Cálculo do limite de resistência ao fogo de uma laje de concreto armado. LLC empresa de produção arquitetônica Determinação do limite de resistência ao fogo de estruturas de concreto armado

Determinação dos limites de resistência ao fogo de estruturas de edifícios

Determinação do limite de resistência ao fogo de estruturas de concreto armado

Dados iniciais para laje de concreto armado os tetos são mostrados na tabela 1.2.1.1

Tipo de concreto - Concreto leve densidade c = 1600 kg/m3 com agregado graúdo de argila expandida; As lajes são multi-ocas, com vazios redondos, o número de vazios é de 6 peças, as lajes são apoiadas em ambos os lados.

1) Espessura efetiva laje alveolar tef para avaliar o limite de resistência ao fogo de acordo com capacidade de isolamento térmico de acordo com a cláusula 2.27 do Manual do SNiP II-2-80 (Resistência ao fogo):

2) Determine de acordo com a tabela. 8 Limite de resistência ao fogo de uma laje baseado na perda de capacidade de isolamento térmico para uma laje de concreto leve com espessura efetiva de 140 mm:

O limite de resistência ao fogo da laje é de 180 min.

3) Determine a distância da superfície aquecida da laje ao eixo da armadura da haste:

4) Utilizando a tabela 1.2.1.2 (Tabela 8 do Manual), determinamos o limite de resistência ao fogo da laje com base nas perdas capacidade de suporte em a = 40 mm, para concreto leve quando apoiado nos dois lados.

Tabela 1.2.1.2

Limites de resistência ao fogo de lajes de concreto armado

O limite de resistência ao fogo exigido é de 2 horas ou 120 minutos.

5) Conforme cláusula 2.27 do Manual para determinação do limite de resistência ao fogo lajes alveolares um fator de redução de 0,9 é aplicado:

6) Determinamos a carga total nas lajes como a soma das cargas permanentes e temporárias:

7) Determine a relação entre a parte de ação prolongada da carga e a carga total:

8) Fator de correção por carga conforme cláusula 2.20 do Manual:

9) Conforme cláusula 2.18 (parte 1 b) do manual, aceitamos o coeficiente de armadura

10) Determinamos o limite de resistência ao fogo da laje levando em consideração os coeficientes de carga e armadura:

O limite de resistência ao fogo da laje em termos de capacidade de carga é

Com base nos resultados obtidos durante os cálculos, constatamos que o limite de resistência ao fogo de uma laje de concreto armado em termos de capacidade de carga é de 139 minutos, e em termos de capacidade de isolamento térmico é de 180 minutos. É necessário considerar o limite mínimo de resistência ao fogo.

Conclusão: limite de resistência ao fogo da laje de concreto armado REI 139.

Determinação dos limites de resistência ao fogo de pilares de concreto armado

Tipo de concreto - concreto pesado densidade c = 2350 kg/m3 com agregado graúdo de rochas carbonáticas (calcário);

A Tabela 1.2.2.1 (Tabela 2 do Manual) apresenta os valores dos limites reais de resistência ao fogo (POf) colunas de concreto armado Com características diferentes. Neste caso, o POf é determinado não pela espessura da camada protetora de concreto, mas pela distância da superfície da estrutura ao eixo da armadura de trabalho (), que, além da espessura da camada protetora , também inclui metade do diâmetro da barra de reforço de trabalho.

1) Determine a distância da superfície aquecida do pilar ao eixo da armadura da haste usando a fórmula:

2) Conforme cláusula 2.15 do Manual para estruturas de concreto com carga carbonática, tamanho corte transversalé permitido reduzir em 10% com o mesmo limite de resistência ao fogo. Em seguida, determinamos a largura da coluna usando a fórmula:

3) Utilizando a tabela 1.2.2.2 (Tabela 2 do Manual), determinamos o limite de resistência ao fogo para um pilar de concreto leve com os parâmetros: b = 444 mm, a = 37 mm quando o pilar é aquecido por todos os lados.

Tabela 1.2.2.2

Limites de resistência ao fogo de pilares de concreto armado

O limite de resistência ao fogo exigido está na faixa entre 1,5 horas e 3 horas. Para determinar o limite de resistência ao fogo, utilizamos o método de interpolação linear. Os dados são fornecidos na tabela 1.2.2.3

Tabela 2.18

Densidade de concreto leve? = 1600 kg/m3 com agregado graúdo de argila expandida, lajes com vazios redondos no valor de 6 peças, as lajes são apoiadas livremente em ambos os lados.

