Оцінка вогневого впливу, що виникає внаслідок пожежі, на несучу здатність стін підземної частини будівлі
Бічна панель сторінки статті
Основний зміст сторінки статті
Анотація
В роботі представлено числове моделювання вогневого впливу на будівельну конструкцію внаслідок пожежі та її статичний розрахунок з урахуванням зниження фактичних характеристик матеріалів з причини дії підвищених температур.
В якості об’єкту дослідження обрано залізобетонна стіну підземної частини будівлі, що зазнає вогневого впливу з однієї сторони.
Для оцінки вогневого впливу на конструкції використано уточнені методи, які дають наближений до натурних досліджень результат. Теплофізичний розрахунок виконано в сучасному програмному комплексі ЛІРА-САПР, де є можливість моделювання трьох основних видів передачі тепла: теплопровідність, конвекція та променистий теплообмін або радіація. За результатами теплофізичного розрахунку було отримано розподіл температури в поперечному перерізі конструкції та її елементах: бетоні та арматурі. Розрахунок виконувався для 120 хв вогневого впливу конструкції за стандартним температурним режимом пожежі. На основі визначеної температури в арматурі та поперечному перерізі конструкції були визначені коефіцієнти зниження міцності арматури та бетону. Відповідно до методики, переріз було розділено на однакові зони та для кожної визначено середню температуру і міцність на стиск. Також отримана товщина пошкодженої зони az з боку вогневого впливу та побудовано приведений поперечний переріз, який не включає пошкоджену зону.
Статичний розрахунок виконано за методикою розрахунку для нормальних температур. Для розрахунку було використано деформаційний метод, який враховує деформації бетону на кожній ітерації. Була визначена нормальна сила, що діє по довжині 1 м.п. стіни після вогневого впливу з урахуванням зниження характеристики міцності матеріалів та за нормальної температури і побудовані відповідні діаграми.
Блок інформації про статтю
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами: Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).Посилання
Kodur V. Properties of concrete at elevated temperatures / Kodur V. // ISRN Civil Engi-neering 2014. 1- 15.
Gao W.Y. Finite element modeling of rein-forced concrete beams exposed to fire / W.Y. Gao, J.-G. Dai, J.G. Teng, G.M. Chen // Engineering Structures, - 2013, - 52, pp. 488-501.
Achenbach M. Identification of the thermal properties of concrete for the temperature calculation of concrete slabs and columns subjected to a standard fire – Methodology and proposal for simplified formulations / M.Achenbach, T. Lahmer, G. Morgenthal // Fire Safety Journal, - 2017, - 87, pp. 80-86
Shyamala G. Thermal behavior of Concrete subjected to elevated temperature: Case Studies / G. Shyamala, V. Mahesh, K. Rajesh Kumar, I. Rajasri Reddy // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, - 2020. - 981 (3), art. no. 032068
Anupama Krishna D. Effect of elevated tem-peratures on the mechanical properties of
concrete / D. Anupama Krishna, R.S. Pri-yadarsini, S. Narayanan // Procedia Struc-tural Integrity, - 2019. - 14, pp. 384-394.
Lamont, S. Behavior of structures in fire and real design - A case study / S. Lamont, B. Lane, G. Flint, A. Usmani // Journal of Fire Protection Engineering. – 2006. – 16 (1), pp. 5-35.
Поклонський В. Розрахунок залізобетон-них конструкцій на вогнестійкість відпо-відно до Єврокоду 2 / В.Г. Поклонський, О.А. Фесенко, В.Г. Тарасюк, Ю.І. Немчи-нов, Х.З. Байтала // Практичний посібник. Київ: Інтертехнологія, 2016. - 83 с.
Колякова В. М. Розподіл температури в перерізі залізобетонної плити / В.М. Коля-кова, М.О. Божинський, О.А. Фесенко // Сучасні технології та методи розрахунків у будівництві. Луцьк: ЛНТУ. – 2016. №5. - С.232-239
Барашиков А.Я. Теплотехнічні властивос-ті бетону / А.Я. Барашиков, В.М. Коляко-ва, Н. Халік // Ресурсоекономні матеріа-ли, конструкції, будівлі та споруди. Зб. наук. праць. Рівне: НУВГП. – 2008. – С. 3-7.
