|
При испытании на огнестойкость колонны подвергались четырехстороннему нагреву. Наиболее быстро прогревались слои бетона, находящиеся у поверхности колонны. Средняя часть сечения прогревалась медленнее. Влажность керамзитобетона в колоннах составляла 3—5,4%. Температура керамзитобетона и арматуры в колонне при четырехстороннем огневом воздействии, когда взаимно параллельные первая и вторая, третья и четвертая поверхности обогреваются.
Если для рассматриваемой точки х >1, то п = 1; 1 *— (1 — п) = 1. Это значит, что обогреваемая поверхность не влияет на температуру в рассматриваемой точке. При четырехстороннем обогреве толщина прогретого слоя у третьей и четвертой взаимно параллельных обогреваемых поверхностей принимается равной толщине слоя д = хз, у третьей обогреваемой поверхности при трехстороннем обогреве (первой, второй и третьей поверхностей). Соответственно толщина прогретого слоя у первой и второй взаимно параллельных поверхностей принимается равной толщине слоя д = х\ у первой обогреваемой поверхности при трехстороннем обогреве.
При быстром нагреве по поперечному сечению колонны наблюдался значительный температурный перепад. За 180 мин нагрева температура на поверхности бетона колонны достигла 1071°С, на арматуре 966 С, а в центре сечения температура поднялась только до 98°С.
Температура арматуры у опорной части колонн в начале нагрева была несколько меньше, чем в середине высоты колонны. При дальнейшем нагреве эта разница уменьшилась. Температура керамзитобетона в середине сечения колонны у опор и середине высоты колонны была почти одинаковая.
Колонны из керамзитобетона достаточно хорошо сопротивлялись огневому воздействию. Предел огнестойкости колонн наступил в результате исчерпания прочности на сжатие керамзитобетона и арматуры при высоких температурах. При этом температура керамзитобетона в середине сечения колонны не превышала 120°С.
Пределы огнестойкости железобетонных колонн при проценте армирования 1,15 и 2,18 и нагрузке 0,45Лсоставили соответственно 1 ч 39 мин и 1 ч 54 мин, а при нагрузке 0,3/ — 2 ч 44 мин и 2 ч 26
с процентом армирования 1,15 при нагрузке 0,327У на 10% больше, чем у колонн с процентом армирования 2,18. При нагреве до 700—800°С вследствие развития пластических деформаций арматура почти перестает воспринимать усилия и вся нагрузка передается на керамзитобетон, неравномерно нагретый по сечению. В то же время крайние слои керамзитобетона колонны, нагретые до высоких температур, разгружаются в результате увеличения деформативных свойств и усадки керамзитобетона. Это приводит к интенсивному повышению напряжений сжатия в керамзитобетоне менее нагретой середины сечения колонны и к ее разрушению.
До огневого воздействия относительные продольные деформации сжатия колонн с/г = 1,15 и/г в 2,18% сжимающей силы 0,45—0,47 составили соответственно (8,5— 9,7) 10"4 и (4,5-6,8) 10"4.
С повышением температуры в керамзитобетоне наблюдается температурное расширение. За 60—80 мин нагрева температурная деформация возрастает до максимума и достигает при этом удлинения до 11,4*10" . При этом температура арматуры равна 400—500°С, а керамзитобетона в середине сечения колонны — 60—100°С. При дальнейшем нагреве колонн наблюдаются деформации укорочения. В момент предельного состояния деформации сжатия составляют для колонн с IX = 1,15% при нагрузке 0,45# (15,7— 21,4)10 4, а для колонн с /* - 2,18% — (11,4—12,8)10"4.
При нагрузке 0,32# деформации сжатия перед наступлением предельного состояния для колонн с /I - 1,15 и 2,18% соответственно равны (8,5—11,4)10" и (10 — 17,1)10" . При нагревании арматурной стали до 800°С она сохраняет только до 5% начальной прочности и, следовательно, почти всю нагрузку воспринимает ке-рамзитобетон.
При высокой влажности керамзитобетона (3—4,25%) не наблюдалось его взрывообразного разрушения. Из-за различной деформативности нагретых слоев керамзитобетона разрушение колонны происходит по более прочному и менее нагретому бетону при деформации сжатия, близкой к предельным деформациям.
Теоретические пределы огнестойкости железобетонных колонн из керамзитобетона, вычисленные с учетом коэффициента продольного изгиба <р1 и влияния на него температуры, учитываемое коэффициентом а, были на 10% ближе к опытным, чем теоретические пределы огнестойкости без учета коэффициента продольного изгиба. Теоретические пределы огнестойкости удовлетворительно совпадают с опытными. Отклонение расчетных пределов огнестойкости от фактических объясняется в основном перераспределением напряжений, возникающих вследствие изменения деформативности неравномерно нагретого керамзитобетона. Расхождение опытных и теоретических значений несущей способности колонн, рассчитанных по предлагаемой методике, составляет 6—10%.
Опыты показали, что предел огнестойкости железобетонных колонн из керамзитобетона при нагрузке 0,46Л^ с /л = 1,15% на 10% и при нагрузке 0,ЗШ с /и = 1,15% на 19% и при = 2,18 на 16% были больше таких же колонн из тяжелого бетона на гранитном щебне.
|
|
