Огнестойкость Центрифугированных Железобетонных Колонн

Abstract

Цель. На основании экспериментальных и теоретических исследований изучить огнестойкость железобетонных колонн, изготовленных методом центрифугирования.
 Методы. Экспериментально-теоретические исследования физико-механических и теплофизических характеристик центрифугированного бетона в нормальных условиях и при высокотемпературном нагреве. Натурные испытания центрифугированных железобетонных колонн под совместной температурно-силовой нагрузкой. Аналитическое решение теплотехнической и статической задач огнестойкости центрифугированных железобетонных колонн. Компьютерное моделирование на базе платформ Ansys Workbench и ЛИРА-САПР.
 Результаты. Выявлено различие физико-механических характеристик центрифугированного бетона в поперечном сечении конструкций заданной толщины в нормальных условиях, а также различие в их относительном изменении при высокотемпературном нагреве. Установлены экспериментальные зависимости коэффициента условий работы центрифугированного бетона при пожаре. Экспериментальным путем установлена схема разрушения центрифугированных железобетонных колонн при пожаре, а также изучено их поведение при пожаре. Выявлена сниженная склонность центрифугированного бетона к хрупкому взрывообразному разрушению при пожаре по отношению к вибрированному бетону. Установлено влияние неоднородности центрифугированного бетона в поперечном сечении изделий, тонкостенности и воздушной полости изделий на их огнестойкость. Разработана методика расчета пределов огнестойкости центрифугированных железобетонных колонн. Разработан табличный метод оценки пределов огнестойкости серии центрифугированных железобетонных колонн.
 Область применения исследований. Результаты исследования могут быть использованы при оценке пределов огнестойкости центрифугированных железобетонных колонн, а также при разработке изменений в технические нормативные правовые акты в области оценки огнестойкости железобетонных конструкций.

Научно Обоснованная Концепция Комплексной Оценки Огнестойкости Современных Строительных Конструкций Из Бетона

“…Моделирование работы современных конструкций из бетона при пожаре (A2). Анализ результатов экспериментальных исследований [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10] Моделирование поведения бетона при пожаре (блок S4) позволяет определять необходимые для моделирования работы конструкции характеристики материалов с учетом специфики поведения высокопрочного, модифицированного и центрифугированного бетонов при нагреве.…”

“…Для высокопрочного бетона и предварительно напряженных плит без сцепления арматуры с бетоном характерно интенсивное взрывообразное хрупкое разрушение защитного слоя бетона, которое существенно влияет на остаточную несущую способность конструкции. Ключевая величина, необходимая для оценки указанного явления, -параметр FХР, определяемый по формуле (5) Адаптация алгоритма при переходе от К1 к К2 включает при проведении моделирования нагрева конструкции учет дополнительного защитного слоя и их совместную оценку при определении распределения температур в конструктивной системе. Анализ совместной работы конструкций из бетона и конструктивной огнезащиты приведен в [8][9][10].…”

“…Ключевая величина, необходимая для оценки указанного явления, -параметр FХР, определяемый по формуле (5) Адаптация алгоритма при переходе от К1 к К2 включает при проведении моделирования нагрева конструкции учет дополнительного защитного слоя и их совместную оценку при определении распределения температур в конструктивной системе. Анализ совместной работы конструкций из бетона и конструктивной огнезащиты приведен в [8][9][10]. В алгоритме учтен сценарий достижения предела огнестойкости смежными конструкциями с раскрытием периметра огнезащиты, что позволяет повысить объективность расчетов и разработать эффективные способы применения конструктивной огнезащиты для снижения температур в поперечном сечении защищаемых конструкций при пожаре.…”

“…По методике (рис. 3) с помощью компьютерного моделирования исследованы обеспечивающие требуемую огнестойкость минимальные значения параметров современных конструкций из бетона, в том числе с конструктивной огнезащитой, на основании которых разработаны инженерные методы оценки их огнестойкости [27]. Проведена корректировка подходов действующих норм для железобетонных стен, колонн, балок, плит и ферм.…”

“…испытания проводятся с использованием стандартизированного испытательного оборудования на базе аккредитованных лабораторий и являются наиболее приоритетными из всех. Вместе с тем их реализация связана с рядом трудностей, обусловленных невозможностью соблюдения условий, адекватных разработанной проектной документации, поскольку используемые методы ограничены конструктивными особенностями испытательных установок 5,6 : устройство огневых печей не позволяет воспроизводить все расчетные схемы работы конструкций, имитировать консольное опирание и жесткое защемление; не разработан механизм корректной замены сложных конструктивных решений на отдельные элементы, ограничены их форма и внешние параметры; сложно адекватно оценить работу статически неопределимых конструкций. A3(N) позволяет решить указанные проблемы.…”