Determination of the limit states of loaded prestressed hollow core concrete floor slabs under fire exposure

Experimental dependences of limit states of the hollow core floor slabs under fire exposure and specified load are presented in this work. It have been defined that the main advantages of hollow core slabs are the cost effectiveness, wide application in construction of various objects, high durability and insulating characteristics. The important advantage of floor slabs is presence of tubular voids that allow reducing material consumption, mass of slabs and load on foundation consequently. Air-filled tubular voids increase thermal and noise insulation of floor slabs and also can be used for laying the service lines. Application of prestressed reinforcing cage raises strengthening and operational indices of the slabs. Dependences of heating up of the slab reinforcing elements (ropes) under standard fire conditions have been determined. Dependences of heating up of slabs at the depth of 150 and 200 mm during the time of fire exposure as well as dependence of their deflection on exposure time and specified load are shown. As a result of fire load tests it was established that time until limit state, when slab losses bearing and thermal insulating capacities, is more than 65 min. During 65 min of the test bearing capacity wasn't loss; deflection and deflection rate of the slab were 156 mm and 2,5 mm/min accordingly, and these values weren’t critical. The reversed strain (deflection) didn't become during 12 hours after fire exposure was finished. The number of cracks on a sample and their sizes haven't exceeded standard. Heating of a slab to the critical temperature of 140 °C haven't detected.

пустотные плиты перекрытия, предельные состояния, огневое воздействие под нагрузкой, потеря несущей способности, потеря теплоизолирующей способности, hollow core floor slabs, limit states, fire exposure under load, loss of bearing capacity, loss of thermal insulating capacity

1. Мадатян С. А. Системы предварительного напряжения арматуры с натяжением ее на бетон без сцепления Технологии бетонов. -2007.-№ 1. -C. 48-51.

2. Кривцов Ю. В., Микеев А. К., Пронин Д. Г. Развитие требований пожарной безопасности к огнестойкости конструкций в Строительных нормах и правилах, разрабатываемыхЦНИИСКим. В. А. Кучеренко Промышленное и гражданское строительство. -2009. -№ 10. -C. 25-26.

3. Korolchenko D. A., Sharovarnikov A. F., Byakov A. V. The analysis of oil suppression by aqueous film forming foam through a gas-salt layer of water Advanced Materials Research. - 2014. - Vol. 1073-1076.-P. 2353-2357. DOI: 10.4028www.scientific.netamr.1073-1076.2353.

4. Покровская Е. Н., Портнов Ф. А., Кобелев А. А., Корольченко Д. А. Дымообразующая способность и токсичность продуктов сгорания древесных материалов при поверхностном модифицировании элементоорганическими соединениями Пожаровзрывобезопасность Fire and Explosion Safety. -2013.-Т. 22, № 10. -С. 40-45.

5. Жуков В. В., Молчадский И. С., Лавров В. Н. Расчет пределов огнестойкости безбалочных перекрытий Пожарная безопасность. -2006.-№ 1. -С. 36-41.

6. Мосалков И. Л., Плюснина Г. Ф., Фролов А. Ю. Огнестойкость строительных конструкций.-М. : Спецтехника, 2001.-496 с.

7. Корольченко Д. А., Холщевников В. В. Дифференциация концепции системного подхода к анализу городской среды Пожаровзрывобезопасность Fire and Explosion Safety. - 2015. - Т. 24, № 7. -С. 44-51.

8. Korolchenko D., Tusnin А., Trushina S., Korolchenko A. Physical parameters of high expansion foam used for fire suppression in high-rise buildings International Journal of Applied Engineering Research. -2015.-Vol. 10, No. 21. -P. 42541-42548.

9. Боровских А. В. Исследование напряженно-деформированного состояния железобетонных плитоболочек Строительная механика инженерных конструкций и сооружений.-2008.-№ 4. -С. 82-86.

10. Демехин В. Н., Лукинский В. М., Серков Б. Б. Пожарная опасность и поведение строительных материалов в условиях пожара. -СПб. : ООО “Ковэкс”, 2002. -142 с.

