|
|
содержание .. 40 41 42 43 44 45 46
Детальное обследование конструкций зданий, подвергшихся воздействию пожара
13.3.1. В зависимости от степени повреждения конструкций после пожара, класса ответственности здания, условий дальнейшей его эксплуатации и конкретных рассматриваемых задач различают следующие методы инструментальных исследований: натурное инструментальное обследование конструкции без ее демонтажа; лабораторное испытание образцов материалов, отобранных из поврежденных конструкций; стендовое испытание демонтированных элементов или конструкций в целом. 13.3.2. Методы и приборы инструментальных обследований прочностных характеристик конструкций, поврежденных пожаром, как правило, не отличаются от применяемых при обследовании физически изношенных конструкций (разделы 5-9 настоящего Пособия). Однако при этом следует дополнительно учитывать ряд факторов, обусловленных воздействием высоких температур. А - Железобетонные конструкции 13.3.3. Поверхностные слои почти всех видов конструкций под действием высоких температур существенно изменяют свои физико-технические свойства. Поэтому механические методы определения прочностных характеристик (молоток Физделя, Кашкарова, пистолет ЦНИИСКа и др.) не дают достоверную оценку свойств материала по сечению конструкций. В этих случаях необходимо использовать ультразв.методы определения прочностных характеристик материалов и конструкций. 13.3.4. Перед инструментальным обследованием поверхность элементов конструкций очищают от пыли, грязи, сажи скребками или стальными щетками. Особенно тщательно следует обрабатывать места установки датчиков, приборов и наклейки тензорезисторов. Если при тушении пожара использовали воду, то ультразвуковые исследования конструкций следует проводить по истечению не менее 30ч. 13.3.5. При применении ультразв-ых методов следует руководствоваться указаниями ГОСТ 17624-87. 13.3.6. При ультразвуковых измерениях следует применять метод сравнительного анализа. Для этого необходимо в однотипных элементах вне зоны высокотемпературного воздействия определить скорость ультразвуковых волн, на основании которой принимают эталонную скорость. При этом эталонной скоростью служит среднее значение скоростей из совокупности, включающей максимальную скорость и все значения, отличающиеся не более 5 % максимальной. Для оценки прочности бетона в конструкциях, которые подвергались нагреву, берут отношение каждой измеренной скорости к ее эталонному значению. Закономерное снижение скорости в отдельных зонах или участках конструкций позволяет судить об изменениях прочностных свойств бетона вследствие нагрева и о температурном режиме, которому бетон подвергался. 13.3.7. При определении скорости ультразвуковых волн арматура диаметром до 10 мм не оказывает существенного влияния на результаты испытаний. При диаметрах арматуры более 10 мм направление прозвучивания должно быть перпендикулярным направлению стержней арматуры. 13.3.8. Поврежденный огнем защитный слой бетона нередко отслаивается, поэтому при определении прочности его сцепления измерительные средства лучше размещать в середине, а не на углах элемента. 13.3.9. Определение прочностных характеристик отобранных для лабораторных испытаний образцов производится в соответствии с рекомендациями п. 6.7 настоящего Пособия. Образцы отбирают с намечаемых при осмотре участков повреждения конструкций. Если необходимо уточнить границы зоны демонтажа конструкций, образцы отбирают на стыке аварийной зоны и участков сильных и слабых повреждений. С одного участка обычно берут три экземпляра образцов. За основу оценки принимают близкие результаты двух образцов. 13.3.10. Стендовые испытания демонтированных железобетонных конструкций, поврежденных пожаром, следует проводить согласно указаниям ГОСТ 8829-94. Для проведения испытаний обычно устраивают временные стенды в помещениях здания, не поврежденных пожаром, во избежание разрушения конструкций при транспортировке. 13.3.11. Допускается испытывать конструкции непосредственно, без демонтажа, если возможно их разгружение до величин нагрузки 0,3-0,4 расчетной, и последующего ее загружения до расч. нагрузки; схему нагружения конструкции следует принимать исходя из обеспечения ее работы в самых неблагопр-х условиях эксплуатации. При этом испытание конструкции следует выполнять по ГОСТ 8829-94. 