Способ определения огнестойкости сжатых элементов железобетонных конструкций здания

Изобретение относится к области пожарной безопасности зданий и сооружений. Сущность изобретения: испытание сжатых элементов железобетонных конструкций (ЖБК) здания проводят без разрушения по комплексу единичных показателей качества, оценивая их величину с помощью статистического контроля. Для этого определяют геометрические размеры ЖБК, схему обогрева опасных сечений в условиях пожара, степень армирования бетона сжатых элементов и условий их крепления; плотность, влажность и показатель теплопроводности бетона; величину нормативных нагрузок на ЖБК и степень напряжения опасных сечений сжатых элементов. Предел огнестойкости сжатых элементов ЖБК определяют по номограмме. Технический результат - повышение достоверности статистического контроля качества и неразрушающих испытаний, снижение экономических затрат. 12 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области пожарной безопасности зданий и сооружений, далее зданий. В частности оно может быть использовано для классификации железобетонных конструкций зданий по показателям сопротивления их воздействию пожара. Это дает возможность обоснованного использования существующих строительных конструкций с фактическим пределом огнестойкости в зданиях различных категорий по их пожарной опасности.

Необходимость определения показателей огнестойкости строительных конструкций возникает при реконструкции здания, усилении его частей и элементов, приведении огнестойкости конструкций здания в соответствие с требованиями современных норм, при проведении экспертизы и/или восстановлении конструкций после пожара.

При реконструкции здания возможно переустройство и перепланировка помещений, изменение их функционального назначения, замена строительных конструкций и оборудования. Это влияет на изменение требуемой огнестойкости здания и его конструкций.

Известен способ определения огнестойкости сжатых элементов железобетонных конструкций здания по результатам изучения последствий натурного пожара. Этот способ включает определение положения конструкции в здании, оценку состояния конструкции путем осмотра и измерения, изготовление контрольных образцов бетона и арматуры, определение времени наступления предельного состояния по потере несущей способности конструкции, то есть обрушения в условиях действия внешней нагрузки и теплового воздействия натурного пожара /Ильин Н.А. Последствия огневого воздействия на железобетонные конструкции. - М.: Стройиздат, 1979, с.34-35; 90/ [1].

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа относится то, что в известном способе пределы огнестойкости определяют приближенно по результатам исследования последствий прошедшего пожара. Детальное исследование предопределяет длительную работу эксперта. При этом невозможно определить огнестойкость натурных конструкций, имеющих другие размеры и другую внешнюю нагрузку. Затруднительно сопоставление полученных результатов со стандартными огневыми испытаниями аналогичных конструкций. Следовательно, этот способ дорог, имеет малую технологическую возможность к повторным испытаниям, трудоемок и опасен для испытателей.

Известен способ оценки огнестойкости сжатых элементов железобетонных конструкций зданий по результатам натурных огневых испытаний фрагмента зданий, в котором производят осмотр конструкций, определяют влажность бетона, назначают статическую нагрузку на конструкцию соответственно реальным условиям эксплуатации здания, определяют факторы, влияющие на огнестойкость испытуемой конструкции, и величину предела огнестойкости /НПБ 233-97. Здания и фрагменты зданий. Метод натурных огневых испытаний. Общие требования. - М.: ВНИИПО, 1997. С.6-12/ [2].

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа относится то, что в известном способе велики экономические затраты на проведение огневых испытаний, наблюдения за состоянием конструкций в условиях экспериментального пожара затруднено и небезопасно, вследствие различий теплового режима опытного и стандартного пожаров затруднено определение истинных значений пределов огнестойкости конструкций, причины разрушения сжатых элементов конструкций фрагмента могут быть не установлены вследствие многообразия одновременно действующих факторов пожара. Предельное состояние по огнестойкости сжатых элементов конструкций, может быть не достигнуто из-за более раннего разрушения сжатых стен фрагмента /Огнестойкость зданий. В.П.Бушев, В.А.Пчелинцев, B.C.Федоренко, А.И.Яковлев. - М.: Стройиздат, 1970. С.252-256/ [3].