11. Лукьянов А. М., Корольченко Д. А., Агапов А. Г. О пожароопасности древесины при возведении мостов Мир транспорта. -2012.-Т. 10, № 4(42).-С. 158-162.

12. Боровских А. В., Ягупов Б. А. Эффективность применения высокопрочной арматуры в сжатых зонах железобетонных конструкций Бетон и железобетон. -2009. -№ 1. -С. 20-21.

13. Круковский П. Г., Ковалев А. И. Методика определения характеристики огнезащитной способности покрытий многопустотных железобетонных плит перекрытий Науковий вісник: цивільний захист та пожежна безпека. -2011. -№ 1(23).-С. 87-101.

14. Ковалев А. И. Усовершенствование метода оценки огнезащитной способности покрытий железобетонных перекрытий : дис. …канд. техн. наук. -К., 2012. -163 с.

15. Боровских А. В. Экспериментальные исследования железобетонных плит оболочек на крупномасштабных моделях Пространственные конструкции зданий и сооружений : тезисы докладов научной сессии МОО и научного совета РААСН. -М., 2007. -С. 14-15.

16. Степанова В. Ф. Теория и практика обеспечения сохранности арматуры в железобетонных конструкциях Бетон и железобетон. -2007.-№ 5. -С. 25-29.

17. Изотов Ю. Л., Изотова Т. Ю. О предельной величине насыщения арматурной сжатой зоны поперечного сечения изгибаемых и внецентренно сжатых элементов Бетон и железобетон. - 2007. -№ 6. -С. 19-20.

18. Митасов В. М., Логунова М. А., Стаценко Н. В. Новые подходы к решению задач деформирования железобетонных конструкций с трещинами Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. -2017.-Т. 7, № 1(20).-С. 77-83.

19. Зайцев А. М., Черных Д. С. О системной погрешности аппроксимации температурного режима стандартного пожара математическими формулами Пожаровзрывобезопасность Fire and Explosion Safety. -2011.-T. 20, № 7. -С. 14-17.

20. Каледин В. О., Каледин Вл. О., Страхов В. Л., Давыдкин Н. Ф., Марченко А.Ю.Анализ системной прочности оборудования и сооружений при огневом поражении Математическое моделирование. -2006.-Т. 18, № 8. -С. 93-100.

21. Werther N. Brandversuche an tunnelinnenschalenbetonen fьr denM30-nordtunnel in Madrid Betonund Stahlbetonbau.-2006.-Vol. 101, Issue 9. -P. 729-731. DOI: 10.1002best.200608187.

22. Голованов В. И., Павлов В. В., Пехотиков А. В. Экспериментальные и аналитические исследования несущей способности большепролетных железобетонных балок при огневом воздействии Пожаровзрывобезопасность Fire and Explosion Safety.-2015.-T. 24,№ 11.-С. 31-38. DOI: 10.18322PVB.2015.24.11.31-38.

23. Consolazio G. R., McVay M. C., Rish J. W. III. Measurement and prediction of pore pressure in cement mortar subjected to elevated temperature Proceedings of the International Workshop on Fire Performance of High-Strength Concrete Phan L. T., Carino N. J., Duthinh D., Garboczi E. (eds.).-Gaithersburg, Maryland : NIST, 1997.-P. 125-148.

24. Roytman V. M., Pasman H. J., Lukashevich I. E. The concept of evaluation of building resistance against combined hazardous effects “impact - explosion - fire” after aircraft crash Fire and Explosion Hazards : Proceedings of 4th International Seminar. -Londonderry, NI, UK, 2003. -P. 283-293.

25. Lees F. P. Loss prevention in the process industries (3rd ed). Hazard identification, assessment and control. - Texas, USA : Elsevier, Inc., 2005. - Vol. 1. - P. 11-16307. DOI: 10.1016b978-0- 7506-7555-0.x5081-6.