13.3.12. При отсутствии прочностных показателей инструментальных обследований поверочные расчеты остаточной несущей способности конструкций производят в соответствии с действующим СНиП и учетом коэффициентов снижения физико-технических показателей материалов, подвергшихся воздействию высоких температур. 13.3.13. Для этой цели по внешним признакам воздействия пожара на железобетонные конструкции (см. табл. 13.2) устанавливают примерную температуру нагрева поверхности конструкций. Используя эту температуру, находят температуру и глубину прогрева конструкции по табл. 13.6. Таблица 13.6 Глубина прогрева железобетонных конструкций в зависимости от продолжительности и температуры нагрева поверхности конструкций
13.3.14. Призменную прочность бетона Rпрt, подверженного воздействию пожара, после охлаждения выражают через прочность бетона при нормальной температуре Rпр по формуле где - коэффициент снижения прочности бетона, зависящий от температуры нагрева, определяемый по табл. 13.7*. *Коэффициенты снижения прочностных характеристик бетона и арматуры приведенные а таблицах 13.7, 13.9, заимствованы из [I-21]. 13.3.15. Прочность бетона на растяжение Rрt, поврежденного огнем, выражают через прочность бетона на растяжение при нормальной температуре Rр, по формуле Rрt=Rр, (13.2) где - коэффициент условий работы, учитывающий снижение сопротивления бетона растяжению в зависимости от степени нагрева. Коэффициент определяют по эмпирической формуле =, (13.3) где t - температура нагрева бетона. При оценке свойств бетона в нагретом состоянии в приведенные формулы (13.1-13.3) вместо подставляют значения . 13.3.16. Модуль упругости бетона Ебt подверженного воздействию высокой температуры, выражают через модуль упругости бетона при нормальной температуре Еб Ебt=βбЕб, (3.4) где βб - коэффициент снижения модуля упругости бетона, в зависимости от температуры нагрева t принимают по табл. 13.8, либо определяют приближенно по формуле βб=1-kt. (13.5) Величину k для керамзитобетона принимают равной 0,1?10-2, для тяжелого бетона - 0,17?10-2. 13.3.17. Прочностные свойства арматуры на растяжение и сжатие в зависимости от температуры определяются через свойства арматуры при нормальных условиях с использованием коэффициентов mat или т, учитывающих снижение сопротивления стали при огневом воздействии или после него по формуле: при нагретом состоянии - Rat=matRa; (13.6) после нагрева и охлаждения - R=mRa (13.7) Значения коэффициентов mat и mприводятся в табл. 13.9. 13.3.18. Расчетные сопротивления арматуры сжатию определяются с учетом коэффициента снижения прочности по формулам: для стержневой горячекатаной гладкой арматуры =; (13.8) для арматуры периодического профиля =, (13.9) где ta - температура нагрева арматуры. Модуль упругости арматурных сталей с учетом его коэффициента снижения βa определяют по формуле Eat=βaEa. (13.10) где Ea - модуль упругости для соответствующих классов арматуры при нормальной температуре. Таблица 13.7 Значения коэффициентов,и , учитывающих снижение сопротивления бетона сжатию в зависимости от температуры
Усредненные значения βa в диапазоне температур 20-700 °С определяют по формуле βa=1-0.05?10-2ta. (13.11) Таблица 13.8. Значения коэффициента βб в зависимости от температуры
Таблица 13.9 Значения коэффициентов mat, и mв зависимости от температуры нагрева
13.3.19. Остаточная несущая способность конструкций определяется с учетом требований СНиП 2.03.01-84* и СНиП 2.03.04-84, с учетом изменений свойств бетона и арматуры под действием температуры при пожаре. Пригодность железобетонных конструкций к дальнейшей эксплуатации, ремонту и усилению устанавливается в зависимости от предела снижения их несущей способности. Допустимые пределы снижения прочности железобетонных конструкций в зависимости от капитальности здания приводятся в табл. 13.10. После огневого воздействия необратимые деформации арматурных сталей являются причиной появления остаточных прогибов железобетонных конструкций. В преднапряженных элементах они вызывают дополнительно необратимую потерю жесткости. Таблица 13.10 Допустимые пределы снижения прочности элементов железобетонных конструкций в зависимости от капитальности зданий