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ определения огнестойкости сжатых элементов железобетонных конструкций здания путем испытания, включающего проведение технического осмотра, установление вида бетона и арматуры конструкции, выявление условия их опирания и крепления, определение времени наступления предельного состояния по признаку потери несущей способности конструкции под нормативной нагрузкой в условиях стандартного теплового воздействия /ГОСТ 30247.1-94. Конструкции строительные. Методы испытания на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции. - М.: Издательство стандартов, 1995. - 7 с./ [4]; - принят за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в известном способе испытания проводят на образце конструкции, на который воздействуют только постоянные и длительные нагрузки в их расчетных значениях с коэффициентом надежности, равным единице, то есть проектные нормативные нагрузки.

Испытания проводят на специальном стендовом оборудовании в огневых печах до разрушения образцов конструкций. Размеры образцов ограничивают в зависимости от проемов стационарных печей. Следовательно, стандартные огневые испытания трудоемки, не эффективны, не безопасны, имеют малые технологические возможности для проверки на опыте различных по размерам и различно нагруженных конструкций, не дают необходимой информации о влиянии единичных показателей качества конструкции на ее огнестойкость. Определение огнестойкости железобетонных конструкций по единичному показателю качества, например, по толщине защитного слоя бетона, как правило, недооценивает пригодность эксплуатации конструкции в здании заданной степени огнестойкости. Экономические затраты на проведение испытаний возрастают за счет расходов на демонтаж конструкции, транспортирование к месту установки нагревательных печей и на создание в них стандартного теплового режима. По малому числу испытуемых образцов (2-3 шт) невозможно судить о действительном состоянии конструкций здания. Результаты огневого испытания единичны и не учитывают разнообразия в закреплении концов конструкций, их фактических размеров, физического износа, фактического армирования и схемы обогрева опасного сечения испытуемой конструкции в условиях пожара.

Сущность изобретения заключается в следующем. Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, состоит в установлении показателей пожарной безопасности здания в части гарантированной длительности сопротивления железобетонных конструкций в условиях пожара; в определении фактических пределов огнестойкости сжатых элементов железобетонных конструкций при проектировании, строительстве и/или эксплуатации здания; в снижении экономических затрат при испытании конструкций на огнестойкость.

Технический результат - устранение огневых испытаний конструкции в здании или его фрагменте; снижение трудоемкости определения огнестойкости конструкций; расширение технологических возможностей определения фактической огнестойкости различно нагруженных конструкций любых размеров и возможность сопоставления полученных результатов с испытаниями аналогичных конструкций здания; возможность проведения испытания конструкций на огнестойкость без нарушения функционального процесса в здании; снижение экономических затрат на испытание; сохранение эксплуатационной пригодности здания при обследовании и неразрушающих испытаниях конструкций; упрощение условий и сокращение сроков испытания конструкций на огнестойкость; использование номограммы для определения огнестойкости конструкций; повышение точности и экспрессивности испытания; получение возможности решения обратных задач огнестойкости конструкций и применения метода подбора переменных значений ее конструктивных параметров; использование интегральных конструктивных параметров для определения огнестойкости конструкций и упрощение математического описания процесса термического сопротивления нагруженных конструкций; повышение достоверности результатов испытаний группы однотипных конструкций; учет реального ресурса конструкции на огнестойкости использованием комплекса единичных показателей их качеств; увеличение достоверности определения глубины залегания и условий обогрева рабочей арматуры в условиях пожара; упрощение учета влияния на предел огнестойкости особенностей физического износа; уточнение единичных показателей качества конструкций, влияющих на их огнестойкость и определение минимального числа испытаний; сокращение выборки испытуемых конструкций до минимального, обеспечивающей достаточную достоверность результатов испытаний; возможность определения гарантированного предела огнестойкости сжатого железобетонного элемента по его конструктивным параметрам.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе определения огнестойкости сжатых элементов железобетонных конструкций здания путем испытания, включающего проведение технического осмотра, установление вида бетона и арматуры элементов конструкций, выявление условий их опирания и крепления, определение времени наступления предельного состояния по признаку потери несущей способности элементов конструкций под нормативной нагрузкой в условиях стандартного теплового воздействия, особенность заключается в том, что испытание сжатых элементов проводят без разрушения, используя комплекс единичных показателей качества железобетонных конструкций, определяют число и места расположения участков, в которых определяют показатели качества, технический осмотр дополняют инструментальными измерениями геометрических размеров сжатых элементов конструкций и их опасных сечений, устанавливают площади бетона и рабочей арматуры в опасных сечениях, выявляют схемы обогрева их при пожаре, экспериментально определяют показатели плотности бетона и его влажности в естественном состоянии и величину коэффициента тепловой диффузии бетона, находят предельные сопротивления бетона и арматуры при сжатии, степень армирования опасных сечений элементов, устанавливают величину рабочей нормативной нагрузки на сжатые элементы и величину интенсивности силовых напряжений в опасных сечениях и, используя полученные интегральные параметры сжатых элементов -