Колякова В.М. Розрахунково-теоретичні дослідження розподілу темпе-ратури в перерізі залізобетонної констру-кції східчастих складок. / В.М. Колякова, М.О. Божинський // Будівельні конструк-ції. Теорія і практика. - Вип. № 1 (2017). - С. 149-157.
Поклонський В.Г. Розрахункові мето-ди оцінки вогнестійкості будівельних кон-струкцій за Єврокодами / В.Г. Поклонсь-кий, О.А. Фесенко, Х.З. Байтала, П.В. Круковський, С.В. Новак // Будівельні кон-струкції. К.,ДП НДІБК. - 2016. - Вип.83 (2). - с. 380-389.
Бакін П.І. Визначення вогнестійкості будівельних конструкцій розрахунковими методами відповідно до стандартів, що впроваджують Єврокоди / П.І. Бакін, Ю.І. Немчинов, В.Г. Поклонський, Р.В. Расюк, В.Г. Тарасюк, О.А. Фесенко // Світ геоте-хніки. Вип. 1. 2011. – С. 12-15.
Дмитренко Є.А. Оцінка вогнестійкості залізобетонних колон уточненими розра-хунковими методами / Є.А. Дмитренко, Т.П. Донець, К.О. Одноліток, О.А. Фесен-ко // Будівельні конструкції. Теорія і практика. – К.: КНУБА. - 2021. - № 8. - с. 82-96.
Байтала Х.З. Практична реалізація уточнених методів розрахунку будівель-них конструкцій на вогнестійкість / Х.З. Байтала, П.І. Бакін, Т.П. Донець, О.А. Фе-сенко // Збірник тез доповідей ІІ Міжна-родної науково-практичної конференції «Агроінженерія: сучасні проблеми та пе-рспективи розвитку», присвячена 90-й рі-чниці з дня заснування механіко-технологічного факультету НУБіП Укра-їни. - К., НУБіП України. - 2019. -с.238-240.
Єврокод 2. Проектування залізобе-тонних конструкцій. Частина 1-2. Загальні положення. Розрахунок конструкцій на вогнестійкість (EN 1992-1-2:2004, ІDТ): ДСТУ-Н Б EN 1992-1-2:2012 – [Чинні 2013-07-01]. – К.: Мінрегіон України, 2012. – 87с. – (Національний стандарт України).
Kodur V. (2014). Properties of concrete at elevated temperatures. ISRN Civil Engineer-ing. doi: 10.1155/2014/468510 (in English).
Gao, W.Y., Dai, J.-G., Teng, J.G., Chen, G.M. (2013). Finite element modeling of re-inforced concrete beams exposed to fire.
Engineering Structures, 52. 488-501.
doi: 10.1016/j.engstruct.2013.03.017 (in English).
Achenbach, M., Lahmer, T., Morgenthal, G. (2017). Identification of the thermal proper-ties of concrete for the temperature calcula-tion of concrete slabs and columns subjected to a standard fire – Methodology and pro-posal for simplified formulations. Fire Safety Journal, 87, pp. 80-86. doi: 10.1016/j.firesaf.2016.12.003 (in English)
Shyamala, G., Mahesh, V., Rajesh Kumar, K., Rajasri Reddy, I. (2020). Thermal behav-ior of Concrete subjected to elevated tem-perature: Case Studies. IOP Conference Se-ries: Materials Science and Engineering, 981 (3), art. no. 032068.
doi: 10.1088/1757-899X/981/3/032068(in English)
Anupama Krishna, D., Priyadarsini, R.S., Narayanan, S. (2019). Effect of elevated temperatures on the mechanical properties of concrete. Procedia Structural Integrity, 14, pp. 384-394. doi: 10.1016/j.prostr.2019.05.047
Lamont, S., Lane, B., Flint, G., Usmani, A. (2006). Behavior of structures in fire and re-al design - A case study. Journal of Fire Pro-tection Engineering, 16 (1), pp. 5-35. (in English)
Poklonskyi V.H., Fesenko O.A., Tarasiuk V.H., Nemchynov Yu.I., Baitala Kh.Z. i in. (2016). Rozrakhunok zalizobetonnykh kon-struktsii na vohnestiikist vidpovidno do Yevrokodu 2 [Calculation of reinforced concrete structures for fire resistance in ac-cordance with Eurocode 2]. Praktychnyi posibnyk. Kyiv: Intertekhnolohiia. 83. (in Ukrainian).
