Calcul de la limite de résistance au feu d'une dalle de plancher en béton armé. Société de production architecturale LLC Détermination de la limite de résistance au feu des structures en béton armé

Détermination des limites de résistance au feu des structures de bâtiment

Détermination de la limite de résistance au feu des structures en béton armé

Données initiales pour dalle en béton armé les plafonds sont indiqués dans le tableau 1.2.1.1

Type de béton - béton léger densité c = 1600 kg/m3 avec granulats grossiers d'argile expansée ; Les dalles sont multi-creuses, avec des vides ronds, le nombre de vides est de 6 pièces, les dalles sont supportées des deux côtés.

1) Épaisseur effective dalle alvéolée tef pour évaluer la limite de résistance au feu selon capacité d'isolation thermique selon la clause 2.27 du Manuel du SNiP II-2-80 (Résistance au feu) :

2) Déterminer selon le tableau. 8 Lignes directrices limite de résistance au feu d'une dalle basée sur la perte de capacité d'isolation thermique pour une dalle en béton léger d'une épaisseur effective de 140 mm :

La limite de résistance au feu de la dalle est de 180 min.

3) Déterminer la distance entre la surface chauffée de la dalle et l'axe de la tige de renfort :

4) A l'aide du tableau 1.2.1.2 (Tableau 8 du Manuel), nous déterminons la limite de résistance au feu de la dalle en fonction de la perte capacité portanteà a = 40 mm, pour béton léger supporté sur deux côtés.

Tableau 1.2.1.2

Limites de résistance au feu des dalles en béton armé

La limite de résistance au feu requise est de 2 heures ou 120 minutes.

5) Selon la clause 2.27 du Manuel de détermination de la limite de résistance au feu dalles alvéolées un facteur de réduction de 0,9 est appliqué :

6) Nous déterminons la charge totale sur les dalles comme la somme des charges permanentes et temporaires :

7) Déterminer le rapport entre la partie à action prolongée de la charge et la pleine charge :

8) Facteur de correction en charge selon la clause 2.20 du Manuel :

9) Selon la clause 2.18 (partie 1 b) du manuel, nous acceptons le coefficient de renforcement

10) On détermine la limite de résistance au feu de la dalle en tenant compte des coefficients de charge et de renforcement :

La limite de résistance au feu de la dalle en termes de capacité portante est

Sur la base des résultats obtenus lors des calculs, nous avons constaté que la limite de résistance au feu d'une dalle en béton armé en termes de capacité portante est de 139 minutes, et en termes de capacité d'isolation thermique est de 180 minutes. Il est nécessaire de prendre la limite de résistance au feu la plus basse.

Conclusion : limite de résistance au feu de la dalle en béton armé REI 139.

Détermination des limites de résistance au feu des poteaux en béton armé

Type de béton - béton lourd densité c = 2350 kg/m3 avec des granulats grossiers constitués de roches carbonatées (calcaire) ;

Le tableau 1.2.2.1 (tableau 2 du manuel) montre les valeurs des limites réelles de résistance au feu (POf) colonnes en béton armé Avec différentes caractéristiques. Dans ce cas, POf n'est pas déterminé par l'épaisseur de la couche protectrice de béton, mais par la distance entre la surface de la structure et l'axe de la barre d'armature de travail (), qui, en plus de l'épaisseur de la couche protectrice , comprend également la moitié du diamètre de la barre d'armature de travail.

1) Déterminez la distance entre la surface chauffée de la colonne et l'axe du renfort de tige à l'aide de la formule :

2) Selon la clause 2.15 du Manuel des structures en béton avec charge carbonatée, taille coupe transversale il est permis de le réduire de 10 % avec la même limite de résistance au feu. Ensuite, nous déterminons la largeur de la colonne à l'aide de la formule :

3) A l'aide du tableau 1.2.2.2 (Tableau 2 du Manuel), nous déterminons la limite de résistance au feu d'une colonne en béton léger avec les paramètres : b = 444 mm, a = 37 mm lorsque la colonne est chauffée de tous les côtés.

Tableau 1.2.2.2

Limites de résistance au feu des poteaux en béton armé

La limite de résistance au feu requise est comprise entre 1,5 heure et 3 heures. Pour déterminer la limite de résistance au feu, nous utilisons la méthode d'interpolation linéaire. Les données sont données dans le tableau 1.2.2.3

Tableau 2.18

Densité du béton léger ? = 1600 kg/m3 avec granulats grossiers d'argile expansée, dalles avec vides ronds en quantité de 6 pièces, les dalles s'appuient librement des deux côtés.

