Рассмотрено поведение железобетонных конструкций при стандартном пожаре и после него. Проанализировано напряженно-деформированное состояние плит, балок и колонн и их стыков при кратковременном воздействии огня до наступления предела их огнестойкости по потере несущей способности. Приведены сведения о влиянии высокой температуры на физико-механические свойства бетона и арматуры. Даны анализ распределения температур по высоте сечения балок, плит и колонн при нестационарном нагреве, методика определения остаточной несущей способности колонн после пожара. Изложены особенности расчета предела огнестойкости железобетонных конструкций и рекомендации по его определению. Для научных и инженерно-технических работников проектных, строительных организаций и специалистов научно-исследовательских и учебных институтов.

Предисловие

Глава 1. Воздействие огня на железобетонные конструкции
1. Пожары в зданиях и сооружениях
2. Пределы огнестойкости конструкций
3. Теплотехнический расчет огнестойкости
4. Статический расчет огнестойкости
5. Изготовление опытных образцов
6. Методика испытаний

Глава 2. Влияние высокой температура на свойство бетона
1. Прочность бетона на сжатие и растяжение
2. Упругопластические свойства бетона
3. Усадочно-температурные деформации бетона
4. Теплофизические свойства бетона
5. Взрывообразное разрушение бетона

Глава 3. Влияние высоких температур на свойства арматуры
1. Механические свойства арматуры
2. Упругопластические свойства арматуры
3. Температурные деформации арматуры

Глава 4. Влияние высокой температуры на поведение железобетонных
1. Сцепление арматуры с бетоном
2. Усадочно-температурные деформации и напряжения в железобетонных элементах
3. Потери предварительного напряжения в арматуре

Глава 5. Изгибаемые железобетонные элементы на пожаре и после него
1. Железобетонные плиты из керамзитобетона
2. Предварительно напряженные балки и панели с термически упрочненной арматурой класса Ат-V и Ат-VI и горячекатаной сталью класса А-IV и А-V из тяжелого бетона
3. Предварительно напряженные железобетонные балки при действии поперечной силы
4. Предварительно напряженные балки из керамзитоперлитобетона

Глава 6. Сжатые железобетонные элементы при пожаре и после него
1. Железобетонные колонны из керамзитобетона
2. Железобетонные колонны из высокопрочного бетона
3. Железобетонные колонны из тяжелого бетона под большую нагрузку и их стыки
4. Остаточная несущая способность железобетонных колонн после пожара

Глава 7. Поведение железобетонных конструкций в зданиях при пожаре
1. Совместная работа железобетонных элементов в здании
2. Железобетонные рамные конструкции

Приложение 1. Рекомендации по определению предела огнестойкости железобетонных элементов
Приложение 2. Экспертная оценка состояния железобетонных конструкций после пожара
Приложение 3. Оценка возможности хрупкого разрушения бетона в железобетонных конструкциях при пожаре
Список литературы

Предисловие

В гражданском и промышленном строительстве для снижения массы железобетонных конструкций стали применяться легкие бетоны классов В13—В30 и высокопрочные бетоны классов В45—В60. Для армирования конструкций используются эффективные высокопрочные термически упрочненные арматурные стали классов Ат-V, Ат-VI и Ат-VII, позволяющие снизить расход арматуры. При значительных нагрузках приходится применять железобетонные колонны с большим процентом армирования. В сборных многоэтажных зданиях железобетонные колонны имеют стыки.

Железобетонные конструкции из сборных элементов и из новых видов материала должны отвечать не только требованиям прочности, жесткости и трещиностойкости, но и противопожарным требованиям безопасности. От пожара под действием высокой температуры снижается прочность железобетонных конструкций, иногда происходит и их разрушение, поэтому обеспечение требуемого предела огнестойкости железобетонной конструкции является одной из важных задач. Ежегодные убытки от пожаров в развитых странах составляют примерно 2% их национального дохода [35], в связи с чем там систематически выделяются достаточные средства на исследование огнестойкости железобетонных конструкций.

При Международной федерации по предварительно напряженному железобетону (ФИП) до 1982 г. работала комиссия по огнестойкости железобетонных конструкций, которая затем перешла в Европейский комитет по бетону (ЕКБ). При Международном Совете по строительству (МСС) также имеется комиссия по огнестойкости строительных конструкций. Наша страна принимала участие в работе этих комиссий. На основании анализа большого количества испытаний по огнестойкости, проведенных в разных странах, комиссия по огнестойкости ФИП и МСС разработали рекомендации по проектированию железобетонных элементов конструкций с ненапрягаемой и предварительно напряженной арматурой с требуемым пределом огнестойкости.

Огнестойкость железобетонных конструкций не может быть оценена без установления фактических пределов огнестойкости элементов конструкций. Одним из методов установления предела огнестойкости железобетонных конструкций является ее испытание. Международная организация по стандартизации (ИСО) разрабатывает стандарты по методике испытаний на огнестойкость строительных конструкций. Проведение испытаний на огнестойкость строительных конструкций по единой методике в разных странах позволяет получить сравнимые результаты испытаний. ИСО разработала стандарт "Испытания на огнестойкость элементов строительных конструкций" ИСО-834. С учетом основных положений этого стандарта подготовлено руководство по испытанию строительных конструкций на огнестойкость [25]. Однако проведение таких испытаний требует больших материальных и денежных средств и занимает много времени, поэтому назрела необходимость разработки такой методики расчета огнестойкости железобетонных конструкций, чтобы уже при проектировании зданий и сооружений из железобетона наряду с расчетом на прочность, жесткость и трещиностойкость был проведен расчет и на огнестойкость.

Огнестойкость железобетонных конструкций из тяжелого бетона и некоторых видов легкого бетона изучалась достаточно полно и результаты этих работ публиковались в печати [28]. Кроме того, разработаны нормативные документы по расчету огнестойкости железобетонных элементов [10]. Тем не менее, данных по огнестойкости железобетонных конструкций из новых эффективных материалов, колонн с большим процентом армирования и их стыков опубликовано еще недостаточно.

В предлагаемой книге рассматриваются результаты экспериментально-теоретических исследований по огнестойкости железобетонных конструкций, выполненных из легкого конструкционного керамзитобетона и керамзитоперлитового бетона, из высокопрочного бетона и тяжелого бетона, армированного термически упрочненной арматурой, а также колонн под большие нагрузки и их стыков.

Экспериментально-теоретические исследования были выполнены в НИИЖБе автором при участии кандидатов техн. наук З. Д. Затуловского, Х. У. Камбарова, К. А. Сайдуллаева, В. Н. Зиновьева, Р. Абдуллаева, Ю. М. Махкамова, А. А. Сайдуллаева и инж. Т. Н. Малкиной. Испытания на огнестойкость железобетонных конструкций проводились во ВНИИПО.

Автор благодарит сотрудников института за помощь, оказанную при проведении испытаний на огнестойкость, а также д-ра техн. наук, проф. И. Г. Романенкова за ценные советы, способствовавшие улучшению содержания книги.