Визначення особливостей поведінки сталезалізобетонної плити в умовах пожежі

Автор(и)

  • Валерія Сергіївна Некора Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту, Україна https://orcid.org/0000-0003-4354-4422
  • Станіслав Олександрович Сідней Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України, Україна https://orcid.org/0000-0002-7664-6620
  • Тарас Миколайович Шналь Національний університет “Львівська політехніка”, Україна https://orcid.org/0000-0002-4226-9513
  • Ольга Валеріївна Некора Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України, Україна https://orcid.org/0000-0002-5202-3285
  • Ірина Петрівна Данкевич Національний університет “Львівська політехніка”, Україна https://orcid.org/0000-0002-9858-2322
  • Сергій Валерійович Поздєєв Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України, Україна https://orcid.org/0000-0002-9085-0513

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.246805

Ключові слова:

сталезалізобетонні плити, вогнестійкість плити, теплоізолювальна здатність, напружено-деформований стан, несуча здатність

Анотація

Розглянуті та проаналізовані методи розрахункової оцінки вогнестійкості сталезалізобетонних плит, виготовлених з використанням профільованих сталевих листів, в умовах впливу стандартного температурного режиму тривалістю більше за 120 хв.

Проведені дослідження щодо визначення параметрів нагріву та напружено-деформованого стану сталезалізобетонних плит, виготовлених з використанням профільованих сталевих листів, в умовах теплового впливу стандартного температурного режиму тривалістю більше за 120 хв. Результати даного дослідження надають можливість отримати показники температурного розподілу для  проведення оцінки з вогнестійкості таких конструкцій за класами вогнестійкості понад REI 120. Відповідно, отримані результати є науковим підґрунтям для удосконалення існуючого методу розрахункової оцінки вогнестійкості сталезалізобетонних плит, виготовлених з використанням профільованих сталевих листів.  

Температурний розподіл у перерізі конструкцій отримано  за допомогою загального теоретичного підходу до розв’язку задачі теплопровідності з використанням методу скінчених елементів. Використовуючи отримані температурні розподілення, було визначено параметри напружено-деформованого стану на основі методу граничних станів.

Для проведення розрахунків були створені відповідні математичні моделі, що описують вплив стандартного температурного режиму пожежі, при визначенні розподілу температури в кожну хвилину у перерізах сталезалізобетонної плити із профільованим сталевим листом. Запропоновано спосіб розбиття перерізу на зони для врахування зниження показників механічних властивостей бетону та сталі.

Запропонований спрощений метод розрахункової оцінки сталезалізобетонних плит перекриттів із профільованими сталевими листами, який узгоджується із чинними стандартами Євросоюзу, може бути ефективно використаний для аналізу їх вогнестійкості при встановленні їх відповідності класу вогнестійкості REI 120 та вище

Біографії авторів

Валерія Сергіївна Некора, Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту

Старший науковий співробітник

Сектор пожежної безпеки та технологій

Науково-дослідницький центр протипожежного захисту

Станіслав Олександрович Сідней, Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра безпеки об'єктів будівництва та охорони праці

Тарас Миколайович Шналь, Національний університет “Львівська політехніка”

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра будівельних конструкцій та мостів

Ольга Валеріївна Некора, Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України

Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, провідний науковий співробітник

Відділ організації наукової діяльності

Ірина Петрівна Данкевич, Національний університет “Львівська політехніка”

Кандидат технічних наук, асистент

Кафедра будівельних конструкцій та мостів

Сергій Валерійович Поздєєв, Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України