13.3.20. При детальных инструментальных обследованиях каменных и армокаменных конструкций, подвергшихся воздействию пожара, определение прочностных характеристик производят аналогично железобетонным с применением ультразвуковых методов разд. 7 настоящего Пособия. 13.3.21. Прочностные характеристики кирпича и раствора кирпичной кладки определяются на основе лабораторных испытаний отобранных из поврежденных пожаром конструкций образцов - целых кирпичей или высверленных кернов (цилиндров) диаметром 50-60 мм и из раствора высотой 30 мм и диаметром 15 мм с учетом указаний ГОСТ 5202-86. 13.3.22. При отсутствии прочностных показателей инструментальных обследований поверочный расчет и оценка несущей способности каменных конструкций, поврежденных пожаром, производятся путем учета коэффициента снижения их несущей способности Kmc по формуле ϕ=NKmc, где N - расчетная несущая способность каменных конструкций, определяется в соответствии с указаниями СНиП II-22-81 без учета повреждения конструкций; Kmc - коэффициент, учитывающий снижение несущей способности, определяемый по табл. 13.11. 13.3.23. При определении несущей способности стен и простенков с вертикальными трещинами, возникшими в результате действия горизонтальных растягивающих сил от температурных воздействий пожара, коэффициент Kmc принимается равным единице. 13.3.24. При наличии трещин в местах пересечения кирпичных стен или при разрыве поперечных связей между стенами, стойками и перекрытиями несущую способность и устойчивость стены при действии вертикальных и горизонтальных нагрузок определяют с учетом фактической свободной высоты стен. Таблица 13.11 Значение коэффициента снижения несущей способности кладки Kmc
13.3.25. Детальные инструментальные обследования стальных конструкций, подвергшихся воздействию пожара, проводят в соответствии с указаниями разделов 5 и 8 настоящего Пособия. 13.3.26. При этом определение механических характеристик элементов стальных конструкций производится на основе лабораторных испытаний вырезанных образцов из поврежденных пожаром конструкций. Вырез заготовки производят в местах, не получивших пластических деформаций и не нарушающих устойчивость и несущую способность стальных конструкций. Все заготовки маркируются, а места их взятия и марки обозначаются на схемах, прилагаемых к материалам обследования конструкций. 13.3.27. Характеристики механических свойств стали определяют при испытании образцов на растяжение по ГОСТ 1497-84 или по твердости поверхностного слоя по Бринеллю в соответствии с ГОСТ 9012-59. 13.3.28. При отсутствии прочностных показателей инструментальных обследований поверочный расчет и оценка несущей способности и эксплуатационной пригодности стальных конструкций, подвергшихся действию высоких температур пожара, следует производить с учетом изменений свойств стали. Для горячекатаных углеродистых сталей изменения предела текучести γт, модуля упругости γЕ и временного сопротивления γв, выражающие отношение этих характеристик при заданной повышенной температуре к значениям при нормальной температуре (+20 °С), приведены в табл. 13.12. Таблица 13.12 Коэффициенты учета изменения прочностных свойств стали под воздействием температур
13.3.29. Для оценки состояния металлоконструкций после пожара может быть использовано время, в течение которого они находились под воздействием высокой температуры. Это время следует сравнивать с пределом огнестойкости конструкций, за который принимают время, в течение которого металлические конструкции способны нормально функционировать в условиях воздействия высоких температур (около 500 °С). 13.3.30. Детальные инструментальные обследования деревянных конструкций, подвергшихся воздействию пожара, проводят в соответствии с указаниями разд. 9 настоящего Пособия. При этом замеряют глубину обугливания древесины и поверочным расчетом устанавливают остаточную несущую способность конструкции с ослабленным сечением элементов по действующим СНиП. 13.3.31. При отсутствии инструментальных данных по глубине обугливания ее определяют ориентировочно по формуле Z=τnV, где τn - продолжительность пожара, мин., принимаемая по акту Госпожнадзора «Описание пожара»; V - усредненная скорость обугливания древесины, мм/мин., принимаемая равной: 0,7 - для легкой и сухой древесины; 0,5 - для плотной и влажной (влажность более 20%).
содержание .. 40 41 42 43 44 45 46
|
|
|