автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Прочность железобетонных балок при действии поперечных сил после пожара

ГОССТРОЙ СССР

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ, ПРОЕКТНО-КОНСТРШОРСКИЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ БЕТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА НИИЖБ

На правах рукопиои

АЛЕКСЕЕНКО Василий Николаевич УДК 624.0I2.35:62'».or?2.252:624.M6:OOI.i»52:6I«t.8ii

ПРОЧНОСТЬ SEIE30EET0HHHX ШОК ПРИ ДЕЙСТВИИ ПОПЕРЕЧНЫХ СИЛ ПОСЛЕ ПОЯАРА

Специальность 05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооруяения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Косква - 1990

/ ) ^ / ^

Работа выполнена в Научно-исследовательском, проектно-конст-рукторсхом я технологическом институте бетона и железобетона НЙИЖБ Госстроя СССР н Симферопольском филиале Днепропетровского инженерно-строительного института MB ССО УССР

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ - доктор технических наук,

профессор 3AIBC0B A.C.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ - доктор технических наук,

профессор МИДОВАНОВ А.§.

- кандидат технических наук ЗИГЕРН-КОРН Б.Н.

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ - ЦНИИП РЕКОНСТРУКЦИИ ГОРОДОВ

Защита состоится " ¿3" глмт. 1990 г. в час. на заседании Специализированного совета К.033.03.01 по присуждению ученой степени кандидата технических наук при Научно-исследовательском институте бетона н железобетона Госстроя СССР по адресу: 109389, Москва, 2-я Институтская ул., д. 6.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " 1990 г.

Ученый секретарь | Специализированного совета! //, доктор технических наук

чМ' чистяков ЕД.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. По сообщение ГЯ10 МВД СССР количество пожаров и материальный ущерб от них имвиг тенденции роста. Восстановление железобетонных конструкций зданий и сооружений, подвергшихся пожарам, дает значительный экономический и социальный эффект. Точная оценка эксплуатационных качеств таких конструкций позволяет разрабатывать экономически целесообразные способы их восстановления.

Существующие методики расчета, регламентированные СНиП 2.03. 04-84, Рекомендациями НИИИБ по расчету пределов огнестойкости бетонных и железобетонных конструкций, Инструкцией ВНИИПО МВД СССР по расчету пределов огнестойкости бетонных и железобетонных конструкций на основе новых требований строительных норм и правил, хорово отражает изменение прочности элементов по наклонным сечениям на действие поперечных сил при повышенных и высоких технологических температурах, при пожаре. Однако, являвтея не корректными при аналогичных расчетах после пожара из-за оперирования характеристиками ус-ювий работы бетона и арматуры в нагретом состоянии.

Методика расчета железобетонных балок по наклонным сечениям на гебствие поперечных сил после пожара, предлагаемая Рекомендациями }ИИХБ по обследовании зданий и сооружений, поврежденных пожаром, вы-'одно отличается учетом фактического изменения условий работы бето-1а и арматуры после пожара. Однако, отдельные факторы, такие как ¡зменение условий работы поперечной арматуры после пожара, фактнче-кий процесс образования критических наклонных трещин во время по-ара не учитываются. Это может привести к онибкаи при оценке оста-очной несущей способности железобетонных конструкций, поврежденных ожаром. Существующие методики расчета нуждается в дальнейшем раз-итии и уточнении на основе новых опытных данных.

г Цель диссертационной работы. Экспериментально- теоретическое исследование напряженно-деформированного состояния железобетонных изгибаемых элементов в зоне действия поперечных сил после пожара и разработка предложений по расчету прочности наклонных сечений для оценки пригодности конструкций к дальнейшей эксплуатации.

Автор завивает результаты экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния железобетонных изгибаемых элементов при действии поперечных сил после пожара. Предложения по расчету прочности наклонных сечений при действии поперечных сил после пожара.

