перекрытия определяют предварительно на этапе его проектирования, поэтому на этом этапе проектирования задают параметры и требования к проектируемой монолитной сталежелезобетонной плите перекрытия, влияющие на ее степень огнестойкости и предел огнестойкости по критерию потери несущей способности.The degree of fire resistance and the fire resistance limit of a monolithic steel-reinforced concrete floor slab are determined previously at the stage of its design, therefore, at this design stage, the parameters and requirements for the projected monolithic steel-reinforced concrete floor slab are set, affecting its degree of fire resistance and the fire resistance limit according to the criterion of loss of bearing capacity.
А именно, на этапе проектирования рассчитывают возможные эксплуатационные нагрузки, которые воздействуют на проектируемую плиту перекрытия, одновременно рассматривают возможные действия теплового удара и схемы нагрева проектируемой плиты перекрытия в условиях пожара, а также расчетным путем устанавливают термическую прочность стального настила силового, максимальную температуру нагрева и время нагрева поверхности проектируемой плиты перекрытия и стального настила силового.Namely, at the design stage, the possible operational loads that affect the designed floor slab are calculated, at the same time, the possible effects of thermal shock and the heating schemes of the designed floor slab in fire conditions are considered, and the thermal strength of the power steel decking, the maximum heating temperature and time are calculated by calculation. heating the surface of the designed floor slab and power steel decking.
В соответствии с техническим заданием, технологическим и эксплуатационным назначением конструкции монолитной сталежелезобетонной плиты перекрытия объекта, в том числе по огнестойкости, проводят теоретические (аналитические) тепловые расчеты монолитного сталежелезобетонного перекрытия здания с использованием комплекса единичных показателей составных элементов перекрытия, выполненного в несъемной универсальной модульной опалубке с использованием настила силового, затем устанавливают на соответствие нормативным требованиям степень огнестойкости исследуемого перекрытия для конкретного здания и сооружения посредством защитного слоя бетона и диаметра стержневой рабочей арматуры перекрытия.In accordance with the terms of reference, technological and operational purpose of the construction of a monolithic steel-reinforced concrete floor slab of an object, including fire resistance, theoretical (analytical) thermal calculations of a monolithic steel-reinforced concrete floor of a building are carried out using a set of unit indicators of the constituent elements of the floor, made in a non-removable universal modular formwork with using power flooring, then the degree of fire resistance of the floor under study for a particular building and structure is established for compliance with regulatory requirements by means of a protective layer of concrete and the diameter of the core working reinforcement of the floor.
Исследование существующей плиты перекрытия.Examination of an existing floor slab.
В основном степень огнестойкости и предел огнестойкости монолитной сталежелезобетонной плиты перекрытия определяют в процессе освидетельствования существующей исследуемой сталежелезобетонной плиты перекрытия, изготавливают которую в несъемной стальной опалубке, а в качестве несъемной стальной опалубки используют настил силовой.Basically, the degree of fire resistance and the fire resistance limit of a monolithic steel-reinforced concrete floor slab is determined in the process of surveying the existing investigated steel-reinforced concrete floor slab, which is made in a fixed steel formwork, and power flooring is used as a fixed steel formwork.
При этом в процессе освидетельствования существующей исследуемой сталежелезобетонной плиты перекрытия используют неразрушающие методы контроля, в том числе аналитические уравнения, по результатам которых определяют несущую и теплотехническую способности, степень огнестойкости и предел огнестойкости исследуемой монолитной сталежелезобетонной плиты перекрытия.At the same time, in the process of surveying the existing investigated steel-reinforced concrete floor slab, non-destructive control methods are used, including analytical equations, the results of which determine the bearing and heat engineering capabilities, the degree of fire resistance and the fire resistance limit of the investigated monolithic steel-reinforced concrete floor slab.
