Розрахункова та експериментальна база для відтворення теплового впливу температурного режиму пожежі на внутрішні шари бетону. Точність та ефективність розрахунково-експериментального методу. Визначення умов проведення розрахунків та експериментів.
Аннотация к работе
МІНІСТЕРСТВО УКРАЇНИ З ПИТАНЬ НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЙ та у СПРАВАХ ЗАХИСТУ НАСЕЛЕННЯ ВІД НАСЛІДКІВ ЧОРНОБИЛЬСЬКОЇ КАТАСТРОФИ АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукЗахист відбудеться “”квітня 2008 року о 1430 годин на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.707.01 в Університеті цивільного захисту України за адресою: вул. Робота присвячена розвязанню важливої науково-технічної задачі - обґрунтуванню розрахунково-експериментального методу для визначення вогнестійкості стиснутих елементів залізобетонних конструкцій на основі поєднання компютерного моделювання та комплексних лабораторних випробувань. Застосування цього методу дозволить скоротити або уникнути проведення трудомістких та дорогих випробувань для визначення вогнестійкості залізобетонних будівельних конструкцій зі стиснутими елементами при достатній достовірності та точності отриманих результатів. Розроблена послідовність процедур визначення вогнестійкості стиснутих елементів на основі випробування зразків, що моделюють роботу внутрішніх шарів залізобетонних конструкцій під час пожежі та після неї. Найдены и практически реализованы режимы нагрева образцов при их комбинированных испытаниях в условиях, моделирующих работу бетона в сжатом элементе железобетонной конструкции при использовании предварительно определенных ТФХ бетона, коэффициента теплоотдачи его поверхности, а также режима прогрева печи.У звязку з великим обсягом будівництва в нашій країні, трудомісткістю проведення вогневих випробувань та складністю теоретичного визначення меж вогнестійкості складних сучасних залізобетонних конструкцій існує ще багато невирішених питань у галузі впливу вогню на споруди та їх елементи. Існуючі лабораторії не можуть повною мірою задовольнити потребу в експериментальних натурних випробуваннях залізобетонних конструкцій на їх вогнестійкість та залишкову несучу здатність після пожежі, особливо в тих випадках, коли конструкції є громіздкими і мають складну конфігурацію. Згідно з багатьма розрахунковими схемами несучих конструкцій будівель та споруд, їхні стиснуті елементи є одними з найбільш відповідальних, їх руйнування часто призводить до обрушення всієї конструкції, що, у свою чергу, завдає найбільш великих матеріальних збитків. З огляду на вищезазначене, можна сказати, що розробка та вдосконалення розрахунково-експериментальних методів визначення вогнестійкості стиснутих елементів залізобетонних будівельних конструкцій, а також їх несучої здатності після пожежі є актуальною. Уперше вивчено достовірність і точність розрахунково-експериментального методу визначення несучої здатності стиснутих елементів залізобетонних конструкцій при пожежі, а також сформульовано технічні вимоги для досягнення найбільшої ефективності цього методу.Однак, будь-який розрахунок повинен бути орієнтований на експеримент, особливо якщо це стосується визначення залишкової несучої здатності будівель, ушкоджених пожежами, чи будівель, що підлягають реконструюванню. Теплофізичні, механічні та структурні властивості зразків досліджувалися за допомогою комплексної методики, яка включала механічні випробування міцності та деформативності бетону, міцності зчеплення арматури й бетону, початкового модуля пружності, теплові випробування з подальшим розвязанням оберненої задачі теплопровідності за методом, запропонованим П.Г. Для обґрунтування й реалізації розрахунково-експериментального методу визначення вогнестійкості стиснутих елементів залізобетонних конструкцій був проведений попередній аналіз теплофізичних і механічних властивостей бетону, з якого виготовлені ці елементи. При дослідженні механічних властивостей бетонних зразків були отримані дані щодо впливу складу бетону на його міцність і деформативність при короткочасних навантаженнях. Для перевірки відповідності результатів відомих методів розрахунку температур у бетоні реальній картині прогріву досліджуваних зразків було використано одномірне рівняння Фурє в циліндричних координатах з граничними умовами I роду і теплофізичними характеристиками (ТФХ) - залежностями, відповідно, теплоємності та коефіцієнта теплопровідності від температури у вигляді: , .В роботі одержано нові науково обґрунтовані результати, що в сукупності забезпечують вирішення науково-практичної задачі щодо обґрунтування розрахунково-експериментального методу для визначення вогнестійкості стиснутих елементів залізобетонних конструкцій на основі поєднання компютерного моделювання та комплексних лабораторних випробувань. Результатом обґрунтування є розробка послідовності основних процедур методу, описання математичного апарату для моделювання процесів, що відбуваються в елементах при дії пожежі, технічних вимог до експериментальної бази та її метрологічного забезпечення, а також оцінка достовірності цього методу. Обґрунтований метод дозволяє істотно знизити вартість та трудомісткість при проведенні досліджень вогнестійкості залізобетонних будівельних конструкцій зі стиснутими елементами.