Доктор технічних наук, професор, головний науковий співробітник

Кафедра безпеки об’єктів будівництва та охорони праці

Посилання

  1. Voskobiynyk, O. P. (2014). Stalezalizobeton: nadiinist, tekhnichni stany, ryzyky. Donetsk: Donbas, 394.
  2. Johnson, R. P. (2018). Composite Structures of Steel and Concrete: Beams, Slabs, Columns and Frames for Buildings. John Wiley & Sons, Inc. doi: https://doi.org/10.1002/9781119401353
  3. DBN V.1.1-7:2016. Fire safety of construction. General requirements (2017). Kyiv. Available at: http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=68456
  4. Zmaha, M. I., Pozdieiev, S. V., Zmaha, Y. V., Nekora, O. V., Sidnei, S. O. (2021). Research of the behavioral of the wooden beams with fire protection lining under fire loading. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 1021 (1), 012031. doi: https://doi.org/10.1088/1757-899x/1021/1/012031
  5. Shnal, T., Pozdieiev, S., Nuianzin, O., Sidnei, S. (2020). Improvement of the Assessment Method for Fire Resistance of Steel Structures in the Temperature Regime of Fire under Realistic Conditions. Materials Science Forum, 1006, 107–116. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.1006.107
  6. 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
  7. Roytman, V. M. (2001). Inzhenernye resheniya po otsenke ognestoykosti proektiruemyh i rekonstruiruemyh zdaniy. Moscow: Pozharnaya bezopasnost' i nauka, 382.
  8. Dmitriev, I., Lyulikov, V., Bazhenova, O., Bayanov, D. (2019). Calculation of fire resistance of building structures in software packages. E3S Web of Conferences, 91, 02007. doi: https://doi.org/10.1051/e3sconf/20199102007
  9. Lakhani, H., Kamath, P., Bhargava, P., Singh, T., Reddy, G. R. (2013). Simulation of Fire Resistance of Reinforced Concrete Structural Members. Journal of Structural Engineering, 40 (1), 7–11.
  10. Pozdieiev, S., Nekora, O., Kryshtal, T., Sidnei, S., Shvydenko, A. (2019). Improvement of the estimation method of the possibility of progressive destruction of buildings caused by fire. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 708 (1), 012067. doi: https://doi.org/10.1088/1757-899x/708/1/012067
  11. Ding, R., Fan, S., Wu, M., Li, Y. (2021). Numerical study on fire resistance of rectangular section stainless steel-concrete composite beam. Fire Safety Journal, 125, 103436. doi: https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2021.103436
  12. Sharma, S., Vaddamani, V. T., Agarwal, A. (2019). Insulation effect of the concrete slab-steel deck interface in fire conditions and its influence on the structural fire behavior of composite floor systems. Fire Safety Journal, 105, 79–91. doi: https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2019.02.006
  13. 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.
  14. Džadić, S. (2018). Fire resistance of reinforced concrete slabs according to EC2 and branz TR8. Савремена теорија и пракса у градитељству, 13 (1). doi: https://doi.org/10.7251/stp1813562d
  15. Nigro, E., Cefarelli, G., Bilotta, A., Manfredi, G., Cosenza, E. (2011). Fire resistance of concrete slabs reinforced with FRP bars. Part II: Experimental results and numerical simulations on the thermal field. Composites Part B: Engineering, 42 (6), 1751–1763. doi: https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2011.02.026
  16. EN 1994-1-2. Eurocode 4: Design of composite steel and concrete structures – Part 1-2: General rules - Structural fire design. Available at: https://www.phd.eng.br/wp-content/uploads/2015/12/en.1994.1.2.2005.pdf
  17. Xu, Q., Chen, L., Li, X., Han, C., Wang, Y. C., Zhang, Y. (2020). Comparative experimental study of fire resistance of two-way restrained and unrestrained precast concrete composite slabs. Fire Safety Journal, 118, 103225. doi: https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2020.103225
  18. Concrete Reinforcing Steel Institute - CRSI [2015]. “Fire Resistance of Reinforced Concrete Buildings”, CRSI Technical Note ETN-B-1-16. Schaumburg, Illinois. Available at: http://resources.crsi.org/index.cfm/_api/render/file/?method=inline&fileID=28E52FFB-B3FD-D0AE-88CEF9CC52E075B6
  19. Workshop ‘Structural Fire Design of Buildings according to the Eurocodes’. Brussels.
  20. Balaji, A., Nagarajan, P., Madhavan Pillai, T. M. (2016). Predicting the response of reinforced concrete slab exposed to fire and validation with IS456 (2000) and Eurocode 2 (2004) provisions. Alexandria Engineering Journal, 55 (3), 2699–2707. doi: https://doi.org/10.1016/j.aej.2016.06.005
  21. Lim, L., Buchanan, A., Moss, P., Franssen, J.-M. (2004). Computer Modeling of Restrained Reinforced Concrete Slabs in Fire Conditions. Journal of Structural Engineering, 130 (12), 1964–1971. doi: https://doi.org/10.1061/(asce)0733-9445(2004)130:12(1964)
  22. Vassart, O., Zhao, B., Cajot, L. G., Robert, F., Meyer, U., Frangi, A. (2014). Eurocodes: Background & Applications Structural Fire Design. JRC Science and Policy Report. Luxembourg: Publications Office of the European Union, 256. doi: https://doi.org/10.2788/85432
  23. Pozdeev, S. V. (2010). Issledovanie effektivnosti raschetnyh metodov dlya opredeleniya predela ognestoykosti prednapryazhennoy rebristoy zhelezobetonnoy plity. Naukovyi visnyk Ukrainskoho naukovo-doslidnoho instytutu pozhezhnoi bezpeky, 2 (24), 5–11.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-12-21

Як цитувати

Некора, В. С., Сідней, С. О., Шналь, Т. М., Некора, О. В., Данкевич, І. П., & Поздєєв, С. В. (2021). Визначення особливостей поведінки сталезалізобетонної плити в умовах пожежі. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(7 (114), 59–67. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.246805

Номер

Том 6 № 7 (114) (2021): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Valeriia Nekora, Stanislav Sidnei, Taras Shnal, Olga Nekora, Iryna Dankevych, Serhii Pozdieiev

Creative Commons License

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.