Koliakova V.M., Bozhynskyi M.O., Fesenko O.A. (2016). Rozpodil temperatury v pererizi zalizobetonnoi plyty [Temperature distribu-tion in the cross-section of a reinforced con-crete slab]. Suchasni tekhnolohii ta metody rozrakhunkiv u budivnytstvi. Lutsk: LNTU. №5.- 232-239 (in Ukrainian).
Barashykov A.Ia., Koliakova V.M., Khalik N. (2008). Teplotekhnichni vlastyvosti beto-nu [Thermotechnical properties of concrete]. Zb. nauk. prats. Resursoekonomni materialy, konstruktsii, budivli ta sporudy. Rivne: NUVHP. 3-7. (in Ukrainian).
Koliakova V.M., Bozhynskyi M.O. (2017). Rozrakhunkovo-teoretychni doslidzhennia rozpodilu temperatury v pererizi zalizobetonnoi konstruktsii skhid-chastykh skladok [Computational and theo-retical studies of temperature distribution in the cross-section of a reinforced concrete structure with stepped folds]. Budivelni konstruktsii. Teoriia i praktyka. Vyp. № 1 (2017). 149-157 (in Ukrainian).
Poklonskyi V.H., Fesenko O.A., Baitala Kh.Z., Krukovskyi P.V., Novak S.V. (2016). Rozrakhunkovi metody otsinky voh-nestiikosti budivelnykh konstruktsii za Yevrokodamy [Calculation methods for as-sessing the fire resistance of building struc-tures according to Eurocodes]. Budivelni konstruktsii. K., DP NDIBK. Vyp.83 (2). 380-389 (in Ukrainian).
Bakin P.I., Nemchynov Yu.I., Poklonskyi V.H., Rasiuk R.V., Tarasiuk V.H., Fesenko O.A. (2011). Vyznachennia vohnestiikosti budivelnykh konstruktsii rozrakhunkovymy metodamy vidpovidno do standartiv, shcho vprovadzhuiut Yevrokody [Determination of fire resistance of building structures by cal-culation methods in accordance with the standards implementing Eurocodes]. Svit he-otekhniky. Vyp. 1. 12-15 (in Ukrainian).
Dmytrenko Ye. A., Donets T. P., Od-nolitok K.O., Fesenko O.A. (2021). Otsinka vohnestiikosti zalizobetonnykh kolon utochnenymy rozrakhunkovymy metodamy [Evaluation of fire resistance of reinforced concrete columns by refined calculation methods]. Budivelni konstruktsii. Teoriia i praktyka. – K.: KNUBA. 8. 82-96. doi: 10.32347/2522-4182.8.2021.82-96 (in Ukrainian).
Baitala Kh.Z., Bakin P.I., Donets TP, Fesenko O.A. (2019). Praktychna realizatsiia utochnenykh metodiv rozrakhunku budivel-nykh konstruktsii na vohnestiikist [Practical implementation of refined methods of calcu-lating building structures for fire resistance]. Zbirnyk tez dopovidei II Mizhnarodnoi nau-kovo-praktychnoi konferentsii «Ahroin-zheneriia: suchasni problemy ta perspektyvy rozvytku», prysviachena 90-y richnytsi z dnia zasnuvannia mekhaniko-tekhnolohichnoho fakultetu NUBiP Ukrainy. K. NUBiP Ukrainy. 238-240 (in Ukrainian).
Eurocode 2. Proektuvannia zalizobet-onnykh konstruktsii. Chastyna 1-2. Zahalni polozhennia. Rozrakhunok konstruktsii na vohnestiikist [Design of reinforced concrete structures. Part 1-2. Terms. Calculation of structures for fire resistance]. (EN 1992-1-2:2004, IDT): DSTU-N B EN 1992-1-2:2012 – [Chynni 2013-07-01]. – K.: Minrehion Ukrainy, 2012. 87. (Natsionalnyi standart Ukrainy). (in Ukrainian).