Тепломассоперенос в железобетонных колоннах при огневом воздействии с учетом стадии охлаждения
https://doi.org/10.33979/2073-7416-2024-113-3-72-82
Аннотация
Статистика пожаров на территории Российской Федерации показывает, что в ряде регионов, находящихся в зонах с высокой сейсмической активностью, происходит наибольшее количество пожаров по стране. Это приводит к риску обрушений зданий при воздействии сейсмических нагрузок на вертикальные несущие конструкции, поврежденные в результате пожара. Нормативный подход к расчету огнесохранности железобетонных конструкций не учитывает тепломассоперенос на этапе, который следует после прекращения пожара. Проводится анализ распределения температурных полей по сечению железобетонной колонны с учетом стадий нагрева и охлаждения. Выполнены стандартные огневые испытания опытных железобетонных образцов. Продолжительность стандартного огневого воздействия 15, 30 и 45 мин. Для центральных областей сечения наибольшие температуры получены уже после нагрева, рост температуры составляет до 222%. Для уточнения картины распределения температурных полей выполняется численный теплотехнический КЭ расчет опытных образцов в ПК SOLIDWORKS. Основываясь на экспериментальных данных по термопарам, для каждого образца уточнены теплотехнические характеристики λ и C. По сравнению с нормативными значения вычисленных характеристик отличаются до 7,14 раза. Из результатов исследования следует, что для нахождения максимальных температур помимо стадии нагрева, необходимо рассматривать тепломассоперенос и в стадии охлаждения, когда температура на наружной поверхности образца начинает снижаться.
Об авторах
А. Г. Тамразян
Московский государственный строительный университет (ФГБОУ ВПО «МГСУ»)
Россия
Россия
Ашот Георгиевич Тамразян - д-р техн. наук, проф., заведующий кафедрой железобетонных и каменных конструкций
г. Москва
В. И. Черник
Московский государственный строительный университет (ФГБОУ ВПО «МГСУ»)
Россия
Россия
Владимир Игоревич Черник - преподаватель кафедры железобетонных и каменных конструкций, аспирант
г. Москва
Список литературы
1. Tamrazyan A. Reduce the impact of dynamic strength of concrete under fire conditions on bearing capacity of reinforced concrete columns // Applied Mechanics and Materials. 2014. No. 475-476. Pp. 1563-1566. DOI:10.4028/www.scientific.net/AMM.475-476.1563.
2. Тамразян А.Г., Алексейцев А.В. Оптимальное проектирование несущих конструкций зданий с учетом относительного риска аварий // Вестник МГСУ. 2019. Т. 14. № 7. С. 819-830. DOI: 10.22227/1997-0935.2019.7.819-830.
3. Тамразян, А. Г., Попов Д. С. Напряженно-деформированное состояние коррозионно-поврежденных железобетонных элементов при динамическом нагружении // Промышленное и гражданское строительство. 2019. № 2. С. 19-26. DOI 10.33622/0869-7019.2019.02.19-26.
4. Тамразян А. Г., Черник В. И. Жесткость поврежденной пожаром железобетонной колонны при разгрузке после высокоинтенсивного горизонтального воздействия // Вестник МГСУ. 2023. №18(9). С. 1369- 1382. https://doi.org/10.22227/1997-0935.2023.9.1369-1382.
5. Алмазов В. О., Плотников А. И., Расторгуев Б. С. Проблемы сопротивления зданий прогрессирующему разрушению // Вестник МГСУ. 2011, №2-1, С. 16-20.
6. Гончаренко В. С. и др. Пожары и пожарная безопасность в 2021 году: статист. сб. Балашиха: ФГБУ ВНИИПО МЧС России, 2022. 114 с.
7. Жарницкий В.И., Голда Ю.Л., Курнавина С.О. Развитие повреждений в железобетонной раме при сейсмических воздействиях // Бетон и железобетон - взгляд в будущее. 2014, С.57-67.
8. Ilki A., Demir U. Factors affecting the seismic behavior of reinforced concrete structures after fire exposure // NED University Journal of Research. 2019. No.1 (special). pp. 31-42. DOI: 10.35453/NEDJR-STMECH-2019-0003.
9. Korsun V., Baranov A. Mechanical properties of high-strength concrete after heating at temperatures up to 400 °C // Proceedings of EECE 2020. 2021, Pp. 454-463 DOI: 10.1007/978-3-030-72404-7_44.
10. Милованов А.Ф. Стойкость железобетонных конструкций при пожаре. – М.: Стройиздат, 1998. – 304 с.: ил. – ISBN 5-274-01695-2.
11. Федоров В. С., Левитский В. Е., Матвиенко В. Е. Методика построения температурных профилей для расчёта огнестойкости железобетонных конструкций методом нормализованной кривой // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. 2021, №1(35), с. 5-8.
12. Franssen, J. M., and T. Gernay. Modeling Structures in Fire with SAFIR: Theoretical Background and Capabilities // Journal of Structural Fire Engineering. 2017. No. 8 (3). Pp. 300–323. https://doi.org/10.1108/JSFE-07-2016-0010.
13. Bisby L, Gales J, Maluk C. A contemporary review of large-scale non-standard structural fire testing // Fire Science Reviews. 2013. No. 2(1). Pp.1-27. https://doi.org/10.1186/2193-0414-2-1
14. Melo J. et al. Cyclic behaviour of as-built and strengthened existing reinforced concrete columns previously damaged by fire // Engineering Structures. 2022, No. 266, 114584, DOI: 10.1016/j.engstruct.2022.114584.
15. Tamrazyan A. G., Avetisyan L. A. Experimental and theoretical study of reinforced concrete elements under different characteristics of loading at high temperatures // Procedia Engineering. – 2016. No. 153. pp. 721-725. DOI:10.1016/j.proeng.2016.08.232.
16. Корсун В.И., Баранов А.О. Расчёт температурно-усадочных деформаций высокопрочных бетонов применительно к условиям воздействия повышенных температур // Сборник научных трудов РААСН. Том 2. Российская академия архитектуры и строительных наук. 2020, с. 314-321.
17. Demir U. et al. Post fire seismic performance of reinforced precast concrete columns // PCI Journal. – 2020. No.65(6). Pp. 62-80. DOI: 10.15554/pcij65.6-01.
18. Xu Y. et al. Post-fire seismic behaviors of concrete stub columns in different fire exposure cases // Zhendong yu Chongji/Journal of Vibration and Shock. 2020. No. 39(18). Pp. 11-19.
Рецензия
Для цитирования:
Тамразян А.Г., Черник В.И. Тепломассоперенос в железобетонных колоннах при огневом воздействии с учетом стадии охлаждения. Строительство и реконструкция. 2024;(3):72-82. https://doi.org/10.33979/2073-7416-2024-113-3-72-82
For citation:
Tamrazyan A.G., Chernik V.I. Heat and mass transfer in reinforced concrete columns under fire action with consideration of the cooling stage. Building and Reconstruction. 2024;(3):72-82. (In Russ.) https://doi.org/10.33979/2073-7416-2024-113-3-72-82
Просмотров:
126
Послать статью по эл. почте 