Конструирование железобетонного монолитного перекрытия в составе фрагмента каркасного здания для исследований огнестойкости в рамках натурных огневых испытаний

Abstract

Цель. На основе результатов сопоставительного численного конечно-элементного моделирования разработать и возвести конструкцию железобетонного монолитного перекрытия с теоретическим пределом огнестойкости REI 150 в составе экспериментального фрагмента каркасного здания, включающего сборные центрифугированные колонны, для исследования огнестойкости в рамках натурных огневых испытаний, приближенных к стандартному температурному режиму пожара. Методы. Анализ результатов существующих исследований и методов для достижения цели исследований. Численное конечно-элементное моделирование железобетонных конструкций с использованием ПК ЛИРА-САПР 2013 R5. Метод аналогии. Оценка огнестойкости методом предельного равновесия. Измерения толщины защитного слоя бетона магнитным методом. Измерения геометрии методом лазерного нивелирования. Результаты. Монолитные железобетонные каркасные системы зданий в настоящее время являются наиболее распространенными при строительстве многоэтажных зданий, такие системы обладают высокой потенциальной огнестойкостью, при этом экспериментальные исследования ввиду сложности воссоздания реальных условий сопряжения и нагружения, практически не проводились. Для решения указанной проблемы выполнено численное конечно-элементное моделирование плоского железобетонного монолитного перекрытия толщиной 200 мм в составе 2-этажного каркасного здания с сеткой колонн 6×6 м и расчетной полезной нагрузкой 10 кН/м2. Рассчитано требуемое армирование железобетонного монолитного перекрытия исходя из усилий и конструктивных требований, в том числе расчетных сочетаний нагрузок и усилий. Фрагмент железобетонного перекрытия размером 3×9 м из центральной части 1-го этажа каркаса перенесен методом аналогии в экспериментальный фрагмент, включающий в качестве опор две железобетонные центрифугированные колонны с пролетом 6,0 м и увязан с ними. Предел огнестойкости перекрытия, определенный методом предельного равновесия с учетом потенциала перераспределения усилий, составил не менее REI 150. На основании проведенного конструирования возведен фрагмент каркасного здания для исследования огнестойкости в рамках натурных огневых испытаний, приближенных к стандартному температурному режиму пожара. Область применения исследований. Результаты исследований могут быть применены для проведения натурных огневых испытаний возведенного фрагмента, проектирования и конструирования аналогичных железобетонных монолитных, сборно-монолитных перекрытий, при разработке методик оценки огнестойкости железобетонных конструкций.