Научная новизна работы состоит в том, что:

- получены новые экспериментальные данные о напряженно-деформированном состоянии изгибаемых железобетонных элементов в зоне действия поперечных сил после пожара;

- выявлено влияние интенсивности поперечного армирования, пролета среза, высоты сечения, температуры нагрева, режимов нагрева на прочность, трещиностойкость элементов по наклонным сечениям и характер разрушения изгибаемого элемента при действии поперечных сил после пожара;

- установлено влияние изменения условий работы поперечной арматуры железобетонных балок, подвергшихся пожару, на прочность по наклонным сечениям при действии поперечных сил;

- разработаны предложения по расчету прочности изгибаемых железобетонных элементов по наклонных сечениям при действии поперечных сил после пожара;

- показана возможность применения новой двублочной модели, разработанной в НИИНБ, для расчета прочности наклонных сечений при действии поперечных сил после пожара.

Практическое значение работы. Предложенный метод расчета за счет учета изменения условий работы поперечной арматуры после пожа-

ра и фактического процесса образования критической наклонной треии-нн позволяет получать (по сравнению с существующими в настоялее время расчетными методами) более надежные и экономичные результаты. !

Реализация работы. Результаты работы использованы при обследовании и восстановлении железобетонных конструкций цеха КПП-1 Новосибирского электродного завода, поврежденных пожаром. Экономический эффект применения результатов исследования составил 91 тыс. рублей. Результаты работы будут использованы при переработке Рекомендаций НИМБ Госстроя СССР по обследовании зданий и сооружений, поврежденных пожаром, в части расчета прочности железобетонных изгибаемых элементов при действии поперечных сил.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены на семинаре Московского Лома научно-технической пропаганды "Обеспечение огнестойкости зданий и сооружений при применении новых строительных материалов и конструкций" 1988 г. На всесовзном координационном совещании "Легкие жаростойкие бетоны и огнестойкость железобетонных конструкций" в г. Пензе, 1988 г. На республиканской научно-технической конференции "Проблемы комплексной застройки Южного Берега Крыма* в г. Симферополе, 1988 г. На республиканских конференциях: "Совершенствование железобетонных конструкций, работавших на сложные виды деформаций, и их внедрение в строительную практику" в г. Полтаве, 1989 г. и "Строительство зданий и сооружений на крутых склонах и неудобьях" в г. Севастополе, 1989 г. На ХУ и ХП научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Симферопольского филиала Днепропетровского инженерно-строительного института 1987 и 1989 г.

По теме диссертации опубликовано 5 работ.

Структура и объем работы. Диссератция состоит из введения, пяти глав, списка литературы из 135 наименований, приложений. Работа содержит 133 стр. машинописного текста, 22 таблицы, 63 рисунка.

Научный консультант - кандидат технических наук доцент Э.Ф. Пансков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В обзоре предложения по расчету прочности элементов по наклон ным сечениях при действии поперечных сел в нормальных условиях, при повыиенных и высоких температурах и при пожаре кратко рассмотрены основные результаты многочисленных исследований выполненных сод руководством A.C. Зале сова, А.§. Милованова, А.И. Яковлева, и др., а также зарубежных авторов. К настоящему времени, в результате исследований выполненных под руководством В.И. Муравева, К.Д. Некрасова, В.В. Хукова, А.Ф. Милованова и др., многих зарубежных исследователей, накоплен достаточно полный материал од изменении прочностных н деформативных характеристик бетона и арматуры при по жаре, после пожара, а также при действии повышенных и высоких техно логических температур. Накоплены данные об изменении сцепления продольной рабочей арматуры, обусловленного воздействием нагрева железобетонных конструкций.

Вместе с тем, практически отсутствуют исследования работы железобетонных балок по наклонным сечениям на действие поперечных сил после пожара. Отсутствует данные об изменении условий работы поперечной арматуры после пожара, и влиянии этого изменения на прочность элементов по наклонным сечениям при действии поперечных сил. Не рассматривалась возможность применения новой двублочной модели расчета железобетонных балок на действие поперечных сил после пожара.

