|
Прогреваемость железобетонных балок. При огневом воздействии на балки Б-1, Б-2, Б-3, Б-4 и Б-5 наиболее интенсивно нагревается бетон в растянутой зоне, продольная предварительно напряженная арматура и хомуты, расположенные на расстоянии 20 мм от боковой грани сечения. В первые 15—30 мин нагрева наблюдается большое нелинейное распределение температуры по высоте и ширине сечения элемента, вызывающие температурные напряжения. Температура по высоте сечения элемента зависит от влажности бетона. Влажность балок колебалась в пределах 1,6—2,5%. Испарение влаги наблюдалось со стороны верхней необогреваемой грани. При этом
на боковых гранях балки, находящихся в огне, через трещины просачивается вода, которая тут же испаряется. Причиной замедления прогрева бетона является скрытая теплота парообразования, которую нужно сообщить свободной воде при 100°С, чтобы превратить ее в пар.
По мере подъема температуры в бетоне зона испарения перемешается в глубь него. При этом влага в зоне испра-рения превращается в пар, который распространяется к нагреваемой поверхности. До тех пор пока скорость фазового превращения жидкости в пар будет меньше или равна скорости переноса вещества, перепад давления в бетоне не возникает. С дальнейшим углублением фронта испарения в бетоне возрастает гидродинамическое сопротивление материала перемещению пара, и при большой скорости фазового превращения по сравнению со скоростью переноса массы вещества, возникает перепад давления. При больших
градиентах температуры и влажности в бетонном сечении, которые наблюдаются при испытаниях на Огнестойкость, из-за резкого подъема температуры в камере печи быстро прогреваются наружные небольшие слои бетона, а остальная его часть фактически не прогрета, температурно-влаж-ностные напряжения суммируются с давлением пара. Это приводило к раннему появлению наклонных трещин в бетоне. При дальнейшем прогреве бетонного сечеьяя происходит снижение температурных напряжений и давления пара ввиду уменьшения температурного градиента и испарения свободной влаги, а также уменьшения модуля деформаций бетона от нагрева.
Нагрев предварительно напряженной арматуры и хомутов, находящихся под защитным слоем бетона соответственно 40 и 20 мм, происходил плавно. Это объясняется малым содержанием свободной влаги в поверхностных слоях бетона в результате ее интенсивного испарения. При нагреве изгибаемого элемента с обеих боковых граней и снизу возникает двухмерное температурное поле.
При огневом воздействии растянутая зона бетона и арматура интенсивно прогреваются с нижней и обеих боковых граней. Бетон сжатой зоны прогревается в основном с боковых граней. Чем шире балка, тем медленнее происходит ее прогрев. По высоте сечения балки образуется перепад температуры в 500—600°С. Перепад температуры по высоте бетона сжатой зоны незначителен, поэтому при нахождении средней температуры бетона сжатой зоны необходимо учитывать температуру слоев бетона по ширине сечения балки.
|
|
