Изменение механических характеристик

Материалов при нагреве

Характер и интенсивность изменения деформационно-прочностных свойств материалов влияет на скорость снижения несущей способности строительных конструкций в условиях пожара и натурных огневых испытаний. Это учитывается в формулах методики расчета пределов огнестойкости строительных конструкций.

Вы изучали в теме № 2 1-го раздела дисциплины сущность методов экспериментального определения изменения деформационно-прочностных свойств каменных материалов, арматурных сталей при нагреве - применительно к условиям пожара, затем Вы знакомились с результатами исследования с помощью таких методов испытаний при изучении тем № 3, 4, в частности, с графиками изменения предела прочности (временного сопротивления) отмеченных материалов при нагреве, изучали те причины (факторы, процессы), которые приводят к изменению этих свойств материала при соответствующих температурах пожара.

На рис. 1.3 [7] приведена серия графиков, полученных при обработке результатов экспериментального исследования изменения временного сопротивления различных видов бетона при нагреве образцов в нагруженном состоянии (т. е. при условиях, имитирующих те, что имеют место в процессе натурных испытаний строительных конструкций на огнестойкость).

Рис. 1.3 Изменение относительной прочности бетонов при нагревании (в нагруженном состоянии). 1 – тяжелый высокопрочный бетон (В6О) на гранитном щебне. 2 - тяжелый высокопрочный бетон (В40) на гранитном щебне. 3 - керамзитобетон. 4 - мелкозернистый силикатобетон. 5 - бетон на известняковом щебне. 6 - бетон на трепельном гравии. 7 - бетон (R=24 МПа) на гранитном щебне. 8 - крупнозернистый силикатобетон.

При этом на оси ординат отложены относительные величины временного сопротивления бетонов сжатию (коэффициент изменения прочности бетона), по оси абсцисс - температура.

(1.5)

где γ_в,t - коэффициент изменения прочности (временного сопротивления) бетона сжатию при нагреве образцов в напряженном состоянии.

R_t, R₂₀ — предел прочности (временное сопротивление) бетона сжатию в нагретом до температуры (t) и холодном (t = 20 ⁰C) состоянии, МПа.

Как вы видите, величины (γ_в,t) изменяются от 1 до 0 с повышением температуры нагрева бетона. Такие графические зависимости обрабатывают на ПК, получая математическое их выражение, которые затем используют в качестве исходных данных для расчета изменения несущей способности железобетонных конструкций при стандартном температурном режиме.

Аналогичные экспериментальные зависимости получают и для других материалов, в частности, арматурных сталей, обозначая коэффициент изменения их прочности (предела текучести) – γ_а.