Сначала производят, соблюдая требования безопасности, визуальный осмотр здания и техническое освидетельствование существующих исследуемых плит перекрытий, назначают комплекс единичных показателей качества бетона и арматуры монолитного перекрытия, влияющие на ее собственный предел огнестойкости по критерию потери несущей способности (Fur, мин), затем определяют тип, основные параметры и размер стального настила силового, марку стали по пределу текучести (в пределах 220-550 МПа), высоту настила силового и толщину металла (в пределах 0,8-1,6 мм), ширину основания и полок настила силового, угол а (в пределах 100±10°) между полками и стенками настила силового; размеры стального настила силового проверяют рулеткой, металлической линейкой или другими средствами измерения, обеспечивающими необходимую точность измерения, предельные отклонения при изготовлении стального настила силового по высоте ±2,5 мм, по ширине ±8 мм, по длине ±6 мм.First, a visual inspection of the building and a technical examination of the existing floor slabs under study are carried out, observing safety requirements, a set of single quality indicators of concrete and reinforcement of a monolithic floor is assigned, affecting its own fire resistance limit according to the criterion of loss of bearing capacity (Fur, min), then the type is determined, the main parameters and size of the power steel deck, the steel grade in terms of yield strength (within 220-550 MPa), the height of the power deck and the thickness of the metal (within 0.8-1.6 mm), the width of the base and shelves of the power deck, angle a (within 100 ± 10 °) between the shelves and walls of the power flooring; the dimensions of the power steel flooring are checked with a tape measure, a metal ruler or other measuring instruments that provide the necessary measurement accuracy, the maximum deviations in the manufacture of power steel flooring in height ± 2.5 mm, in width ± 8 mm, in length ± 6 mm.
Далее определяют размеры основного расчетного сечения железобетонного перекрытия, устанавливают схему армирования перекрытия по ее верху и низу; устанавливают вид и класс по прочности бетона и стержней арматуры несущего каркаса и верхней арматурной сетки.Next, the dimensions of the main calculated section of the reinforced concrete floor are determined, the reinforcement scheme of the floor is established along its top and bottom; establish the type and strength class of concrete and reinforcing bars of the supporting frame and the upper reinforcing mesh.
К основным единичным показателям качества монолитного перекрытия, обеспечивающим ее фактический предел огнестойкости, относят геометрические размеры перекрытия, показатель условий нагрева стержневой рабочей арматуры, глубина ее залегания в бетоне (защитный слой), коэффициент термодиффузии стали и бетона, максимальная температура по термопрочности металла стального профиля, площади сечения стального профиля на опоре и в пролете перекрытия, длительность сопротивления стального профиля огневому воздействию в условиях пожара, приведенная толщина металла стального профиля в зависимости от схемы его обогрева, показатель огнезащиты бетона стальным профилем, показатель неразрезности железобетонного перекрытия, класс продольной рабочей арматуры и величина ее критической температуры.The main single indicators of the quality of a monolithic ceiling, which ensure its actual fire resistance limit, include the geometric dimensions of the ceiling, the indicator of the heating conditions of the rod working reinforcement, the depth of its occurrence in concrete (protective layer), the thermal diffusion coefficient of steel and concrete, the maximum temperature for the thermal strength of steel profile metal, cross-sectional area of the steel profile on the support and in the span of the floor, the duration of the resistance of the steel profile to fire exposure in fire conditions, the reduced thickness of the metal of the steel profile depending on the scheme of its heating, the fire protection index of concrete by the steel profile, the index of the continuity of the reinforced concrete floor, the class of longitudinal working reinforcement and the value its critical temperature.
После сравнения результатов степени огнестойкости и предела огнестойкости исследуемой монолитной сталежелезобетонной плиты перекрытия, полученных при проектировании и в процессе освидетельствования, устанавливают фактическое соответствие степени огнестойкости и предела огнестойкости монолитного сталежелезобетонного перекрытия нормативным требованиям для конкретного здания и сооружения.After comparing the results of the degree of fire resistance and the fire resistance limit of the studied monolithic steel-reinforced concrete floor slab, obtained during the design and examination process, the actual compliance of the degree of fire resistance and the fire resistance limit of the monolithic steel-reinforced concrete floor with the regulatory requirements for a particular building and structure is established.