Для экспериментального исследования выбраны конструктивные элементы массового производства ( свободно опертые балки прямоугольного сечения) из широко распространенных материалов. Арматура

лассов АП1,Вр1, тяжелый бетой на портландцементе класса В25.

В экспериментальном исследовании варьировались следующие фак-

орн:

-температура поперечной арматуры 1: 20,200,250,300,350, 00°С;

- режимы трехстороннего нагрева: Э^,-} - нагрев по стандар-ному температурному режиму пожара до заданного уровня температуры

печи с последуваим иэопрогревом до достижения соответствующих уро-ней температуры и охлаждением до 20 °С; й^п - нагрев

о стандартному температурному режиму пожара до достижения соответ-твушцих уровней tsv^f и охлаждением до 20°С;

- интенсивность поперечного армирования: - минимальная при окструктивном армировании, допускаемая СНиП 2.03.01-84; ^ - при беспечении в экспериментальных балках прочности наклонного сечения о поперечной силе равной прочности нормального сечения по изгяба-щену моменту при пролете среза 2 Ьо 5

- пролеты среза С / К0 = 1 ; С / 1

- высоты поперечного сэчения: К ■ 30 см; К "20 см. Образцы загружали двумя сосредоточенными силами, расположенны-

и на одинаковом расстоянии от опор. Затем подвергали кратковремвн-ому нагреву по заданным температурным режимам и 31г, $

> соотвегствупщих значений t•aw . После естественного охлаждения выдержки в помещении, проводили статические испытания. Возраст бе-эна балок перед нагревом - 3 месяца и время выдержки после нагре-

> и охлаждения до статических испытаний - суток, назначены с ютом анализа статистических данных о возможностях возникновения >жара в только что построенных зданиях и сооружениях, и их последуем введении в эксплуатации, а также с учетом изменения свойств бе-1на после нагрева.

С повыиением температуры нагрева поперечной арматуры ,

для балок всех серий наблюдали увеличение количества наклонных трении , уменьиение расстояний между ними, интенсивное развитие наклонных трещин второго типа, увеличение угла наклона критической трещины к продольной оси балок, и вирины раскрытия этих трещин.

С уменьшением интенсивности поперечного армирования происходит резкое увеличение ширины раскрытия наклонных тредин при нагреве в 1,5 - 2,0 раза. На ширину раскрытия наклонных трещин при нагреве значительно влияли отношение ширины балки к ее высоте Ь / Ко и пролет среза С / Ио • С увеличением отношения & / Ьо (серия 10) по сравнению с балками серии Б-1 С 1 / ко "0,33) максимальная ширина раскрытия наклонных трещин уменьшилась в 1,4 -- 2,0 раза при значениях t&w 400, 350 °С соответственно. При уменьшении пролета среза С / Ко "I (серия Б-3) по сравнению с балками серии Б-1 ( С / ко "2) ширина раскрытия критических наклонных трещин уменьшилась в 1,75 - 2,0 раза при значениях 400 и 350 °С соответственно.

Процесс образования критических наклонных тредин или предпосылки их формирования возникают при нагреве балок в период действия максимальных температур в сечении и эксплуатационной нагрузки. Этот факт должен приниматься во внимание при установлении остаточной прочности элементов по наклонным сечениям после пожара.

При испытании балок после нагрева высота сжатой зоны бетона существенно снизилась при действии как нормативной, так и разрушающей нагрузок. Снижение высоты сжатой зоны бетона перед разрушением балок после нагрева составляет 25...30^. Максимальные деформации укорочения бетона сжатой зоны перед разрушением балок после нагрева значительно снизились по сравнении с аналогичными деформациями балок, испытанных негретыми. Значения их составили

(180*220)х 10"^. Это можно объяснить тем, что при нагрета была исчерпана часть нвупругих деформаций.