1. Déterminons l'épaisseur effective de la dalle alvéolée en teff pour évaluer la limite de résistance au feu en fonction de la capacité d'isolation thermique conformément à la clause 2.27 du Manuel :

où est l'épaisseur de la dalle, en mm ;

• - largeur de dalle, mm ;
• - nombre de vides, pcs.;
• - diamètre des vides, mm.
• 2. Déterminez selon le tableau. 8 Lignes directrices pour la limite de résistance au feu d'une dalle basée sur la perte de capacité d'isolation thermique pour une dalle constituée d'une pièce en béton lourd d'une épaisseur effective de 140 mm :

Limite de résistance au feu de la dalle basée sur la perte de capacité d'isolation thermique

3. Déterminez la distance entre la surface chauffée de la dalle et l'axe du renfort en tige :

où est l'épaisseur de la couche protectrice de béton, mm ;

• - diamètre des raccords de travail, mm.
• 4. Selon le tableau. 8 Manuels Nous déterminons la limite de résistance au feu d'une dalle sur la base de la perte de capacité portante à a = 24 mm, pour du béton lourd et lorsqu'elle est appuyée sur deux côtés.

La limite de résistance au feu requise est comprise entre 1 heure et 1h30, nous la déterminons par interpolation linéaire :

La limite de résistance au feu de la dalle sans tenir compte des facteurs de correction est de 1,25 heure.

• 5. Selon l'article 2.27 du Manuel, pour déterminer la limite de résistance au feu des dalles alvéolées, un facteur de réduction de 0,9 est appliqué :
• 6. Nous déterminons la charge totale sur la dalle comme la somme des charges permanentes et temporaires :
• 7. Déterminez le rapport entre la partie à action prolongée de la charge et la pleine charge :

8. Facteur de correction pour la charge selon la clause 2.20 du Manuel :

• 9. Selon la clause 2.18 (partie 1 a) Prestations, acceptons-nous le coefficient ? pour les raccords A-VI :
• 10. Nous déterminons la limite de résistance au feu de la dalle en tenant compte des coefficients de charge et de renforcement :

La limite de résistance au feu de la dalle en termes de capacité portante est R 98.

La limite de résistance au feu de la dalle est considérée comme la moindre de deux valeurs : la perte de capacité d'isolation thermique (180 min) et la perte de capacité portante (98 min).

Conclusion : la limite de résistance au feu d'une dalle en béton armé est REI 98

Pour résoudre la partie statique du problème, nous réduisons la forme de la section transversale d'une dalle de plancher en béton armé avec des vides ronds (Annexe 2, Fig. 6) à celle calculée en forme de T.

Déterminons le moment de flexion au milieu de la travée dû à l’action de la charge standard et du poids propre de la dalle :

Où q / n– charge standard pour 1 mètre linéaire de dalle, égale à :

La distance entre la surface inférieure (chauffée) du panneau et l'axe des raccords de travail sera :

mm,

Où d– diamètre des barres d'armature, mm.

La distance moyenne sera de :

mm,

Où UN– surface de la section transversale de la barre d'armature (clause 3.1.1.), mm 2.

Déterminons les principales dimensions de la section en T calculée du panneau :

Largeur: b F = b= 1,49 m ;

Hauteur: h F = 0,5 (h-П) = 0,5 (220 – 159) = 30,5 mm ;

Distance de la surface non chauffée de la structure à l'axe de la barre d'armature h o = h – un= 220 – 21 = 199 mm.

Nous déterminons la résistance et les caractéristiques thermophysiques du béton :

Résistance à la traction standard R. milliard= 18,5 MPa (Tableau 12 ou clause 3.2.1 pour la classe de béton B25) ;

Facteur de fiabilité  b = 0,83 ;

Résistance de conception du béton basée sur la résistance à la traction R. bu = R. milliard /  b= 18,5 / 0,83 = 22,29 MPa ;

Coefficient de conductivité thermique  t = 1,3 – 0,00035T Épouser= 1,3 – 0,00035 723 = 1,05 W m -1 K -1 (clause 3.2.3.),

Où T Épouser– température moyenne lors d'un incendie égale à 723 K ;

Chaleur spécifique AVEC t = 481 + 0,84T Épouser= 481 + 0,84 · 723 = 1088,32 J kg -1 K -1 (section 3.2.3.) ;

Étant donné le coefficient de diffusivité thermique :

Coefficients en fonction de la densité moyenne du béton À= 39 s 0,5 et À 1 = 0,5 (clause 3.2.8, clause 3.2.9.).