Алгоритм определения фактического предела огнестойкости монолитного сталежелезобетонного перекрытия здания по критерию потери несущей способности приведен в примере.The algorithm for determining the actual fire resistance limit of a monolithic steel-reinforced concrete floor of a building by the criterion of loss of bearing capacity is given in an example.
Пример 1. Дано монолитное сталежелезобетонное перекрытие со стальным гофрированным профилем из листа толщиной δc=1,6 мм, сталь класса 350; ширина полок bn=88 мм, ширина основания стального профиля Сос=438 мм, критическая температура θПГС=525°С, коэффициент термодиффузии стали 461 мм2/мин, площадь сечения стального профиля на опоре:Example 1. Given a monolithic steel-reinforced concrete floor with a steel corrugated profile from a sheet with a thickness of δ c = 1.6 mm, class 350 steel; the width of the shelves b n =88 mm, the width of the base of the steel profile C os =438 mm, the critical temperature θ AGM =525°C, the thermal diffusion coefficient of steel 461 mm 2 /min, the cross-sectional area of the steel profile on the support:
в пролете 
глубина заложения стержней рабочей арматуры:depth of laying of the working reinforcement rods:
Показатель условий трехстороннего обогрева стержневой арматуры несущего каркаса 
продольная стержневая арматура класса А400,longitudinal rod reinforcement class A400,
tсч=550°С (n=4,4), интенсивность силовых напряжений 
Решение:Solution:
1) Вычисляют степень огнезащиты (с) стержневой арматуры железобетонного элемента по уравнению (1)1) Calculate the degree of fire protection (c) of the bar reinforcement of a reinforced concrete element according to equation (1)
где, m0 - показатель условий нагрева стержневой арматуры;where, m 0 - indicator of the heating conditions of the rod reinforcement;
αmin - минимальное расстояние от центра тяжести стержневой арматуры до ближайшей грани перекрытия, мм;α min - minimum distance from the center of gravity of the rod reinforcement to the nearest edge of the ceiling, mm;
2) Вычисляют максимальную температуру металла по термопрочности (Tmax, °С) стального профиля перекрытия НС по уравнению (2):2) Calculate the maximum temperature of the metal according to the thermal strength (T max , ° С) of the steel floor profile NS according to equation (2):
здесь θПГС - критическая температура нагрева металла стального профиля перекрытия в условиях стандартных испытаний, °С;here θ CGM is the critical temperature of heating the metal of the steel profile of the ceiling under standard test conditions, °C;
Аоп и Апр - соответственно площадь сечения стального профиля на опоре и в пролете перекрытия, мм.A op and A pr - respectively, the cross-sectional area of \u200b\u200bthe steel profile on the support and in the span of the ceiling, mm.
3) Вычисляют время термического сопротивления (τГПС, мин) стального профиля перекрытия по уравнению (3):3) Calculate the thermal resistance time (τ HPS , min) of the steel floor profile according to equation (3):
здесь Tmax - максимальная температура нагрева металла по термопрочности стального профиля, °С;here T max is the maximum heating temperature of the metal according to the thermal strength of the steel profile, ° C;
4) Вычисляют меру огнезащиты железобетонного перекрытия () стальным профилем по уравнению (4):4) Calculate the measure of fire protection of the reinforced concrete floor () with a steel profile according to equation (4):
где τГПС - длительность термосопротивления стального профиля, мин.where τ HPS is the duration of the thermal resistance of the steel profile, min.
5) Вычисляют показатель неразрезности монолитного железобетонного элемента перекрытия () по уравнению (5):5) Calculate the coefficient of continuity of a monolithic reinforced concrete floor element () according to equation (5):
здесь As1 и As2 - соответственно площадь стержневой арматуры на опоре и в пролете железобетонного перекрытия, мм2.here A s1 and A s2 - respectively, the area of the bar reinforcement on the support and in the span of the reinforced concrete floor, mm 2 .