1. Vamos determinar a espessura efetiva da laje alveolar teff para avaliar o limite de resistência ao fogo com base na capacidade de isolamento térmico de acordo com a cláusula 2.27 do Manual:

onde está a espessura da laje, mm;

• - largura da laje, mm;
• - número de vazios, unid.;
• - diâmetro dos vazios, mm.
• 2. Determine de acordo com a tabela. 8 Diretrizes para o limite de resistência ao fogo de uma laje com base na perda de capacidade de isolamento térmico para uma laje feita de peça pesada de concreto com espessura efetiva de 140 mm:

Limite de resistência ao fogo da laje com base na perda de capacidade de isolamento térmico

3. Determine a distância da superfície aquecida da laje ao eixo da armadura da haste:

onde está a espessura da camada protetora de concreto, mm;

• - diâmetro dos acessórios de trabalho, mm.
• 4. Conforme tabela. 8 Manuais Determinamos o limite de resistência ao fogo de uma laje com base na perda de capacidade resistente em a = 24 mm, para concreto pesado e quando apoiada nos dois lados.

O limite de resistência ao fogo exigido está na faixa entre 1 hora e 1,5 horas, determinamos por interpolação linear:

O limite de resistência ao fogo da laje sem levar em consideração fatores de correção é de 1,25 horas.

• 5. De acordo com a cláusula 2.27 do Manual, para determinação do limite de resistência ao fogo de lajes alveolares, é aplicado um fator de redução de 0,9:
• 6. Determinamos a carga total na laje como a soma das cargas permanentes e temporárias:
• 7. Determine a proporção entre a parte de ação prolongada da carga e a carga total:

8. Fator de correção para carga conforme cláusula 2.20 do Manual:

• 9. De acordo com a cláusula 2.18 (parte 1 a) Benefícios, aceitamos o coeficiente? para acessórios A-VI:
• 10. Determinamos o limite de resistência ao fogo da laje, levando em consideração os coeficientes de carga e armadura:

O limite de resistência ao fogo da laje em termos de capacidade de carga é R 98.

O limite de resistência ao fogo da laje é considerado o menor de dois valores - a perda de capacidade de isolamento térmico (180 min) e a perda de capacidade de carga (98 min).

Conclusão: o limite de resistência ao fogo de uma laje de concreto armado é REI 98

Para resolver a parte estática do problema, reduzimos a forma da seção transversal de uma laje de concreto armado com vazios redondos (Apêndice 2, Fig. 6) à forma calculada em T.

Determinemos o momento fletor no meio do vão devido à ação da carga padrão e do peso próprio da laje:

Onde q / n– carga padrão por 1 metro linear de laje, igual a:

A distância da superfície inferior (aquecida) do painel ao eixo dos acessórios de trabalho será:

milímetros,

Onde d– diâmetro das barras de reforço, mm.

A distância média será:

milímetros,

Onde A– área da seção transversal da barra de reforço (cláusula 3.1.1.), mm 2.

Vamos determinar as principais dimensões da seção T calculada do painel:

Largura: b f = b= 1,49m;

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

Distância da superfície não aquecida da estrutura ao eixo da barra de reforço h ó = h – a= 220 – 21 = 199 mm.

Determinamos a resistência e as características termofísicas do concreto:

Resistência à tração padrão R bilhões= 18,5 MPa (Tabela 12 ou cláusula 3.2.1 para concreto classe B25);

Fator de confiabilidade  b = 0,83 ;

Resistência de projeto do concreto com base na resistência à tração R mas = R bilhões /  b= 18,5/0,83 = 22,29 MPa;

Coeficiente de condutividade térmica  t = 1,3 – 0,00035T qua= 1,3 – 0,00035 723 = 1,05 W m -1 K -1 (cláusula 3.2.3.),

Onde T qua– temperatura média durante um incêndio igual a 723 K;

Calor específico COM t = 481 + 0,84T qua= 481 + 0,84 · 723 = 1088,32 J kg -1 K -1 (seção 3.2.3.);

Dado o coeficiente de difusividade térmica:

Coeficientes dependendo da densidade média do concreto PARA= 39s 0,5 e PARA 1 = 0,5 (cláusula 3.2.8, cláusula 3.2.9.).

Determine a altura da zona comprimida da laje:

Determinamos a tensão na armadura de tração a partir de uma carga externa de acordo com o adj. 4:

porque X t= 8,27mm h f= 30,5 mm, então

Onde Como– a área transversal total das barras de armadura na zona de tração da seção transversal da estrutura, igual para 5 barras12 mm 563 mm 2 (cláusula 3.1.1.).

Vamos determinar o valor crítico do coeficiente de variação da resistência do aço de reforço:

,

Onde R su – resistência de projeto reforço em termos de resistência à tração, igual a:

R su = R sn /  é= 390 / 0,9 = 433,33 MPa (aqui  é– fator de confiabilidade para armadura, considerado igual a 0,9);

R sn– resistência à tração padrão da armadura igual a 390 MPa (Tabela 19 ou cláusula 3.1.2).

Percebido  stcr1. Isto significa que as tensões da carga externa na armadura de tração excedem a resistência padrão da armadura. Portanto, é necessário reduzir a tensão proveniente da carga externa na armadura. Para isso, aumentaremos o número de barras de reforço do painel12mm para 6.Então A é= 679 10 -6 (seção 3.1.1.).