Несогласованность направлений главных сжимающих напряжений о траекторией магистральной нахлонной трещины в балках о поперечной арматурой, испытанных после нагрева, объясняется существенным изменением условий работы поперечной арматура, и, как следствие, характера напряженно-деформированного состояния приопорной зоны.

Максимальные деформации растяжения продольной арматуры при разрушении балок после нагрева на 15 - 23i меньше, чем при разрушении негретых балок.

С увеличением температуры нагрева имело место большее выравнивание осевых деформаций продольной арматуры у начала и у вершины наклонной трещины. Так в балках, испытанных после нагрева, отношение осевых деформаций арматуры под вершиной наклонной трещины 6s2l к деформациям у начала наклонной трещины <5ы перед разрушением уменьшилось в 1,3 - 2,0 раза.

Выравнивание осевых деформаций рабочей арматуры с повышением температуры нагрева объясняется нарушением передачи усилий с бетона на арматуру из-за ухудшения сцепления последних, а также увеличением усилия в рабочей арматуре в местах пересечения наклонной трещиной от действия изгибающего момента в наклонном сечении.

Особенностью деформирования поперечных стержней в балках, испытанных негретыми, является неравномерность распределения деформаций по длине стержня. Максимальные деформации растяжения возникают в местах пересечения поперечных стержней наклонной трещиной и достигают предельных значений. С удалением от этого места деформации резко падают и по концам, стержней, пересекающих наклонную трещину, близки к нулю. Это подтверждается разрушением балок с минимальной интенсивностью (допускаемой СНиП 2.03.01-84) поперечного армирования (серия Б-1 и Б-ГО), Разрушение сопровождалось разрывом стержней поперечной

аркатуры в местах пересечения их наклонной трещиной.

6 балках всех серий, испытанных через 14 суток после нагрева, распределение деформаций растяжения по длине поперечных стержней более равномерное, Зго объясняется нарушением сцепления поперечной арматуры с бетонок после нагрева. Разрушение балок, испытанных после нагрева, сопровождалось отрывом поперечных стержней по сварным соединениям с продольной арматурой, а также в отдельных случаях, разрывом поперечных стержней по сечению у сварных соединений.

Прогиб балок всех серий при загружении нормативной нагрузкой через 14 суток после нагрева с повышением температуры последнего увеличился. Среднее увеличение прогиба балок нагретых до "t&w 200 + 400 °С в 1,1 - 2,1 раз. "

Прочность балок по наклонным сечениям после пожара значительно снижается. После нагрева до tsw 200,250,300,350,400 °С, прочность для серии Б-1 С к -ЗООмм, & «РЮмм, С / ко =2) снизилась на 18 , 20 , 24 , 27 и 40*. Для серии Б-5 ( к. -300, & =75, С /Ь.0 -2) на И, 23, 28, 29 и 38?. Для серии Б-Ю( К. =200, S -100, С /К0 = =2) на 13, 15, 18, 20 и 29*. Для балок серии Б-3 ( К =300, S » =150, С / h.o -I), нагретых до taw 200,300 и 400 °С, на 14, 22, 31% соответственно.

Повышение деформативности, снижение трещиностойкости и несущей способности балок после нагрева, работающих на поперечную силу, обусловлено не только снижением прочностных и деформативных характеристик материалов (бетона и арматуры) после нагрева, но и значительным ухудшением условий работы поперечной арматуры.

Напряженно-деформированное состояние и характер разрувения балок по наклонному сечению после высокотемпературного воздействия не имеют принципиальных отличий от присущих балкам при нормальной температуре. Общая схема расчета остаточной прочности наклонных сечений

железобетонных балок, подвергшихся пожару, может быть построена на положениях СНиП 2.03.01-84, СНиП 2.03.04-84 с введением в расчетные формулы не только коэффициентов учитывавших изменение прочностных и деформативннх характеристик материалов (бетон и арматура), но и коэффициентов учитывающих изменение условий работы поперечной арматуры после пожара.