6) Определяют фактический предел огнестойкости сталежелезобетонного перекрытия по признаку потери несущей способности (F UR, мин), используя аналитическое уравнение (6):6) Determine the actual fire resistance limit of the steel-reinforced concrete floor on the basis of the loss of bearing capacity (F UR , min), using the analytical equation (6):
где 
е=2,718 - натуральное число,e \u003d 2.718 - a natural number,
с - степень огнезащиты стержневой арматуры бетоном, смc - degree of fire protection of bar reinforcement with concrete, cm
ln - натуральный логарифм |абсолютная величина|ln - natural logarithm |absolute value|
n - термический коэффициент стержневой арматуры (в пределах 2,8…4,4)n - thermal coefficient of bar reinforcement (within 2.8 ... 4.4)
tcч - критическая температура нагрева стержневой арматуры по термотекучести (в пределах 500-550°С)t cch - critical temperature of heating rod reinforcement in terms of thermal fluidity (within 500-550 ° C)
km - показатель неразрезности железобетонного перекрытия.k m - an indicator of the continuity of the reinforced concrete floor.
Применение математического описания процесса сопротивления монолитного сталежелезобетонного перекрытия здания воздействию высокой температуры (400-1200°С) и использование построения аналитических выражений (1)-(6) повышает точность и достоверность определения предела огнестойкости по признаку потери несущей способности (, мин).The use of a mathematical description of the process of resistance of a monolithic steel-reinforced concrete floor of a building to high temperatures (400-1200 ° C) and the use of constructing analytical expressions (1) - (6) increases the accuracy and reliability of determining the fire resistance limit based on the loss of bearing capacity (, min).
В математическом описании процесса сопротивления сталежелезобетонного перекрытия термосиловому воздействию учтены отличительные особенности конструктивного решения: учтены особенности сопротивления монолитного сталежелезобетонного перекрытия термическому и силовому воздействию в условиях пожара, учтено наличие стального настила силового в качестве дополнительной огнезащиты монолитного железобетонного перекрытия; учтено влияние неразрезности перекрытия на несущую способность его в условиях пожара; учтены особенности принципиальной схемы расчета монолитного сталежелезобетонного перекрытия на огнестойкость по методу предельного равновесия; учет конструктивных особенностей повышает расчетные пределы огнестойкости монолитного сталежелезобетонного перекрытия по сравнению с балочными перекрытиями в 1,5-2,5 раза.In the mathematical description of the process of resistance of the steel-reinforced concrete floor to thermal and force effects, the distinctive features of the design solution are taken into account: the features of the resistance of the monolithic steel-reinforced concrete floor to thermal and force effects in fire conditions are taken into account, the presence of steel flooring as an additional fire protection of the monolithic reinforced concrete floor; the influence of the continuity of the floor on its bearing capacity in fire conditions is taken into account; the features of the principle scheme for calculating a monolithic steel-reinforced concrete floor for fire resistance according to the limit equilibrium method are taken into account; taking into account design features increases the calculated fire resistance limits of a monolithic steel-reinforced concrete floor in comparison with beam ceilings by 1.5-2.5 times.
Использование предлагаемого технического решения позволяет определить фактический предел огнестойкости монолитного сталежелезобетонного перекрытия здания без натурного теплового воздействия в условиях пожара, повышает достоверность неразрушающих испытаний и значительно снижает экономические затраты.The use of the proposed technical solution makes it possible to determine the actual limit of fire resistance of a monolithic steel-reinforced concrete floor of a building without full-scale thermal effects in a fire, increases the reliability of non-destructive tests and significantly reduces economic costs.