J_σo - интенсивность силовых напряжений в опасных сечениях элементов (0-1),

B_min - наименьший размер прямоугольного поперечного сечения, мм;

α_μs - степень армирования бетона сжатых элементов;

D_bm - коэффициент тепловой диффузии бетона, мм²/мин;

R_bn - нормативная прочность бетона сопротивлению на осевое сжатие, МПа,

- по номограмме вычисляют фактический предел огнестойкости Fur, мин.

Следующая особенность предложенного способа заключается в том, что интенсивность силовых напряжений в опасных сечениях сжатых элементов (J_σo) от рабочей нормативной нагрузки определяют из условия:

где k₃ - коэффициент условий закрепления сжатых элементов;

N_ρ - рабочая нормативная нагрузка при расчете огнестойкости сжатых элементов, кН;

N_uo - разрушающая сжатые элементы продольная сила до начала испытания, кН.

Особенность предложенного способа заключается в том, что степень армирования бетона сжатых элементов (α_μs) вычисляют по формуле:

где A_s и А - соответственно площади рабочей арматуры и всего бетона в поперечном сечении элемента, мм²;

R_sc и R_bn - соответственно расчетное сопротивление арматуры сжатию и нормативное сопротивление бетона осевому сжатию, МПа.

Особенность предложенного способа заключается в том, что коэффициент тепловой диффузии бетона D_bm, мм²/мин, определяют экспериментально при осредненной температуре t_m=450°C или находят из выражения:

где λ₀ и Со - соответственно показатели теплопроводности, Вт/(м·°С), и удельной теплоемкости бетона, кДж/(кг·°С), при нормальной температуре (20±5°С);

ρ_c и ω - плотность бетона в сухом состоянии, кг/м³, и его влажность, % по массе.

Особенность предложенного способа заключается в том, что неразрушающие испытания проводят для группы однотипных элементов железобетонных конструкций, различия между прочностью бетона и текучестью рабочей арматуры которых обусловлены главным образом случайным фактором.

Особенность предложенного способа заключается в том, что за единичные показатели качества сжатых элементов железобетонных конструкций, влияющих на предел огнестойкости, принимают: геометрические размера опасного сечения, условия закрепления сжатых элементов, прочность бетона на осевое сжатие, сопротивление арматуры сжатию, рабочую нормативную нагрузку, интенсивность силовых напряжений в опасных сечениях, влажность и плотность бетона в естественном состоянии, толщину защитного слоя, показатель тепловой диффузии бетона.

Особенность предложенного способа заключается в том, что число испытаний n_ис единичного показателя качества железобетонных конструкций, при вероятности результата 0,95 и точности 5%, принимают по формуле:

где υ - выборочный коэффициент вариации результатов испытаний, %.

Особенность предложенного способа заключается в том, что схему обогрева поперечных сечений испытуемых элементов железобетонных конструкций в условиях пожара определяют в зависимости от фактического расположения частей здания.

