![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Строительные металлы и сплавы.
- •Состав строение и свойства строительных металлов.
- •1.2.1 Углеродистые стали
- •1.2.1Механические свойства сталей группы а
- •1.2.2 Химический состав сталей группы б, %
- •1.2.2 Легированные стали
- •1.2.3 Влияние углерода и легирующих элементов на свойства сталей*
- •1.2.2.1Арматурные стали
- •1.2.4.Механические свойства арматурной стали по классам
- •2 Расчетная часть
- •2.1 Расчет предела огнестойкости железобетонной панели перекрытия пк 8 – 58.12
- •2.2 Расчет предела огнестойкости железобетонной колонны кср - 442 – 34
- •2.3 Создание новой колонны в соответствии с требованиями сНиП 21-01-97*
1.2.3 Влияние углерода и легирующих элементов на свойства сталей*
Характеристики |
Легирующие элементы |
|||||||
|
C |
Cr |
Ni |
Mn |
Si |
W |
V |
Cu |
Прочность на разрыв, в |
|
|
|
|
|
|
|
|
Предел текучести, т |
|
|
|
|
|
|
|
|
Относит. удлинение, |
|
0 |
0 |
|
|
|
|
0 |
Твердость |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
Ударная вязкость, н |
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
Усталостная прочность |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
Свариваемость |
|
0 |
0 |
0 |
|
0 |
|
|
Коррозийная стойкость |
0 |
|
|
|
|
0 |
|
|
* Условные обозначения: — повышает; — значительно повышает; 0 — не влияет; — снижает; — значительно снижает.
Применение низколегированных строительных сталей (10ХСНД, 15ХСНД, 16ГС, 16Г2СД, 09Г2, 14Г2 и др.) позволяет снизить вес строительных конструкций, повысить коррозионную стойкость, снизить чувствительность к низким температурам и к старению.
1.2.2.1Арматурные стали
Имеется 7 классов (табл. 1.9) арматурной стали: А-I — круглого профиля; А-II, …, А-VI — периодического профиля (для повышенного сцепления с бетоном).
1.2.4.Механические свойства арматурной стали по классам
Класс арматурной стали |
Диаметр стержня, мм |
Марка стали |
Предел текучести т, МПа |
Временное сопротивление разрыву в, МПа |
Относительное удлинение L, % |
А-I |
6–40
6–18 |
Ст3кп3, Ст3пс3, Ст3сп3, ВСт3кп2, ВСт3пс2, ВСт3сп2 ВСт3Гпс2 |
235 |
373 |
25 |
А-II |
10–40
40–80 |
ВСт5сп2, ВСт5пс2 18Г2С |
294 |
490 |
19 |
Ac-II |
10–32 (36–40) |
10ГТ |
294 |
441 |
25 |
A-III |
6–40 6–22 |
35ГС, 25Г2С 32Г2Рпс |
392 |
590 |
14 |
A-IV |
10–18 (6–8) 10–32 (36–40) |
80С
20ХГ2Ц |
590 |
883 |
6 |
A-V |
(6–8) 10–32 (36–40) |
23Х2Г2Т |
785
|
1030 |
7 |
A-VI |
10–22
|
22Х2Г2АЮ, 22Х2Г2Р, 20Х2Г2СР |
980 |
1230 |
6 |
Основной характеристикой для арматурных сталей является предел текучести т, т. к. в случае его превышения нарушается сцепление бетона с арматурным стержнем, и появляются трещины в бетоне. Для увеличения предела текучести т проводят упрочнение арматуры (рис. 1.35) путем предварительного растягивания (Lр) стальных стержней арматуры на 3,5–5,5 % их первоначальной длины (L0).
При растягивании происходят зональные разрушения в кристаллической решетке, возникает «наклеп», т. е. происходит упрочнение материала в наименее «слабых» сечениях. После предварительного растяжения начальная длина стержня увеличивается до Lу, а площадка текучести то после предварительного растяжения ту перемещается по оси ординат выше.
При работе предварительно деформированного стержня его растяжение происходит по пунктирной линии; прочность железобетона существенно возрастает, т. к. ту > то. [6]
1.3 ПОВЕДЕНИЕ ПРИ НАГРЕВАНИИ.
Металл отличается высокой теплопроводностью. Это приводит к тому, что в условиях пожара незащищенные металлические конструкции быстро прогреваются до температур, превышающих 400-500°С. Под воздействием этих температур и нормативной нагрузки интенсивно развиваются температурные деформации и деформации ползучести. Это приводит к быстрому обрушению металлических колонн, балок (в пределах всего 0,12-0,25 часа), потере ограждающей и теплоизолирующей способностей ограждений .
Например в 1984 году сгорело здание стоянки автобусов в Воронеже выполненное из лёгких металлических конструкций. Здание имело размеры 54x96 м. и высоту 10 м. Стены здания были выполнены из 3-х слойных асбоцементных панелей с пенополиуретановым утеплителем. В покрытии был уложен металлический профилированный настил, с пенополистирольным утеплителем и рулонным водоизоляционным ковром. Несущие конструкции здания - металлические колонны с шагом 12x18м и структурное металлическое покрытие типа "Берлин". Пожар начался с загорания одного из автобусов. Через 30 минут после безуспешных попыток потушить пожар первичными средствами поступило сообщение в пожарную охрану. Через 6 минут после сообщения о пожаре произошло обрушение конструкций покрытия на площади более 3000 м2. Через 4 минуты после первого обрушения произошло второе обрушение на всей площади здания (5184 м2). В результате пожара огнем было полностью уничтожено здание стоянки с 87 автобусами "Икарус". [2]
МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ОГНЕСТОЙКОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ.
Металлы отличаются высокой теплопроводностью, поэтому их огнезащита заключается в создании на поверхности металлических элементов конструкций теплоизолирующих экранов, выдерживающих воздействие огня или высоких температур.
Наличие теплоизолирующих экранов позволяет конструкциям при пожаре замедлить прогревание металла и сохранить свои функции в течение определенного времени, то есть до наступления критической температуры, при которой начинается потеря несущей способности.
Можно выделить следующие способы огнезащиты стальных конструкций:
- облицовка конструкций огнезащиты плитными материалами или установка огнезащитных экранов на относе (конструктивный способ);
- нанесение непосредственно на поверхность конструкций огнезащитных покрытий (обмазка, окраска, напыление и т.д.);
- нанесение непосредственно на поверхность конструкций огнезащитных тонкослойных вспучивающихся красок;
- комбинированный (композиционный) способ, представляющий собой рациональное сочетание различных способов огнезащиты.
Огнезащитная эффективность составов подразделяется на 5 групп:
- 1-я - не менее 150 мин;
- 2-я - не менее 120 мин;
- 3-я - не менее 60 мин;
- 4-я - не менее 45 мин;
- 5-я - не менее 30 мин.
При определении группы огнезащитной эффективности составов не рассматриваются результаты испытаний с показателями менее 30 мин.
Также эффективным способом является спринклерное орошение элементов конструкции.[1]