Трубобетонная колонна Советский патент 1986 года по МПК E04C3/30 

Изобретение относится к строительным несущим конструкциям промышленных, общественных и жилых зданий и сооружений, а более конкретно к огнестойкости трубо- бетонных колонн.

Целью изобретения является повыщение огнестойкости трубобетонной колонны.

На фиг. 1 изображен вариант выполнения огнестойкости трубобетонной колонны с тремя продольными стержнями арматурного каркаса; на фиг. 2 - то же, с четырьмя про- дольными стержнями; на фиг. 3 - то же, с пятью продольными стержнями; на фиг. 4- то же, с щестью продольными стержнями.

Колонна может быть выполнена из трубы 1, продольных стержней 2 каркаса, попар- но соединенных непересекающихся стержнями 3 каркаса, которые пересекаются в проекции в виде треугольника, крестообразно, звездообразно, ж-образно и замоноличены в бетон 4.

При внешнем огневом воздействии конст- рукция подвергается нагреву. Прежде всего температуру воспринимает труба 1, которая выключается из работы при 450°С, затем температуру воспринимает бетонное ядро 4. Температура и соответственно температурные деформации распространяются по сечению элемента равномерно и с ростом температуры. Продольные температурные деформации воспринимаются продольной арматурой 2, а поперечные температурные деформации - поперечной арматурой 3, кото- рая препятствует их распространению и по- выщает соответственно предел огнестойкости трубобетонной колонны.

При огневом воздействии температура распространяется по сечению трубобетонной колонны равномерно в отличие от железо- бетонных, у которых прежде всего (и в большей степени) подвергаются нагреву угловые части, в которых расположена продольная арматура, воспринимающая температурные деформации по времени быстрее, чем в трубо- бетонных. Соответственно и поперечные стержни, связанные с продольной арматурой, воспринимают температурные деформации в трубобетонных колоннах несколько позже, чем Б железобетонных. Кроме того, одним из факторов наступления предела огнестой- кости железобетонных колонн является отслоение и откол защитного слоя бетона, подобное явление в трубобетонных колоннах не происходит, так как внешняя труба-обойма ему препятствует.

На основании экспериментальных иссле- дований выявлено, что предел огнестойкости трубобетонных колонн без внутреннего армирования составляет 0,33-0,52 ч, а с предлагаемым внутренним каркасом приближается к 2 ч и увеличивается с увеличением диаметра колонны.

Проведенные экспериментальные исследования выявили зависимость изменения

предела огнестойкости трубобетонных колонн от диаметра колонны, количества и щага расположения поперечной арматуры.

Огнестойкая трубобетонная колонна эффективно работает в условиях «стандартного пожара и ее огнестойкость выше металлической и обычной трубобетонной.

Предложенная конструкция колонны обладает более высокой огнестойкостью за счет эффективного использования свойств стального каркаса, замоноличенного в бетонное ядро, помещенного внутрь металлической оболочки, является более экономичной по материалоемкости, не требует дорогостоящих огнезащитных покрытий по сравнению с известными, не нуждается в применении огнестойких бетонов, в изготовлении опалубочной формы, которой служит сама оболочка. Трубчатый профиль является наиболее экономичным по расходу металла и бетона, в связи с его геометрическими параметрами, требует минимального количества сварочных работ.

При определении несущей способности трубобетонной колонны с учетом вь1сокотем- пературного воздействия значительную роль играет количество поперечной арматуры и шаг, в котором она располагается, что учтено в сумме для определения шага расположения поперечной арматуры

(pl -f 2пп,„),

где k - эмпирический коэффициент, определяемый по таблице;

Х -2--гибкость колонны, значения которой для различных соотношений представлены в таблице; D - внешний диаметр колонны; L - длина колонны;

Ппр - количество продольной арматуры; Ппол - количество поперечной арматуры

в горизонтальной проекции. Предел огнестойкости колонны измеряется в часах и определяется по формуле

N-N

« 2+N-N;

где NP -- расчетная несущая способность колонны после 3 ч огневого воздействия;

N - расчетная несущая способность колонны после 2 ч огневого воздействия;

N - нормативная несущая способность колонны до огневого воздействия, определяемая по формуле

f.,K No-0,95

где NO - расчетная несущая способность колонны до огневого воздействия.

// // и 1

fit i П)Ь

vi

ч IJ II H

// -

i

n In

T---i

II I

/4f s I

//

,a , , i| 1 I I I k II I

il|/«

i

n In

I f

11 fti

Й-тй

4Й/г.

../

фиг A