Исключение натурных огневых испытаний существующего монолитного сталежелезобетонного перекрытия здания (или образца, или фрагмента) и установление фактического соответствия несущей способности, степени огнестойкости и предела огнестойкости монолитного сталежелезобетонного перекрытия нормативным требованиям для конкретного здания и сооружения неразрушающими методами контроля с использованием аналитических уравнений. Неразрушающие испытания снижают финансовые затраты и трудоемкостьElimination of full-scale fire tests of the existing cast-in-situ steel-reinforced concrete floor of a building (or sample, or fragment) and establishment of the actual compliance of the bearing capacity, degree of fire resistance and fire resistance limit of a monolithic steel-reinforced concrete floor with regulatory requirements for a particular building and structure by non-destructive control methods using analytical equations. Non-destructive testing reduces financial costs and labor intensity
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2795798C1 true RU2795798C1 (en) | 2023-05-11 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| RU2282848C2 (en) * | 2004-09-06 | 2006-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | Method to determine fire-resistance of tension building reinforced concrete structure members |
| CN104677940A (en) * | 2015-01-30 | 2015-06-03 | 中国矿业大学 | Reinforced concrete shell fire resistance testing system |
| RU2674418C1 (en) * | 2017-12-05 | 2018-12-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Method for assessing fire resistance of monolithic reinforced concrete beam slabs of interior surfaces of buildings |
| RU2695344C1 (en) * | 2018-03-12 | 2019-07-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Method of determining fire resistance of pipe concrete column of building |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| RU2282848C2 (en) * | 2004-09-06 | 2006-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) | Method to determine fire-resistance of tension building reinforced concrete structure members |
| CN104677940A (en) * | 2015-01-30 | 2015-06-03 | 中国矿业大学 | Reinforced concrete shell fire resistance testing system |
| RU2674418C1 (en) * | 2017-12-05 | 2018-12-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Method for assessing fire resistance of monolithic reinforced concrete beam slabs of interior surfaces of buildings |
| RU2695344C1 (en) * | 2018-03-12 | 2019-07-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Method of determining fire resistance of pipe concrete column of building |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГОСТ 30247.1-94. Конструкции строительные. Методы испытания на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции. ГОСТ Р 53309-2009. Здания и фрагменты зданий. Метод натурных огневых испытаний. Общие требования. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2615048C1 (en) | Evaluation method for fire-resistance of reinforced concrete girder structure of building | |
| Lo Monte et al. | Heated slabs under biaxial compressive loading: a test set-up for the assessment of concrete sensitivity to spalling | |
| Lie | New facility to determine fire resistance of columns | |
| Wang et al. | Behavior of steel–concrete partially composite beams subjected to fire—part 1: experimental study | |
| Choe et al. | Experimental study on fire resistance of a full-scale composite floor assembly in a two-story steel framed building | |
| Choe et al. | Fire resilience of a steel-concrete composite floor system: Full-scale experimental evaluation for US prescriptive approach with a 2-Hour fire-resistance rating (Test# 1) | |
| Ye et al. | Fire-resistance behavior of a newly developed cold-formed steel composite floor | |
| RU2795798C1 (en) | Method for determining the fire resistance of a monolithic steel-reinforced concrete floor slab of a building | |
| Löschmann et al. | Steering of continuity stresses in beam structures by temperature induction | |
| Wald et al. | Temperature distribution in a full-scale steel framed building subject to a natural fire | |
| Ramesh et al. | Structural integrity of composite floors in fire: A comparison of two large-scale experiments with varying slab reinforcement | |
| RU2674418C1 (en) | Method for assessing fire resistance of monolithic reinforced concrete beam slabs of interior surfaces of buildings | |
| RU2161793C2 (en) | Method for determination of fire resistance of flexible reinforced-concrete building constructions | |
| Li et al. | Structural behaviour of steel fibre-reinforced concrete floor system for modular construction | |
| Ramesh et al. | Fire resilience of steel-concrete composite floor systems | |
| Babayev et al. | New constructive solutions for building of transport construction facilities | |
| RU2671910C1 (en) | Method of estimation of fire resistance of multi-hollow prestressed reinforced concrete slab | |
| Burley et al. | Out-of-plane behaviour of connections between precast concrete panels and their foundations | |
| Vybranets et al. | Field tests and analysis of flat monolithic reinforced concrete slabs | |
| de Medeiros et al. | Inspection and rehabilitation of the marquee of the Ibirapuera Park in Brazil | |
| Du et al. | Experimental investigation on temperature evolution of steel beams in natural fires | |
| RU2811556C1 (en) | Building element | |
| RU2808249C1 (en) | Device for strengthening reinforced concrete ribbed floor panels | |
| Kazkeyev et al. | Analysis of methods for assessing the condition of surveyed facilities in Taraz City | |
| Lima et al. | Experimental study on full scale steel-concrete composite beams using truss-type shear connectors |