Прочностной расчет

Проверка прочности сечения, выполняемая при оценке огнестойкости, отличается от обычного случая тем, что здесь:

• рассматривается особое (аварийное) предельное состояние и поэтому кроме огневого воздействия учитываются лишь нормативные постоянные и длительно действующие нагрузки;
• учитывается изменение физико-механических параметров материалов (бетона и арматуры), вызванное нагревом и, поскольку поле температур неравномерное, эти характеристики определяются для каждой расчетной точки поперечного сечения независимо.

Программа определяет значение коэффициента использования несущей способности K_max от комбинации нагрузок, которая включает только значения постоянных и длительно действующих нагрузок на момент t = 0. При расчете используются нормативные значения прочности материала (см., например, СП 296.1325800.2017).

Расчетные сопротивления бетона R_bt и арматуры R_st, а также их модули упругости E_bt и E_st принимаются с учетом значений R_b, R_s, E_b и E_s для заданных классов бетона и арматуры, но корректируются с учетом температуры нагрева Т,°С по формулам

\[ R_{bt} =R_{b} \gamma_{bt} \mbox{;}\quad R_{st} =R_{s} \gamma_{st} \mbox{;}\quad E_{bt} =E_{b} \beta_{b} \mbox{;}\quad E_{st} =E_{s} \beta _{s} \mbox{.}\quad \]

Кроме того, от температуры зависит и значение критических деформаций арматуры ε_s2 и бетона ε_b2, поскольку с изменением температуры меняется зависимость «напряжение-деформация».

В результате расчета определяются следующие факторы:

• Деформация бетона в нормальном сечении;
• Деформация арматуры в нормальном сечении;
• Прочность по полосе между наклонными сечениями при действии поперечной силы;
• Прочность наклонного сечения при действии поперечной силы.

Особенности реализации

       К сожалению СТО 36554501-006-2006 (и Пособие к этому СТО) содержит много ошибок и опечаток. Ниже перечислены некоторые корректировки, которые были внесены при реализации расчета огнестойкости.

• В п. 6.3 СТО 36554501-006-2006 в формуле для определения коэффициента теплоемкости указан знак «-», что очевидно является опечаткой, т.к., например, в МДС 21-2.2000 и других источниках указан знак «+».
• В п. 9.3 СТО 36554501-006-2006 неверно указана размерность коэффициента пропорциональности (Вт м^3/2/кг). Правильной является размерность Вт м^5/2/кг (см. Рекомендации по защите бетонных и железобетонных конструкций от хрупкого разрушения, М., Стройиздат, 1979).
• Согласно п. 5.11 СТО 36554501-006-2006 величина ε_s2=0,0025 при t_s = 20 - 200 °С. Очевидно, что это опечатка и следует использовать ε_s2=0,025 (см. п. 6.2.14 СП 63.13330), поскольку при низких температурах должно быть соответствие между обычным расчетом и расчетом с учетом действия пожара.  По аналогичным соображениям вместо приведенной в п. 5.7 СТО 36554501-006-2006 величины ε_b2=0,00035 (или ε_b2=0,000035 из п. 8.2 Пособия к СТО 36554501-006-2006) используется ε_b2=0,0035 (см. п. 6.1.20 СП 63.13330).

   Перечисленные выше ошибки исправлены в СП 468.1325800.2019, но в этом СП отсутствуют рекомендации по расчету огнестойкости на основании нелинейной деформационной модели, позволяющей производить анализ в общем случае. Поэтому в программе решение теплотехнический расчет производится согласно  СП 468.1325800.2019, а анализ прочности — согласно рекомендациям СТО 36554501-006-2006.