Особенность предложенного способа заключается в том, что в случае, когда все единичные показатели качества железобетонных конструкций (при М более 9 шт.) находятся в контрольных пределах, минимальное целое число элементов конструкций в выборке по плану сокращенных испытаний М_мин, шт, назначают из условия

где М - число однотипных конструкций в здании, шт.

В случае, когда хотя бы один из единичных показателей качества элементов железобетонных конструкций выходит за границы контрольных пределов, минимальное число элементов конструкций в выборке по норме

В случае, когда хотя бы один из единичных показателей качества элементов железобетонных конструкций выходит за границы допустимых пределов или М≤5 шт., не разрушающему испытанию подвергают все однотипные элементы конструкции здания поштучно.

Особенность предложенного способа заключается в том, что дополнительно вычисляют гарантированный предел огнестойкости сжатых элементов железобетонных конструкций по номограмме путем решения обратной задачи огнестойкости.

Особенность предложенного способа заключается в том, что величину коэффициента условий закрепления сжатых элементов железобетонных конструкций определяют по формуле:

где μ₀ - коэффициент расчетной длины сжатых элементов железобетонных конструкций (0,7-2,5)/ п.3.25., СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции. - М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 1999. - 76 с. [5].

Особенностью предложенного способа определения огнестойкости железобетонных конструкций здания является то, что неразрушающие испытания проводят для группы однотипных конструкций, различия между прочностью бетона и текучестью арматуры которых обусловлены главным образом случайными факторами.

Схемы обогрева сечений испытуемых сжатых элементов конструкций в условиях пожара определяют в зависимости от фактического расположения частей здания.

Причинно-следственная связь между совокупностью признаков и техническим результатом заключена в следующем.

Устранение огневых испытаний конструкций существующего здания и замена их на неразрушающие испытания снижает трудоемкость определения их огнестойкости, расширяет технологические возможности выявления фактической огнестойкости различно нагруженных конструкций любых размеров, дает возможность проведения испытания конструкций на огнестойкость без нарушения функционального процесса обследуемого здания, а также сопоставления полученных результатов со стандартными испытаниями аналогичных конструкций и сохранения эксплуатационной пригодности обследуемого здания без нарушения несущей способности его конструкций в процессе испытания. Следовательно, условия испытания конструкций на огнестойкость значительно упрощены.

Снижение экономических затрат на проведение испытания предусматривают за счет уменьшения расходов на демонтаж, транспортирование и огневые испытания образцов конструкций.

Применение математического описания процесса сопротивления изгибаемых железобетонных конструкций стандартному тепловому испытанию и использование построенной параметрической номограммы повышает точность и экспрессивность оценки их огнестойкости.

Применение номограммы удобно вследствие ее простоты, наглядности, возможности решения обратных задач огнестойкости конструкций и применения метода подбора переменных значений ее конструктивных параметров.

Использование интегральных конструктивных параметров, как-то: степени напряжения арматуры и коэффициента тепловой диффузии бетона, - упрощает математическое описание процесса сопротивления нагруженных конструкций тепловому воздействию.

В предложенном техническом решении предусматривают проведение испытаний не одной, а группы однотипных конструкций. Это позволяет в 5-15 раз увеличить число испытуемых конструкций и повысить достоверность результатов испытаний и технического осмотра здания. Определение огнестойкости конструкций только по одному показателю качества, например по толщине защитного слоя бетона, приводит, как правило, к недооценке их предела огнестойкости, поскольку влияние на него вариаций единичных показателей качества имеют различные знаки, и снижение огнестойкости за счет одного показателя может быть компенсировано другими. Вследствие этого в предложенном способе оценку огнестойкости конструкций предусматривают не по одному показателю, а по комплексу единичных показателей их качества. Это позволяет более точно учесть реальный ресурс огнестойкости конструкций.

Уточнен комплекс единичных показателей качества сжатых элементов железобетонных конструкций, влияющих на их огнестойкость, определяемых неразрушающими испытаниями.

Уточнено минимальное число неразрушающих испытаний единичного показателя качества конструкции.

Принятая величина выборки из общего числа однотипных конструкций здания обеспечивает достоверность, снижает сроки и трудоемкость проведения испытаний.