Déterminez la hauteur de la zone comprimée de la dalle :

Nous déterminons la contrainte dans le renforcement de traction à partir d'une charge externe conformément à l'App. 4 :

parce que X t= 8,27mm h F= 30,5 mm, alors

Où Comme– la surface totale de la section transversale des barres d'armature dans la zone de traction de la section transversale de la structure, égale pour 5 barres12 mm 563 mm 2 (clause 3.1.1.).

Déterminons la valeur critique du coefficient de variation de la résistance de l'acier d'armature :

,

Où R. su – résistance de conception renfort en termes de résistance à la traction, égal à :

R. su = R. sn /  s= 390 / 0,9 = 433,33 MPa (ici  s– facteur de fiabilité du renforcement, pris égal à 0,9) ;

R. sn– résistance à la traction standard des armatures égale à 390 MPa (Tableau 19 ou clause 3.1.2).

C'est compris  stcr1. Cela signifie que les contraintes provenant de la charge externe dans l'armature de traction dépassent la résistance standard de l'armature. Il est donc nécessaire de réduire les contraintes dues à la charge externe dans le renfort. Pour ce faire, nous augmenterons le nombre de barres de renfort du panneau12mm à 6. Ensuite UN s= 679 10 -6 (section 3.1.1.).

MPa,

.

Déterminons la température critique d'échauffement de l'armature porteuse dans la zone de tension.

Selon le tableau de la clause 3.1.5. Par interpolation linéaire, nous déterminons que pour les armatures de classe A-III, la nuance d'acier 35 GS et  stcr = 0,93.

t stcr= 475C.

Le temps nécessaire pour que l'armature se réchauffe jusqu'à la température critique pour une dalle de section transversale pleine sera la limite réelle de résistance au feu.

s = 0,96 h,

Où X– argument de la fonction d'erreur gaussienne (Crump) égal à 0,64 (clause 3.2.7.) en fonction de la valeur de la fonction d'erreur gaussienne (Crump) égale à :

(Ici t n– la température de la structure avant l'incendie est estimée à 20С).

La limite réelle de résistance au feu d’une dalle de plancher à vides ronds sera :

P. F =  0,9 = 0,960,9 = 0,86 heures,

où 0,9 est un coefficient qui prend en compte la présence de vides dans la dalle.

Puisque le béton est matériau ininflammable, alors, évidemment, la classe réelle de risque d'incendie de la structure est K0.

Comme mentionné ci-dessus, la limite de résistance au feu des matériaux pliables structures en béton armé peut se produire en raison de l'échauffement du renfort de travail situé dans la zone étirée jusqu'à une température critique.

A cet égard, le calcul de la résistance au feu d'une dalle de plancher alvéolée sera déterminé par le temps de chauffage de l'armature de travail étirée jusqu'à la température critique.

La section transversale de la dalle est représentée sur la figure 3.8.

b p b p b p b p b p

h h 0

UN s

Figure 3.8. Coupe transversale de calcul d'une dalle de plancher alvéolée

Pour calculer la dalle, sa section transversale est réduite à une section en T (Fig. 3.9).

b´ F

X thème ≤h´ F

h' F

h h 0

X thème >h' F

UN s

une∑b R.

Figure 3.9. Coupe en T d'une dalle alvéolée pour le calcul de sa résistance au feu

Sous-séquence

calcul de la limite de résistance au feu des éléments plats flexibles à âme creuse en béton armé

3. Si, alors  s , thème déterminé par la formule

Où à la place b utilisé ;

Si
, alors il faut le recalculer à l'aide de la formule :

Selon 3.1.5, il est déterminé t s , cr(température critique).

La fonction d'erreur gaussienne est calculée à l'aide de la formule :

D'après 3.2.7, l'argument de la fonction gaussienne est trouvé.

La limite de résistance au feu P f est calculée à l'aide de la formule :

Exemple n°5.