MPa,

.

Vamos determinar a temperatura crítica de aquecimento da armadura de suporte na zona de tensão.

Conforme tabela da cláusula 3.1.5. Usando interpolação linear, determinamos que para armadura classe A-III, aço grau 35 GS e  stcr = 0,93.

t stcr= 475C.

O tempo que a armadura leva para aquecer até a temperatura crítica para uma laje de seção maciça será o limite real de resistência ao fogo.

s = 0,96 horas,

Onde X– argumento da função de erro gaussiana (Crump) igual a 0,64 (cláusula 3.2.7.) dependendo do valor da função de erro gaussiana (Crump) igual a:

(Aqui t n– a temperatura da estrutura antes do incêndio é de 20С).

O limite real de resistência ao fogo de uma laje com vazios redondos será:

P f =  0,9 = 0,960,9 = 0,86 horas,

onde 0,9 é um coeficiente que leva em consideração a presença de vazios na laje.

Como o concreto é material não inflamável, então, obviamente, a classe real de risco de incêndio da estrutura é K0.

Como mencionado acima, o limite de resistência ao fogo de materiais dobráveis estruturas de concreto armado pode ocorrer devido ao aquecimento da armadura de trabalho localizada na zona esticada a uma temperatura crítica.

Neste sentido, o cálculo da resistência ao fogo de uma laje alveolar será determinado pelo tempo de aquecimento da armadura de trabalho esticada até à temperatura crítica.

A seção transversal da laje é mostrada na Fig. 3.8.

b p b p b p b p b p

h h 0

A é

Figura 3.8. Seção transversal de projeto de uma laje alveolar

Para calcular a laje, sua seção transversal é reduzida a uma seção em T (Fig. 3.9).

b' f

x tem ≤h´ f

h' f

eh 0

x tem >h´ f

A é

a∑b R

Figura 3.9. Seção em T de uma laje alveolar para cálculo de sua resistência ao fogo

Subsequência

cálculo do limite de resistência ao fogo de elementos planos flexíveis de concreto armado alveolares

3. Se, então  é , tem determinado pela fórmula

Onde em vez disso b usado ;

Se
, então deve ser recalculado usando a fórmula:

De acordo com 3.1.5 é determinado t é , cr(temperatura critica).

A função de erro gaussiana é calculada usando a fórmula:

De acordo com 3.2.7, o argumento da função gaussiana é encontrado.

O limite de resistência ao fogo P f é calculado pela fórmula:

Exemplo nº 5.

Dado. Laje alveolar, apoiada livremente em ambos os lados. Dimensões da seção: b=1200 mm, comprimento do vão de trabalho eu= 6 m, altura da seção h= 220 mm, espessura da camada protetora A eu = 20 mm, armadura de tração classe A-III, 4 hastes Ø14 mm; concreto pesado classe B20 em calcário triturado, teor de umidade em peso do concreto c = 2%, densidade média concreto seco ρ 0s= 2300 kg/m 3, diâmetro do vazio d n = 5,5 kN/m.

Definir limite real resistência ao fogo da laje.

Solução:

Para concreto classe B20 R bilhões= 15 MPa (cláusula 3.2.1.)

R mas= R bilhões /0,83 = 15/0,83 = 18,07 MPa

Para armadura classe A-III R sn = 390 MPa (cláusula 3.1.2.)

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

A é= 615 mm 2 = 61510 -6 m 2

Características termofísicas do concreto:

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

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

k= 37,2 p.3.2.8.

k 1 = 0,5 p.3.2.9. .

O limite real de resistência ao fogo é determinado:

Tendo em conta a cavidade da laje, o seu limite real de resistência ao fogo deve ser multiplicado por um fator de 0,9 (cláusula 2.27.).

Literatura

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1EMBARQUE – uma estrutura na costa com uma fundação inclinada especialmente construída ( rampa de lançamento), onde é colocado e construído o casco do navio.

2 Viaduto – uma ponte sobre rotas terrestres (ou sobre uma rota terrestre) onde elas se cruzam. O movimento ao longo deles é fornecido em diferentes níveis.

3EXCELENTE – uma estrutura em forma de ponte para transportar um caminho sobre outro no ponto de sua intersecção, para atracar navios e também geralmente para criar uma estrada a uma determinada altura.

4 TANQUE DE ARMAZENAMENTO - recipiente para líquidos e gases.

5 PORTA GÁS– uma instalação para receber, armazenar e distribuir gás na rede de gasodutos.

6forno alto- um forno de cuba para fundição de ferro fundido a partir de minério de ferro.

7Temperatura critica– a temperatura na qual a resistência metálica padrão R un diminui para o valor da tensão padrão n da carga externa na estrutura, ou seja, em que ocorre a perda de capacidade de suporte.

8 Cavilha - haste de madeira ou metal usada para fixar partes de estruturas de madeira.