ОГНЕСТОЙКОСТЬ СТАЛЕБЕТОННЫХ ПЛИТ

Приняты следующие предположения: 1) плита равномерно на­гружена, 2) температура изменяется только поперек плиты, 3) при нормальной температуре трещиноватость отсутствует.

Коэффициент Пуассона v_b и коэффициент температурного расширения a_b тяжелого бетона в диапазоне температур 20-500°С принимаются постоянными и равными v_b = 0,2, a_b =10-^5oC-¹. При температуре 700°С коэффициент a_b увеличивается в 1,5 раза. Для стали – v_s = 0,3 ; a_s = 1,3 * 10-⁵ °С-¹. Модуль упругости Е_ь и прочностные характеристики R_b и R_bt при 20°С в зависимости от марки бетона (от В3,5 до В50) находятся в следующих пределах: Е_b = (9,5..39)*10³ МПа, R_b = (2,1..27,5) МПа, R_bt = (0,26..1,55) МПа. Для стали -E_s = 2 *10⁵ МПа, s_у = 235 МПа.

При построении инженерного расчета огнестойкости сталебетонных плит использованы критерии начала трещинообразования, разрушения по сжатой зоне бетона, предельного состояния стального листа.

Расчет температурного поля ведется в два этапа итерационным способом. На первом этапе на каждом шаге по времени последовательно решается краевая задача с движущейся границей испарения влаги, содержащейся в бетоне. На втором этапе расчет температурного поля ведется в соответствии с уравнением теплопроводности, поскольку после окончания процесса испарения свободной воды плотность пара в порах не изменяется.

Численные оценки огнестойкости получены для бесконечно длинной плиты, поперечное сечение которой показано на рис.1. Толщина воздушного зазора между бетоном и стальным листом составляет 0,0025 м.

Рис.1 Сталебетонная плита

Расчет показывает, что в исследованном диапазоне температур от 200°С до 400°С разрушение происходило по сжатой зоне бето­на. В таблице показана остаточная прочность (в %) нагруженной

сталебетонной плиты при Е_ь(20°С) = 9500МПа, R_b(20°C) = 2,1МПа , R_bt(20°C) = 0,26 МПа.