Donné. Une dalle de plancher à âme creuse, supportée librement sur deux côtés. Dimensions des sections : b=1200 mm, longueur de portée utile je= 6 m, hauteur de section h= 220 mm, épaisseur de la couche de protection UN je = 20 mm, classe d'armature de traction A-III, 4 tiges Ø14 mm ; béton lourd classe B20 sur calcaire concassé, teneur en humidité pondérale du béton w = 2%, densité moyenne béton sec ρ 0s= 2300 kg/m 3, diamètre du vide d n = 5,5 kN/m.

Définir limite réelle résistance au feu de la dalle.

Solution:

Pour béton classe B20 R. milliard= 15 MPa (clause 3.2.1.)

R. bu= MdR /0,83 = 15/0,83 = 18,07 MPa

Pour classe de renfort A-III R. sn = 390 MPa (clause 3.1.2.)

R. su= R sn /0,9 = 390/0,9 = 433,3 MPa

UN s= 615 mm2 = 61510 -6 m2

Caractéristiques thermophysiques du béton :

λ tem = 1,14 – 0,00055450 = 0,89 W/(m·˚С)

avec tem = 710 + 0,84450 = 1090 J/(kg·˚С)

k= 37,2 p.3.2.8.

k 1 = 0,5 p.3.2.9. .

La limite réelle de résistance au feu est déterminée :

Compte tenu du creux de la dalle, sa limite réelle de résistance au feu doit être multipliée par un facteur de 0,9 (clause 2.27.).

Littérature

Shelegov V.G., Kuznetsov N.A. « Les bâtiments, les structures et leur stabilité en cas d'incendie. » Manuel pour l'étude de la discipline – Irkoutsk : VSI Ministère de l'Intérieur de la Russie, 2002. – 191 p.

Shelegov V.G., Kuznetsov N.A. Construction de bâtiments. Ouvrage de référence pour la discipline « Les bâtiments, les structures et leur stabilité en cas d'incendie ». – Irkoutsk : Institut panrusse de recherche du ministère de l'Intérieur de la Russie, 2001. – 73 p.

Mosalkov I.L. et autres. Résistance au feu des structures de bâtiment : M. : ZAO "Spetstekhnika", 2001. - 496 pp., illus.

Yakovlev A.I. Calcul de la résistance au feu structures de construction. – M. : Stroyizdat, 1988.- 143 p., ill.

Shelegov V.G., Tchernov Yu.L. « Les bâtiments, les structures et leur stabilité en cas d'incendie. » Un guide pour réaliser un projet de cours. – Irkoutsk : VSI Ministère de l'Intérieur de Russie, 2002. – 36 p.

Un manuel pour déterminer les limites de résistance au feu des structures, les limites de propagation du feu à travers les structures et les groupes de matériaux d'inflammabilité (selon SNiP II-2-80), TsNIISK im. Kucherenko. – M. : Stroyizdat, 1985. – 56 p.

GOST 27772-88 : Produits laminés pour la construction de structures en acier. Sont communs spécifications techniques/ Gosstroy URSS. – M., 1989

SNIP 2.01.07-85*. Charges et impacts/Gosstroy URSS. – M. : CITP Gosstroy URSS, 1987. – 36 p.

GOST 30247.0 – 94. Structures de construction. Méthodes d'essai de résistance au feu. Exigences générales.

SNIP 2.03.01-84*. Structures en béton et en béton armé / Ministère de la Construction de Russie. – M. : GP TsPP, 1995. – 80 p.

1BATEAU DE CROISIÈRE - une structure sur le rivage avec une fondation inclinée spécialement construite ( cale), où la coque du navire est posée et construite.

2 Passage supérieur – un pont traversant des routes terrestres (ou sur une route terrestre) à leur intersection. Le déplacement le long d'eux est assuré à différents niveaux.

3SURVEILLER – une structure en forme de pont pour transporter un chemin sur un autre au point de leur intersection, pour accoster les navires, et aussi généralement pour créer une route à une certaine hauteur.

4 RÉSERVOIR DE STOCKAGE - récipient pour liquides et gaz.

5 PORTE-GAZ– une installation de réception, de stockage et de distribution de gaz dans le réseau de gazoducs.

6haut fourneau- un four à cuve pour la fusion de la fonte à partir du minerai de fer.

7Température critique– la température à laquelle la résistance métallique étalon R un diminue jusqu'à la valeur de la tension étalon n à partir de la charge externe sur la structure, c'est-à-dire auquel se produit la perte de capacité portante.

8 Cheville - une tige en bois ou en métal utilisée pour fixer des parties de structures en bois.