Дисперсионный анализ результатов эксперимента позволил установить следующее. Доминирующее влияние на снижение сцепления поперечной арматуры с бетоном и прочность балок по наклонным сечениям после аожара оказывает температура нагрева поперечной арматуры с бетоном X а\л/ .

Подтверждена гипотеза о том, что в принятом диапазоне режим нагрева практически не влияет на прочность элементов по наклонным сечениям при действии поперечных сил, подвергшихся пожару.

Интенсивность поперечного армирования, пролет среза и высота сечения не вносят ощутимого вклада в изменение относительной прочности наклонных сечений / фы балок после пожара. Таким об-

разом, зависимости прочности элементов по наклонным сечениям при действии поперечных сил от выпеперечисленных факторов для негретых балок сохраняют свои качественные и количественные характеристики и для балок, подвергавшихся нагреву. Это позволяет устанавливать коэффициенты условий работы.поперечной арматуры в зоне действия поперечных сил после нагрева, основанные на общей совокупности опытных данных балок всех серий.

Нарушение сцепления стержней поперечной арматуры с бетоном приводит не только к уменьшен™ высоты сжатой зоны бетона, но и в значительной степени к снижении общего сопротивления поперечной арматуры железобетонных балок при действии поперечных сил после пожара. Схема работы поперечной арматуры изменяется. Узлы соединения поперечной и продольной арматуры (обладающие прочностью меньшей прочности

свариваемых стержней) начинают воспринимать доле растягивавших напряжений в стержнях поперечной арматуры и дополнительные изгибающие моменты, возникающие от общего прогиба балки. Подтверждением этому является характер разрушения балок после пожара с отрывом сварных соединений или разрывом поперечных стержней по сечению в местах, ослабленных точечной сваркой.

Нарушение сцепления стержней поперечной арматуры с бетоном необходимо учитывать введением коэффициента условий работы поперечной арматуры в зоне действия поперечных сил после пожара ^s^te .

6 работе выявлен наиболее существенный фактор, влияющий на совместную работу поперечной арматуры и бетона при действии поперечных сил. Температура поперечной арматуры - "taw .

Для определения коэффициентов условий работы поперечной арматуры применен вариационный подход. По результатам эксперимента установлена функциональная зависимость между значениями предельных напряжений в поперечной арматуре (Ssw^te перед разрушением балок и значениями температуры "tsw . достигнутыми при их нагреве.

Значение коэффициента условий работы поперечной арматуры Jfs-^le определяется как отношение средних предельных напряжений в поперечной арматуре при разрушении балок после нагрева (ЭачжДе к средним предельным напряжениям в поперечной арматуре при разрушении балок, испытанных без нагрева G's.w (рис. I).

По результатам эксперимента установлена прочность балок по на-

Усилие, воспринимаемое поперечной арматурой в наклонном сечении после нагрева

(I)

клонным сечениям после нагрева Qu,£e .

<?s«,le = Qu,ie~ QlMj

(2)

или

CWe = 6sw,te -Aaw Co-k/s . (3)

Тогда

e = (Qu,te - e) • S/ A sw • Cot . 00

Усилие, воспринимаемое бетоном в наклонном сечении при действии поперечных сил после нагрева

Qfc,te = • Qfc. (5)

Усилие (pg, вычисляется по СЯиП 2.03.01-84.

Экспериментальные балки, испытанные без нагрева, разрушились с разрывом по сечению стержней поперечной арматуры, поэтому в выражении (I) является логичной замена значения среднего предельного напряжения в поперечной арматуре при разрушении балок без нагрева sw на значение сопротивления растяжении негретой поперечной арматуры соответствующего класса , определенного опытом.

С учетом вышеизложенного

Uu - - • ■ ы ■ №. С6)

Средние опытные значения коэффициентов условий работы поперечной арматуры в зоне действия поперечных сил железобетонных балок, подвергшихся действию пожара, всех испытанных серий и соответствующих им значений tsw наиболее просто и достаточно точно описываются линеВной функцией

Коэффициенты уравнения (7) вычислены линейной интерполяцией по ме-

1.0

0,9 0.6 0,7 0,6

0,5

0Л

* □

* * Ж- ^ ■к

1 2.