На чертеже приведена номограмма для оценки предела огнестойкости сжатых элементов конструкций, обогрев с 4-х сторон. Приведенная номограмма сетчатого типа. Внутри сеток нанесены наклонные линии. На каждом пучке линий или лучах нанесена стрелка, которая показывает направление возрастания переменного параметра. Наименование параметра в буквенном выражении и в единицах измерения поставлены на стрелке. Слева и справа от стрелки на лучах поставлены значения переменного параметра.

Порядок производства отсчетов или "ключ": B_min, см, - R_bn, МПа, - D_bm, мм²/мин, - α_μs - J_σo - F_ur, мин.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением указанного выше технического результата.

Последовательность действия способа определения огнестойкости сжатых элементов железобетонных конструкций зданий состоит в следующем.

Сначала проводят визуальный осмотр здания. Затем определяют группу однотипных конструкций и их общее число в ней. Вычисляют величину выборки однотипных конструкций. Назначают комплекс единичных показателей качества конструкции, влияющих на огнестойкость. Выявляют условия закрепления концов и опасные сечения сжатых элементов железобетонных конструкций. Вычисляют число испытаний единичного показателя качества конструкции в зависимости от его статистической изменчивости. Затем оценивают единичные показатели качества конструкции и их интегральные параметры, и наконец, по ним находят предел огнестойкости испытуемых конструкций.

Под визуальным осмотром понимают проверку состояния конструкций, включающую выявление условий закрепления отдельных конструкций, определение вида бетона и толщины его защитного слоя, наличие трещин и отколов, нарушение сцепления арматуры с бетоном, наличие коррозии арматурной стали.

В процессе осмотра определяют группы однотипных элементов конструкций. Под группой элементов конструкций в здании понимают однотипные железобетонные элементы конструкций, изготовленные и возведенные в сходных технологических условиях и находящихся в подобных условиях эксплуатации.

Схемы обогрева поперечных сечений сжатых элементов железобетонных конструкций в условиях пожара определяют в зависимости от фактического расположения элементов частей здания, устройства облицовок, укладки смежных конструкций, уменьшающих число сторон обогрева.

Минимальное целое число конструкций в выборке по плану нормальных или сокращенных испытаний назначают из условий (8 и 9).

Пример. При числе однотипных элементов конструкций в группе М=120 шт, число испытуемых сжатых элементов принимают по норме М_н=5+М^0,5=5+120^0,5=16 шт, по сокращенному плану М_мин=0,3·(15+М^0,5)=0,3·(15+120^0,5)=7,78<8 шт.

При числе конструкций в группе М≤5 их проверяют поштучно.

Число и место расположения участков, в которых определяют показатели качества конструкций, определяют так. В сжатых элементах конструкции, имеющих одно опасное сечение, участки располагают только в этом сечении. В сжатых элементах конструкций, имеющих несколько опасных сечений, испытуемые участки располагают равномерно по поверхности с обязательным расположением части участков в опасных сечениях.

К основным единичным показателям качества сжатых элементов железобетонных конструкций, обеспечивающих огнестойкость, относятся: геометрические размеры конструкции и ширина опасного сечения; глубина залегания, класс, диаметр и предел текучести арматуры; прочность бетона на сжатие, влажность и плотность его в естественных условиях; толщина защитного слоя и коэффициент тепловой диффузии бетона.

Число испытаний единичного показателя качества конструкций, при вероятности результата, равном 0,95, и показателе точности 5%, определяют по формуле (7);

при этом коэффициент вариации выборки υ=±100·σ/А;

среднее арифметическое А=(1/n)·Σm_i, среднее квадратическое отклонение от среднего σ=±[(1/(n-1))·Σ(х_i)²]^0,5;

средняя ошибка ΔА=±σ/(2·n)^0,5;

здесь m_i - результат i-го испытания;

Σ(х_i)² - сумма квадратов всех отклонений от среднего.

Проверяемыми геометрическими размерами являются: ширина и высота поперечного сечения сжатых элементов.

