Вогнестійкість вогнезахищених залізобетонних конструкцій для підвищення рівня пожежної безпеки об’єктів

 

Отрош Юрій Анатолійович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0003-0698-2888

 

Ковальов Андрій Іванович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-6525-7558

 

Пурденко Роман Русланович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0001-6467-4133

 

Рашкевич Ніна Владиславна

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0001-5124-6068

 

Майборода Роман Ігорович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-3461-2959

 

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2022-36-9

 

Ключові слова: вогнезахищені залізобетонні конструкції, оцінювання вогнестійкості, чисельне моделювання, вогнезахист, ЛІРА-САПР

 

Анотація

Розроблено структурно-логічну схему забезпечення вогнестійкості вогнезахищених залізобетонних конструкцій на основі запропонованої математичної моделі та розрахунково-експериментального методу оцінювання вогнестійкості вогнезахищених залізобетонних конструкцій. Розроблено математичну модель оцінювання вогнестійкості вогнезахищених залізобетонних конструкцій, яка включає в себе виконання таких етапів: вибір апарату формалізації, побудова зовнішнього опису, перевірка працездатності моделі, побудова внутрішнього стану, перевірка працездатності та ідентифікація параметрів. Сформульовані початкові та граничні умови при побудові зазначених моделей, які дозволяють з достатньою для інженерних розрахунків точністю прогнозувати вогнестійкість вогнезахищеної залізобетонної конструкції. Розроблено комп’ютерну модель напружено-деформованого стану вогнезахищеного багатопустотного залізобетонного перекриття в програмному забезпеченні «ЛІРА-САПР» для підвищення рівня пожежної безпеки будівель та споруд. Проведено статичний розрахунок вогнезахищеної залізобетонної багатопустотної плити перекриття, в результаті якого отримано напружено-деформований стан перекриття при сумісній дії силових і температурних навантажень. Проведено порівняння результатів чисельного моделювання з результатами експериментального дослідження вогнестійкості. Перевірено точність розробленої комп’ютерної моделі для оцінювання вогнестійкості вогнезахищених залізобетонних конструкцій. Встановлено нелінійні закони деформування матеріалів конструкцій, а саме: експоненціальний та кусково-лінійний, які враховують модуль пружності бетону, коефіцієнт лінійної температурної деформації бетону, граничну відносну деформацію бетону, які дозволяють з достатньою для інженерних розрахунків точністю (до 5 %) оцінювати вогнестійкість вогнезахищених залізобетонних конструкцій.

 

Посилання

  1. Отрош Ю. А. Розробка підходу до визначення технічного стану будівельних конструкцій при дії силових та високотемпературних впливів. Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури. О.: ОДАБА, 2018. Вип. 71. С. 54–60. URL: http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/8399
  2. Отрош Ю. А., Рубан А. В., Гапонова А. С., Морозова Д. М. Підхід для визначення технічного стану залізобетонних конструкцій при силових і високотемпературних впливах. Проблеми пожежної безпеки: зб. наук. пр.. Харків, 2019. Вип. 46. С. 148–154. URL: http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/13532
  3. Xu Q., Han C., Wang Y.C., Li X., Chen L., Liu Q. Experimental and numerical investigations of fire resistance of continuous high strength steel reinforced concrete T-beams. Fire Safety Journal. 2015. 78. Р. 142–154. URL: https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2015.09.001
  4. Rafika, Saudagar Ashpak, Hashmi A. K. Review on Fire Resistance of Reinforced Concrete Column. International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET). 2021. Vol. 8. Is. 4. Р. 1881–1887. URL: https://www.irjet.net/archives/V8/i4/IRJET-V8I4354.pdf
  5. de Souza R. C. S., Andreini M., La Mendola S., Zehfuß J., Knaust C. Probabilistic thermo-mechanical finite element analysis for the fire resistance of reinforced concrete structures. Fire Safety Journal. 2019. 104. Р. 22–33. URL: https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2018.12.005
  6. Zheng W., Hou X., Wang Y. Progress and prospect of fire resistance of reinforced concrete and prestressed concrete structures. J. Harbin Inst. Technol. 2016. 48. Р. 1–18. doi:10.11918/j.issn.0367-6234.2016.12.001
  7. Ibrahimbegovic A., Boulkertous A., Davenne L., Muhasilovic M., Pokrklic A. On modeling of fire resistance tests on concrete and reinforced-concrete structures. Computers and concrete. 2010. 7(4). Р. 285–301. doi: https://doi.org/10.12989/cac.2010.7.4.285
  8. Tamrazyan A. G., Mineev M. S., Urasheva A. Fire Resistance of Reinforced Concrete Corrosion-Damaged Columns of the "Standard" Fire. In Key Engineering Materials. 2020. Vol. 828. Р. 163–169. doi:10.4028/www.scientific.net/KEM.828.163
  9. Cvetkovska M., Knezevic M., Xu Q., Chifliganec C., Lazarevska M., Gavriloska A. T. Fire scenario influence on fire resistance of reinforced concrete frame structure. Procedia engineering. 2018. 211. Р. 28–35. URL: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.12.134
  10. Sasani M. Progressive collapse resistance of reinforced concrete structures. Blast Mitigation. Springer, New York, NY. 2014. Р. 331–350. doi: 10.1007/978-1-4614-7267-4_11
  11. Zheng Y. Q., Zhuang J. P. Analysis on fire resistance of reinforced concrete Wall. In Advanced Materials Research. 2011. Vol. 243. Р. 797–800. URL: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.243-249.797
  12. КовальовА. І., Отрош Ю. А., Данілін О. М. Експериментальні дослід-ження вогнестійкості залізобетонних перекриттів з системою вогнезахисту. Проблеми пожежної безпеки: зб. наук. пр. Харків, 2019. Вип. 45. С. 73–78. URL: http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/9243
  13. Sadkovyi V., Andronov V., Semkiv O., Kovalov A., Rybka E., Otrosh Yu. et. al. Fire resistance of reinforced concrete and steel structures. Kharkiv: РС ТЕСHNOLOGY СЕNTЕR. 2021. 180 р. http://doi.org/10.15587/978-617-7319-43-5