о\ ИЬчд Л / * *

5 / XX а \ п

А О4^ а

\

1.

С

10

200

250

30О

350

400

Ряс. I. Коэффициенты условий работы подарочной арматуры в зоне действия поперечных сил железобетонных балок, подвергнихся действии пожара.

Д - для балок серии Б-1;

0 - для балок серии Б-3; □ - для балок серп Б-5;

- для балок серии Б-Ю;

1 - линия значений ;

2 - линия значений Ум£е,оэ5 *

3 - линия значений ¡¡Чл^т.п ;

4 - линия значений УыДе , рекомендуемых для

практических расчетов.

году наименьших квадратов.

Возможно определить значения о гарантированной вероят-

ностью 0,95. Однако, из-за относительно небольшого количества опытных данных такая дополнительная оценка достаточно условна.

где - число ставдартов (зависит от количества опытных данных

и требуемой обеспеченности);

{V} - среднеквадратичное отклонение или эмпирическая дисперсия. Наиболее просто и достаточно точно полученные пары значений и описываются линейной функцией

= 0,97-1,12 'КГНз*. (9)

В целях упрощения практических расчетов предлагается округлить значения численных коэффициентов

Кь = 1,0-1,2<и»

где - принимается.в °С.

Расчет прочности элементов по наклонным сечениям состоит из теплотехнической и статической частей. В теплотехнической части устанавливают расчетную температуру поперечных стержней и расчетные температуры слоев бетона, на которые условно разбивается поперечное сечение элемента. В диссертации разработаны программы для расчета на ПМК распределения температур в сечении балок при нагреве по стандартному температурному режиму пожара , а также при произвольном температурном режиме пожара типа $ • По расчетным темпе-

ратурам устанавливаются значения коэффициентов, учитывающих изменение прочности и деформативности бетона после пожара, а также по зависимости (10).

Статическая часть расчета прочности наклонных сечений изгибаемых железобетонных элементов, находившихся в условиях пожара, на действие поперечных сил выполняется в соответствии с требованиями норм СНиП 2.03.01-84, СНиП 2.03.04-84, а также с учетом изменения условий работы поперечной арматуры после пожара и фактическим процессом образования опасной наклонной трещины.

Условие прочности наклонных сечений изгибаемых железобетонных элементов с поперечной арматурой

9* <?4,и (и)

Поперечная сила (р определяется от внешней нагрузки, расположенной по одну сторону от рассматриваемого наклонного сечения.

Поперечное усилие 91,£е , воспринимаемое бетоном элемента, находивиегося под действием огня

(?Це = Ьг • - [М • I- 1гоI с, (12)

где С - длина проекции наиболее опасного наклонного сечения на продольную ось элемента;

~ коэффициент, учитывающий влияние вида бетона, принимается по СНиП 2.03.01-84;

- принимается не менее •

¡[Ще - коэффициент условий работы бетона на растяжение после пожара. Значения его следует принимать в зависимости от по

Рекомендациям НИИКБ по обследованию зданий и сооружений, поврежденных пожаром.

Усилие, воспринимаемое поперечной арматурой после похара

(psw.te = ^si.fce • Rsw -Asw • CotС")

где )(ыДе - коэффициент условий работы поперечной арматуры в зоне действия поперечных сил железобетонных балок, подвергшихся пожару. Значения вычисляются по зависимости (10).

Анализ экспериментальных данных показывает, что наклонные трещины образуются не после нагрева, а во время нагрева конструкций при действии пожара. В связи с этим одной из основных особенностей предлагаемой методики расчета является учет длины проекции опасной наклонной трещины на продольную ось элемента, образовавшейся в период действия максимальных температур в сечении элемента, при расчете прочности этого элемента после пожара.

