Вогнестійкість монолітних каркасних будівель з урахуванням просторової роботи - Автореферат

За існуючою методикою межа вогнестійкості конструкцій (R) визначається часом нагрівання їх елементів за стандартним режимом пожежі до вичерпання їх несучої здатності в результаті зниження міцності матеріалів від температури. На основі проведених у ХДТУБА експериментальних і теоретичних досліджень показано, що при розрахунку вогнестійкості необхідно враховувати додаткові температурні зусилля, які виникають в умовах пожежі від стримування температурних деформацій елементів звязками (сусідніми конструктивними елементами). Час досягнення втрати несучої здатності в цих елементах може визначити межу вогнестійкості будівлі в цілому. Одним з найважливіших питань уточнення здатності чинити опір вогняним діям на будівлі є розробка методики розрахунку вогнестійкості з урахуванням їх просторової роботи. Розробити методику розрахунку вогнестійкості каркасних монолітних будівель на основі компютерних технологій, яка включає застосування нелінійних способів, зокрема нелінійної деформаційної моделі не тільки при оцінці міцності перерізів залізобетонних елементів, а також при статичному розрахунку споруди в цілому.У першому розділі проведено аналітичний огляд конструктивних рішень і методів розрахунку монолітних каркасних будівель з урахуванням впливу пожежного середовища. В Україні під егідою «Української будівельної асоціації» була розроблена єдина класифікація житлових будівель, згідно з якою визначено пять класів: соціальний, економ-клас, бізнес-клас, преміум-клас і клас де-люкс. Однією з основних вимог до технології будівництва для бізнес-класу, преміум-класу і класу де-люкс є обовязкове застосування монолітної каркасної технології зведення будівель, що дозволяє втілити дизайнерські рішення щодо планування внутрішнього простору і застосування нових матеріалів. До них відносяться особливості розрахунку будівлі як просторової системи методом скінчених елементів з урахуванням фізичної і геометричної нелінійності, особливості розрахунку плоских елементів перекриттів і стін з комплексним урахуванням силових дій, що діють на них, особливості розрахунку вузлових зєднань колон і стін з плоскими плитами перекриттів, особливості конструювання монолітних елементів системи та їх армування. Тим часом, ці особливості комплексно не враховуються в існуючих вітчизняних нормативних документах і у вітчизняній практиці проектування і будівництва, що призводить або до недостатньої міцності і жорсткості таких конструкцій, або до зайвої витрати матеріалів.Перебудовуються графіки залежності температури t від часу t для фіксованих значень відстані від поверхні x, що нагрівається, для заданої висоти перерізу плити t = f(t, x) в графіки розподілу температури по висоті перерізу для фіксованих значень часу t = f(x, t). Розроблено методику їх розрахунку, за якою отримані еквівалентні розподіли температури по висоті перерізів плит найбільш поширеної товщини. Методом скінчених елементів проведено чисельне моделювання двовимірних температурних полів в перерізі ригель-плита для часу 45 і 60 хв., а також тривимірного температурного поля в центральному вузлі перерізу ригелів і плити над опорою експериментального фрагменту каркасного будинку для часу 60 і 120 хв. Результати досліджень, проведених в ХДТУБА, показують, що для розрахунку вогнестійкості залізобетонних будівель в цілому необхідно оцінювати зниження несучої здатності конструкцій з урахуванням власних температурних напружень в елементах, що нагріваються, враховувати повні діаграми деформації бетону і арматури при нагріві. Моделювання нелінійних завантажень проведено при формуванні послідовності 1-го (с.в. і навантаження q = 40 кн/м на всю плиту ) і 2-го (температурних дій на 1 секцію плити і ригелів) завантажень з вибором простого крокового методу розрахунку при числі максимальних ітерацій 300, 50 рівномірних кроків розрахунку, урахування передісторії першого завантаження і виводу на друк переміщень і зусиль після кожного кроку.Розроблено методику розрахунку еквівалентних температур для визначення температурних зусиль у залізобетонних елементах монолітних каркасних будівель при стандартному режимі пожежі. Методом скінчених елементів визначені двовимірні і тривимірні температурні поля в приопорних зонах плит і ригелів, які істотно впливають як на напружено-деформований стан локальних зон елементів, так і на всю конструкцію в цілому. Математичне моделювання напружено-деформованого стану в конструкціях експериментальних фрагментів ригельних і безригельних каркасних будівель при сумісній дії навантаження і стандартної пожежі виявило нові особливості їх роботи на основі урахування їх просторової роботи. Розроблено методику розрахунку вогнестійкості каркасних монолітних будівель на основі компютерних технологій, яка включає застосування нелінійних засобів, зокрема нелінійної деформаційної моделі не тільки при оцінці міцності перерізів залізобетонних елементів, а також при статичному розрахунку споруди в цілому. Розроблено методику розрахунку несучої здатності конструкцій з урахуванням виникнення додат

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