Тепловий вплив пожежі на сталеву балку з гофрованою стінкою із вогнезахисним мінераловатним облицюванням
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.241268Ключові слова:
сталева балка з гофрованою стінкою, стандартний температурний режим, температурні розподіленняАнотація
У представленій роботі проведено дослідження можливості застосовування спрощеного підходу, рекомендованого стандартами для звичайних сталевих балок, для визначення температури нагрівання в умовах пожежі у прикладенні до сталевих балок двотаврового перерізу із гофрованою стінкою. Проведення таких досліджень зумовлене обмеженістю методів, що дозволяють визначати температуру нагріву даного типу балок в умовах пожежі з використанням інженерних методів із невеликим обсягом розрахунків..
Для розрахунку розглянуто технічні дані сталевих балок з облицюванням, проаналізовано особливості теплового впливу пожежі на них, розроблено методику розрахунку, побудовані розрахункові схеми, проведені обчислення. Отримано дані про розподіл температури у перерізах балок з облицюванням та без нього за допомогою спрощеного методу, рекомендованого стандартами, і уточненого методу на основі методу скінчених елементів.
Для розрахунків створені математичні моделі, що описують вплив стандартного температурного режиму пожежі на розподіл температури у кожну хвилину у перерізах сталевих балок з облицюванням і без нього. Моделі описані на основі диференціального рівняння теплопровідності, граничних умов третього роду, що враховують конвективний і променистий теплообмін.
Встановлено, що мінераловатне облицювання балки з гофрованою стінкою є надійним вогнезахисним засобом. Температура нагріву балки не досягає критичного значення 500 °С за 60 хв, що забезпечує клас даної балки для самих жорстких вимог щодо її вогнестійкості відповідно до класифікації за чинними нормами в Україні.
Спрощений метод, рекомендований чинними стандартами Євросоюзу та України, може ефективно використовуватись для аналізу вогнестійкості даних балок і є основою методики проведення розрахункової оцінки вогнестійкості даних конструкцій
Посилання
- TU U V.2.6-28.1-30653953-007:2007. Balki dvutavrovye gofrirovannye oblegchennye (gofro-balki). Rekomendatsii po proektirovaniyu (chetvertaya redaktsiya) (2008). Kharkiv: AO «Metallist SMK», 97.
- Pichugin, S. F., Chichulinm, V. P., Chichulinam, K. V., Fedorovm, B. V. (2011). Financial viability of the use of new types of light beams with the corrugated web. Zbirnyk naukovykh prats [Poltavskoho natsionalnoho tekhnichnoho universytetu im. Yu. Kondratiuka]. Ser.: Haluzeve mashynobuduvannia, budivnytstvo, 2, 149–155.
- Raviraj, Dr. S. Design Of Beams With Corrugated Web. Built Constructions. Available at: http://www.builtconstructions.in/OnlineMagazine/Bangalore/Pages/Design-Of-Beams-With-Corrugated-Web-310.aspx
- Vassart, O., Zhao, B., Cajot, L.-G., Robert, F., Meyer, U., Frangi, A. (2014). Eurocodes: background & applications. Structural Fire Design. Worked examples. Luxemburg: Publications Office of the European Union, 252. doi: http://doi.org/10.2788/85432
- Lavrinenko, L., Nekora, V. (2020). The fire heating of steel girders with corrugated webs. Building Constructions. Theory and Practice, 6, 12–21. doi: https://doi.org/10.32347/2522-4182.6.2020.12-21
- Vasilchenko, A., Otrosh, Y., Adamenko, N., Doronin, E., Kovalov, A. (2018). Feature of fire resistance calculation of steel structures with intumescent coating. MATEC Web of Conferences, 230, 02036. doi: https://doi.org/10.1051/matecconf/201823002036
- Kovalov, A., Otrosh, Y., Chernenko, O., Zhuravskij, M., Anszczak, M. (2021). Modeling of Non-Stationary Heating of Steel Plates with Fire-Protective Coatings in Ansys under the Conditions of Hydrocarbon Fire Temperature Mode. Materials Science Forum, 1038, 514–523. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.1038.514
- Vasilchenko, A., Doronin, E., Ivanov, B., Konoval, V. (2019). Effect of Residual Deformation of a Steel Column on its Fire Resistance under Combined Exposure “Explosion-Fire.” Materials Science Forum, 968, 288–293. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.968.288
- Otrosh, Y., Surianinov, M., Golodnov, A., Starova, O. (2019). Experimental and Computer Researches of Ferroconcrete Beams at High-Temperature Influences. Materials Science Forum, 968, 355–360. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.968.355
- Pozdieiev, S., Nuianzin, O., Borsuk, O., Nedilko, I. (2021). Research of Integrity of Fire Insulation Cladding with Mineral Wool of Steel Beam under Fire Impact. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 1021, 012024. doi: https://doi.org/10.1088/1757-899x/1021/1/012024
- Pozdieiev, S., Nuianzin, O., Borsuk, O., Binetska, O., Shvydenko, A., Alimov, B. (2020). Temperature effect on the thermal-physical properties of fire-protective mineral wool cladding of steel structures under the conditions of fire resistance tests. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (12 (106)), 39–45. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.210710
- Ilyin, N., Panfilov, D., Lukin, A. (2017). Constructive fire protection of steel corrugated beams of buildings and other structures. MATEC Web of Conferences, 106, 02014. doi: https://doi.org/10.1051/matecconf/201710602014
- Roytman, V. M. (2001). Inzhenernye resheniya po otsenke ognestoykosti proektiruemyh i rekonstruiruemyh zdaniy. Moscow: Pozharnaya bezopasnost' i nauka, 382.
- Perel'muter, A. V., Slivker, V. I. (2002). Raschetnye modeli sooruzheniy i vozmozhnost' ih anliza. Kyiv: Izd-vo «Stal'», 600.
- Lennon, T., Mur, D. B., Van, Yu. K., Beyli, K. G. (2013). Rukovodstvo dlya proektirovschikov k EN 1991-1-2:2002, EN 1992-1-2:2002, EN 1993-1-2:2002 i EN 1994-1-2:2002: spravochnik po proektirovaniyu protivopozharnoy zaschity stal'nyh, stalezhelezobetonnyh i betonnyh konstruktsiy zdaniy i sooruzheniy v sootvetstvii s Evrokodami. Moscow, 196.
- Heinisuo, M., Laasonen, M. (2007). Product modeling, part of the fire safety concept in the future for metal structures? Conference: Advanced Research Workshop on Fire Computer Modeling. Available at: https://www.researchgate.net/publication/256426230_Product_modeling_part_of_the_fire_safety_concept_in_the_future_for_metal_structures
- Lu, W., Makelainen, P. (2003). Advanced Steel Structures. Structural Fire Design. Helsinki University of Technology Laboratory of Steel Structures Publications 29. Espoo.
- Pospelov, B., Andronov, V., Rybka, E., Samoilov, M., Krainiukov, O., Biryukov, I. et. al. (2021). Development of the method of operational forecasting of fire in the premises of objects under real conditions. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (10 (110)), 43–50. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.226692
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Valeriia Nekora, Stanislav Sidnei, Taras Shnal, Olga Nekora, Ludmila Lavrinenko, Serhii Pozdieiev
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
