Несущая способность нагретой колонны при обогреве с 4-х сторон

(12.21)

где А_я – площадь ядра сечения,

А_я = b_яh_я

A_{s, tot} – суммарная площадь арматуры;

_tem – коэффициент продольного изгиба, учитывающий длительность загружения, гибкость и характер армирования колонн (приложение 30);

γ_s,tem – коэффициент, учитывающий изменения нормативного сопротивления арматурных сталей (приложение 32).

Последовательность расчета П_ф железобетонной колонны со случайным эксцентриситетом

1. Задаемся интервалами времени _1…_n.

2. Определяем несущую способность колонны в заданные промежутки времени.

3. Для заданных интервалов времени определяем температуру стержней.

4. По найденным температурам из приложения 32 находим коэффициент _s,tem.

5. Находим размеры ядра сечения b_я и h_я для заданных промежутков времени.

6. Строим график снижения несущей способности колонны в условиях пожара и определяем П_ф при N_{p, t} = N_n (см. тема 9 «Общая схема расчета предела огнестойкости по потере несущей способности»)_.

Общие положения расчета

в нецентренно-сжатых элементов до пожара

1. Колонна;

2. Стена.

0 ,5h

A_s

A_s

b

a_l a_l

a

a h₀

h

h

Эксцентриситет продольной силы относительно центра тяжести сечения

е₀ = е₁+е_а

е₁ – эксцентриситет приложенного опорного давления.

Первый случай внецентренного сжатия

е

е₀

е

x

N

0,5x

R_bn

N_s N_b N_s

h

a h₀

x

b

a

(12.22)

x – высота сжатой зоны бетона;

R_bn – нормативное сопротивление бетона (определяется в зависимости от класса бетона по табл.12 СНиП 2.03.01-84*) (можно R_bu);

b – ширина сечения колонны;

R_sn – нормативное сопротивление арматуры сжатию и растяжению (определяется в зависимости от класса арматуры по табл.19 СНиП 2.03.01-84*) (можно R_scu);

А_s, A_s – площадь сжатой и растянутой арматуры соответственно.

В ысоту сжатой зоны x определяют по приложению 1а [43], предварительно задавшись коэффициентом учета прогиба  = 1…2.

Если , то действителен первый случай внецентренного сжатия.

П ри имеет место второй случай внецентренного сжатия.

• граничное значение относительной высоты сжатой зоны (приложение 2а [43]).

Проверяют коэффициент: (12.23)

N – усилие от внешней нагрузки, принять N = N_per.

N_cr – условная критическая сила (приложение 3а [43]).

В торой случай внецентренного сжатия

Н есущая способность определяется по формуле:

(12.24)

где _s – напряжение в арматуре A_s (определяют в соответствии с приложением 4а [43]).

е

е

е₀

N

R_bn

N_s

N_b N_s

0,5x

a h₀

b

a

x

h

Высоту сжатой зоны x=ξh₀ определяют, предварительно вычислив относительную высоту сжатой зоны ξ по приложению 5а [43], предварительно задавшись коэффициентом учета прогиба  = 1…2.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЕТА

Принимаемые допущения:

1. Сопротивление бетона сжатию, прогретого выше критической температуры нагрева, принимают равным нулю.

2. Сопротивления бетона сжатого рабочего сечения представляют равномерно распределенными по сжатой зоне бетона и принимают равными R_bn.

3. Р астягивающие и сжимающие напряжения в нагретой арматуре принимают равными

можно принять:

• коэффициент снижения нормативного сопротивления арматуры при нагреве (приложение 32).

- относительная высота сжатой зоны в условиях нагрева.

- первый случай внецентренного сжатия (случай больших эксцентриситетов).

П еред расчетом определяют геометрические характеристики сечения бетона.

Сечение колонны при трехстороннем обогреве

e _t

e_0t_t

e^_t

x_t

0,5x_t

N

a^

N_st N_bt N^_st

a h_0t

_y

b_t b

_y

h_t

x_t _x

h

Н есущая способность колонны в случае больших эксцентриситетов приложения нагрузки:

(12.25)

R_sti – растягивающие (сжимающие) напряжения в i-ом стержне площадью A_si (A^_si).

x_t, ξ_{R t}, N_crt, – определяется при температуре по приложениям 1б, 2б, 3 б [43].

Несущая способность колонны

в случае малых эксцентриситетов приложения нагрузки

(12.26)

_sti – напряжение в i-ом стержне, прогретой до температуры t растянутой арматуры. (определяют по приложению 4б [43]).

ξ _t – определяют по приложению 5б [43].

Расчет несущей способности статически определимых изгибаемых железобетонных элементов в условиях нагрева

Напряженное состояние элемента

в момент разрушения на начало нагрева

R_bu

x Б N_b

h₀

z_b

A_s A

N_s

x

(12.27)

(12.28)

(12.29)

(12.30)

Напряженное состояние элемента

в момент разрушения в условиях нагрева

R_bu b_tem

Б N_b,tem x_tem

h₀

t˚C t˚C

A z_b,tem

N_s,tem

x t˚C

(12.31)

(12.32)

(12.33)

(12.34)

Расчет несущей способности

статически неопределимых изгибаемых железобетонных элементов в условиях нагрева

Несущая способность элемента на начало нагрева, τ = 0

(12.35)

• определяются по формуле (12.27).

Несущая способность статически неопределимых элементов

в условиях нагрева

(12.36)

- несущая способность опорного сечения определяется по формуле (12.31).