ООО Архитектурная Производственная Компания

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛОВ ОГНЕСТОЙКОСТИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ РАСЧЕТНЫМИ МЕТОДАМИ

В.Н.Лавров, В.А.Титаев

Тезисы опубликованы в издании «Технологии, машины, оборудование, материалы и нормативное обеспечение для подземного и высотного строительства. Сборник докладов международной научно-технической конференции (26-27 января 2006 г.). Секция 2 – Москва: МГСУ, 2005. – С.148-149.

Минимальные пределы огнестойкости строительных конструкций можно определять согласно СНиП 21-01-97* не только их испытанием, но и расчётом. Расчетные методы целесообразно использовать для статически неопределимых конструкций, в том числе и для высотных зданий. Учитывая значительные габариты и высокий уровень напряжений в несущих элементах здания целесообразно производить расчёт здания на кратковременные температурные воздействия в расчетных сочетаниях усилий. Выбор схем кратковременных температурных воздействий следует производить на основании моделирования высокотемпературных воздействий на основании статистических данных о пожарах с учётом размеров противопожарных отсеков и данных по наиболее вероятным схемам возгорания и распространения огневых воздействий. Для уменьшения количества рассматриваемых сочетаний следует определить наиболее вероятные схемы разрушения конструкций зданий при гравитационных и температурных воздействиях. Исходные данные о температурах замыкания и соответствующих полях напряжений в конструкциях следует принимать на основании расчета здания по стадиям возведения с учетом времени года и технологических факторов. Расчёт должен производиться для несущей системы здания с оценкой напряженно-деформированного состояния отдельных элементов. Расчёт железобетонных конструкций высотных зданий и их элементов при высокотемпературном кратковременном воздействии должен учитывать:

температурный режим при пожаре по стандартной кривой температура – время;

фазовый переход воды в пар в структуре бетона;

неупругие деформации бетона, главным образом его ползучесть при высоких температурах;

расчетные сочетания усилий;

схему разрушения конструкций при температурных и гравитационных воздействиях;

изменения температурных напряжений в конструкциях в зависимости от времени и температуры (ползучесть);

формы потери устойчивости;

изменение напряженного состояния при обрушении отдельных конструктивных элементов высотных зданий. В высотных зданиях совокупность вертикальных и горизонтальных элементов формирует несущий остов здания. Для современных многоэтажных зданий характерно использование безбалочных перекрытий. Железобетонные междуэтажные перекрытия в здании являются составной частью пространственного несущего остова здания и обеспечивают общую устойчивость и жесткость. При пожарах перекрытия подвергаются тепловому воздействию снизу, что при одновременном воздействии гравитации и других нагрузок приводит к увеличению относительных деформаций, и как следствие к увеличению прогибов. В зависимости от температуры и времени воздействия происходит увеличение доли неупругих деформаций и перераспределение усилий в системе здания. Для оценки несущей способности статически неопределимых железобетонных конструкций высотных зданий при пожаре целесообразно использовать метод моделирования работы здания с учетом особых сочетаний усилий, в которые входят кратковременные температурные воздействия. Для этого нужно иметь соответствующий инженерный опыт расчёта, данные о схеме разрушения конструкции и возможности разрушения по различным схемам при температурных и гравитационных воздействиях в результате анализа расчётных сочетаний усилий. Определение полей температурных напряжений следует призводить с учетом температуры замыкания конструкций. При этом следует учитывать, что максимальных значений температурные напряжения достигают через 1-2 часа теплового воздействия при стандартной зависимости температуры от времени и подтверждается экспериментальными данными.

ВЫВОДЫ

Несущие системы многоэтажных и высотных зданий следует рассчитывать на особые сочетания усилий, по пространственной расчётной схеме для отдельных элементов, с учётом снижения напряжений вследствие развития значительных пластических деформаций при пожаре.