Опасные сечения сжатых элементов конструкций назначают в местах наибольших моментов от действия нормативной нагрузки или в точках максимального сближения огибающей эпюры моментов и эпюры материалов конструкций.

Размеры конструкции проверяют с точностью ±1 мм; ширину трещин - с точностью до 0,05 мм.

Проверку прочности бетона сжатых элементов конструкций, включенных в выборку или проверяемых поштучно, производят неразрушающими испытаниями с применением механических и ультразвуковых приборов [1, с.31-38].

Коэффициент тепловой диффузии бетона в условиях теплового воздействия определяют при 450°С. Для расчета интегрального его параметра по формуле (4) определяют плотность бетона в естественном состоянии, его влажность, а также показатели теплопроводности и теплоемкости бетона при 450°С.

Используя полученные интегральные параметры B_min, мин; R_bn, МПа; D_bm, мм²/мин; α_μs; J_σo,

по приведенной номограмме (см. чертеж) находят предел огнестойкости сжатых элементов конструкций здания.

При тех же значениях интегральных параметров предел огнестойкости конструкций, имеющих различные статические схемы работы, физический износ, формы поперечного сечения и особенности его армирования, рассчитывают по формуле (1).

Гарантированный предел огнестойкости сжатых элементов железобетонных конструкций, F_ur, мин, вычисляют по приведенной номограмме (см. чертеж) при соответствующем изменении конструктивных параметров: ширине сечения В_min, см, степени армирования α_μs, нормативной прочности бетона R_bn, МПа, коэффициент тепловой диффузии бетона, D_bm, мм²/мин, и интенсивность силовых напряжений Jσ₀.

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного способа следующей совокупности условий:

а) средство, воплощающее заявленный способ при его осуществлении, предназначено для использования в строительной промышленности, а именно в классификации железобетонных конструкций зданий по показателям сопротивления их воздействию пожара;

б) для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов;

в) предложенный способ применен при натурном осмотре железобетонных конструкций покрытия складского блока площадью 2160 м² промышленного здания в г.Самаре. Результаты неразрушающих испытаний ребристых плит размером 6×3×0,3 м, бетон тяжелый класса В 35, арматура 2Ø16 A-V, показали предел огнестойкости, равный 90 мин (1,5 ч.); для двускатных решетчатых балок пролетом 18 м, арматура класса Am-V, предел огнестойкости - 70 мин (1,15 ч.).

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Источники информации

1. Ильин Н.А. Последствия огневого воздействия на железобетонные конструкции. - М.: Стройиздат, 1979. - 128 с (см. с.16; 34-35).

2. Здания и фрагменты зданий. Метод натурных огневых испытаний. Общие требования. Нормы пожарной безопасности. НПБ 233-97. - М.: ВНИИПО, 1997. - 14 с.

3. Огнестойкость зданий / В.П.Бушев, В.А.Пчелинцев, B.C.Федоренко, А.И.Яковлев. - М.: Стройиздат, 1970. - 261 с. (см. с.252-256).

4. ГОСТ 30247.1-94. Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции. - М.: ИПК Изд-во стандартов, 1995. - 7 с.

5. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования. - М.: ГУЛ ЦПП, 1999. - 47 с.

1. Способ определения огнестойкости сжатых элементов железобетонных конструкций здания путем испытания, включающего проведение технического осмотра, установление вида бетона и арматуры элементов конструкций, выявление условий их опирания и крепления, определение времени наступления предельного состояния по признаку потери несущей способности элементов конструкции под нормативной нагрузкой в условиях стандартного теплового воздействия, отличающийся тем, что испытание сжатых элементов конструкций проводят без разрушения, используя комплекс единичных показателей качества железобетонных конструкций, определяют число и места расположения участков, в которых определяют показатели качества, технический осмотр дополняют инструментальными измерениями геометрических размеров сжатых элементов конструкций и их опасных сечений, устанавливают площади бетона и рабочей арматуры в опасных сечениях, выявляют схемы обогрева их при пожаре, экспериментально определяют показатели плотности бетона и его влажности в естественном состоянии и величину коэффициента тепловой диффузии бетона, находят предельные сопротивления бетона и арматуры при сжатии, степень армирования опасных сечений элементов, устанавливают величину рабочей нормативной нагрузки на сжатые элементы и величину интенсивности силовых напряжений в опасных сечениях, и, используя полученные интегральные параметры сжатых элементов - J_σo - интенсивность силовых напряжений в опасных сечениях элементов (0-1); B_min - наименьший размер прямоугольного поперечного сечения, мм;