Cot =

кроме того Ко 4 Cot < ¿Ко , (15)

где с^ sw,t - усилие в хомутах на единицу длины элемента в период действия максимальной \ aw .

= ¡fst • w -Asw/a, as)

Уtt - коэффициент условий работы бетона на растяжение при кратковременном нагреве. Значения его следует принимать по СНиЯ 2.03.04-84,.

){bi •• коэффициент условий работы нагретой арматуры по стандартному темгераг-рному режиму пожара. Значения его следует принимать по Рекомендациям НШБ по расчету пределов огнестойкости бетонных

и железобетонных конструкций.

Значения срочности балок по наклонным сечениям при действии поперечных сил после пожара, вычисленные по предлагаемой методике, расходятся с опытными значениями в среднем для балок всех серий на Ь%, Это является удовлетворительным результатом. Прочность вычисленная по методике СНиП 2.СЗ.04-84, занижена по сравнении с опытными данными в среднем для балок всех серий на 23$. Значение прочности, вычисленные согласно Рекомендациям НИМБ по расчету пределов огнестойкости бетонных и железобетонных конструкций, Инструкции ВНЖПО МВД СССР по расчету пределов огнестойкости бетонных и железобетонных конструкций на основе новых требований строительных норм и правил, завышены в среднем на 13£. Значения, вычисленные по Рекомендациям НИИХБ по обследование зданий и сооружений поврежденных пожаром, завышены на 16К.

Применение предложенной методики расчета прочности элементов по наклонным сечениям на действие поперечных сил после огневого воздействия повышает надежность оценки остаточной нэсуией способности и позволяет получать положительный не только экономический, но и социальный эффект при восстановлении и дальнейшей эксплуатации зданий и сооружений, подвергшихся действие пожара.

Расчет железобетонных балок, поврежденных пожаром, при действии поперечных сил возможно проводить по двублочной модели, разработанной в НИИХБ, с введением в расчетные формулы дополнительных коэффициентов, учитывавших изменение физико-механических свойств бетона и арматуры после пожара, а также . учитываи^его изменение

условий работы поперечной арматуры.

Весьма точное приближение результатов расчета по двублочной модели к опытный обусловлено переходом к анализу более обцих характеристик сопротивления элемента - эпюр напряжений. А также учетом

совместного действия изгибающих моментов и поперечных сил.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. И настоящем/ времени накоплен достаточно полный материал об изменении прочностных и деформативных характеристик бетона и арматуры при повышенных и высоких технологических температурах, при пожаре, после пожара. Существующая методика расчета железобетонных балок по наклонным сечениям на действие поперечных сил после пожара С Рекомендации ШШБ по обследованию зданий и сооружений, поврежденных пожаром) выгодно отличается от других предложений учетом фактического изменения условий работы бетона и арматуры после пожара. Однако, отдельные факторы, такие как изменение условий работы поперечной арматуры после пожара, фактический процесс образования критических наклонных трещин во время пожара, не учитываются.

Практически отсутствуют исследования работы железобетонных балок по наклонный сечениям на действие поперечных сил после пожара. Отсутствуют данные об изменении условий работы поперечной арматуры после пожара, и влиянии этого изменения на прочность элементов по наклонным сечениям при действии поперечных сил. Следует также отметить, что отсутствуют данные о возможности применения новой двублочной модели, разработанной в НИМБ, для расчета железобетонных балок на действие поперечных сил после пожара.

2. В работе обоснована методика исследования, позволяющая установить закономерности изменения остаточной несущей способности железобетонных изгибаемых элементов при действии поперечных сил после повара,

3. Условия работы поперечной арматуры после пожара изменяются. Нарушение сцепления стержней поперечной арматуры с бетоном пркво-

дит к резкому увеличению зоны их максимальной деформации. Сварные узлы соединения поперечной и продольной арматуры начинают воспринимать долю растягивающих напряжений в поперечных стержнях и дополнительные изгибающие моменты, возникающие от общего прогиба элемента. Прочность балок по наклонный сечениям значительно снижается.

Повышение деформативности, снижение трещиностойкости и несущей способности балок после пожара при действии поперечных сил обусловлено не только снижением прочностных и деформативных характеристик бетона и арматуры, но и изменением условий их совместной работы.

5. Дисперсионный анализ результатов экспериментального исследования выявил доминирующее влияние температуры нагрева поперечной арматуры с бетоном на снижение прочности балок по наклонным сечениям при действии поперечных сил после пожара. Интенсивность поперечного армирования, пролет среза, высота сечения балок не вносят ощутимого вклада в изменение относительной прочности балок по наклонным сечениям при действии поперечных сил после пожара. Зависимости прочности наклонных сечений по поперечной силе от вышеперечисленных факторов для негретых балок сохраняют свои качественные

и количественные характеристики и для балок после пожара.

6. Изменение совместной работы поперечной арматуры с бетоном после пожара, следует учитывать введением в расчетные формулы коэффициента условий работы поперечной арматуры с бетоном в зоне действия поперечных сил- Кбл/Ы . Значения К&^Ы рекомендуется определять по зависимости СЮ).

7. При расчете прочности элементов по наклонным сечениям на действие поперечных сил после пожара следует оперировать значением длины проекции опасной наклонной трещины на продольную ось элемента, образовавшуюся при действии максимальных температур в сечении элемента во время пожара.

8. Предложенная методика расчета прочности элементов по наклонным сечениям на действие поперечных сил после пожара учитывает изменение физико-механических характеристик бетона и арматуры после пожара, условий работы поперечной арматуры и фактический процесс образования критической наклонной трещины,

9. Расчет железобетонных балок, повреященных пожаром, при действии поперечных сил возможно проводить по двублочной модели, разработанной в НИШБ, с введением в расчетные формулы дополнительных коэффициентов учитывающих изменение прочностных и деформативных характеристик бетона и арматуры после пожара, а также ^алДе , учитывающего изменение условий работы поперечной арматуры. Результаты расчета по двублочной модели о вышеприведенными дополнениями хорошо сходятся с опытными данными.

10. Применение предложенной методики расчета прочности элементов по наклонным сечениям на действие поперечных сил после пожара повышает надежность оценки остаточной несущей способности и позволяет значительно сокращать материальные и трудовые затраты при восстановлении и получать положительный социально-экономический эффект при дальнейшей эксплуатации зданий и сооружений, подвергшихся пожарам.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Алесеенко В.Н., Панюков Э.Ф. Экспериментальное исследование напряженного состояния балок после-пожара// Повышение эффективности строительства.- Киев, УШ ВО, 1988.- с. 5-ГО.

2. Алексеенко В.Н., Панюков Э.§. Расчет прочности наклонных сечений железобетонных ригелей после воздействия пожара в зданиях, возведенных на крутых склонах // Строительство зданий и сооружений на крутых склонах и неудобьях.- Тезисы докладов, Севастополь., НТО Стройиндустзия, 1989.- с. 40-42.

3. Пашков Э.$., Алексеенко В.Н, Исследование работы железобетонных балок на поперечную силу после высокотемпературного нагрева// Известия вузов. Строительство и архитектура.-1988, МО.- с. 1-4.

4. Пансков Э.Ф., Алексеенко В.Н. Влияние поперечного армирования и плеча среза на разрупение железобетонных балок после воздействия пожара // Обеспечение огнестойкости зданий и сооружений при применении новых строительных материалов и конструкций. Материалы семинара ВДНТП.- М.. МДНГП, 1988.- с. 124-130.

5. Пансков Э.Ф., Алексеенко В.Н., Морозенсхий B.S. Исследование огнестойкости опорных зон многопустотных плит перекрытий на моде-' лях // Известия вузов. Строительство и архитектура. -1989, 165.-

с. 1-5.