α_μs - степень армирования бетона сжатых элементов;

D_bm - коэффициент тепловой диффузии бетона, мм²/мин;

R_bn - нормативная прочность бетона сопротивлению на осевое сжатие, МПа,

по номограмме вычисляют фактический предел огнестойкости Fur, мин.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что интенсивность силовых напряжений в опасных сечениях сжатых элементов (J_σo) от рабочей нормативной нагрузки определяют из условия

где k₃ - коэффициент условий закрепления сжатых элементов;

N_ρ - рабочая нормативная нагрузка при расчете огнестойкости сжатых элементов, кН;

N_uo - разрушающая сжатые элементы продольная сила до начала испытания, кН.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что степень армирования бетона сжатых элементов (α_μs) вычисляют по формуле

где A_s и А - соответственно площади рабочей арматуры и всего бетона в поперечном сечении элемента, мм²;

R_sc и R_bn - соответственно расчетное сопротивление арматуры сжатию и нормативное сопротивление бетона осевому сжатию, МПа.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что коэффициент тепловой диффузии бетона D_bm, мм²/мин, определяют экспериментально при температуре t_m=450°C или находят из выражения

где λ₀ и С_о - соответственно показатели теплопроводности, Вт/(м·°С), и удельной теплоемкости бетона, кДж/(кг·°С), при нормальной температуре (20±5)°С;

ρ_c и ω - плотность бетона в сухом состоянии, кг/м³, и его влажность, % по массе.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что неразрушающие испытания проводят для группы однотипных элементов железобетонных конструкций, различия между прочностью бетона и текучестью рабочей арматуры которых обусловлены главным образом случайным фактором.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что за единичные показатели качества сжатых элементов железобетонных конструкций, влияющих на предел огнестойкости, принимают: геометрические размеры опасного сечения, условия закрепления сжатых элементов, прочность бетона на осевое сжатие, сопротивление арматуры сжатию, рабочую нормативную нагрузку, интенсивность силовых напряжений в опасных сечениях, влажность и плотность бетона в естественном состоянии, толщину защитного слоя, показатель тепловой диффузии бетона.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что число испытаний n_ис единичного показателя качества железобетонных конструкций при вероятности результата 0,95 и точности 5% принимают по формуле

где υ - выборочный коэффициент вариации результатов испытаний, %.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что схему обогрева поперечных сечений испытуемых элементов железобетонных конструкций в условиях пожара определяют в зависимости от фактического расположения частей здания.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что в случае, когда все единичные показатели качества железобетонных конструкций (при М более 9 шт.) находятся в контрольных пределах, минимальное целое число элементов конструкций в выборке по плану сокращенных испытаний М_мин, шт, назначают из условия

где М - число однотипных конструкций в здании, шт.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что в случае, когда хотя бы один из единичных показателей качества элементов железобетонных конструкций выходит за границы контрольных пределов, минимальное число элементов конструкций в выборке по норме

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что в случае, когда хотя бы один из единичных показателей качества элементов железобетонных конструкций выходит за границы допустимых пределов или М≤5 шт., неразрушающему испытанию подвергают все однотипные элементы конструкции здания поштучно.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно вычисляют гарантированный предел огнестойкости сжатых элементов железобетонных конструкций по номограмме путем решения обратной задачи огнестойкости.

13. Способ по п.2, отличающийся тем, что величину коэффициента условий закрепления сжатых элементов железобетонных конструкций определяют по формуле

где μ₀ - коэффициент расчетной длины сжатых элементов железобетонных конструкций (0,7-2,5).