Метод ідентифікації міцнісних характеристик бетону залізобетонного ригеля при нагріві в умовах пожежі

Автор(и)

  • Сергій Валерійович Поздєєв Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України, Україна https://orcid.org/0000-0002-9085-0513
  • Ольга Валеріївна Некора Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України, Україна https://orcid.org/0000-0002-5202-3285
  • Світлана Миколаївна Федченко Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України, Україна https://orcid.org/0000-0003-3294-2214
  • Наталія Петрівна Заїка Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України, Україна https://orcid.org/0000-0002-8757-5709
  • Тарас Миколайович Шналь Національний університет “Львівська політехніка”, Україна https://orcid.org/0000-0002-4226-9513
  • Андрій Вікторович Субота Ужгородський національний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-8605-344X
  • Михайло Михайлович Несух Ужгородський національний університет, Україна https://orcid.org/0000-0003-2561-110X

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.282205

Ключові слова:

залізобетонний ригель, оефіцієнт зниження міцності бетону, вогнестійкість, міцність бетону

Анотація

У статті запропоновано метод, який дозволяє досліджувати закономірності змінення міцності бетону залізобетонних ригелів у залежності від температури нагріву в умовах пожежі шляхом інтерпретації результатів їхніх стандартних вогневих випробувань. Для реалізації даного методу запропоновано в якості даних, що входять у набір результатів вимірювань під час здійснення вогневих випробувань, використовувати аналогічні дані, отримані за допомогою математичного моделювання на основі методу скінчених елементів та заданих властивостей матеріалів у тому числі рекомендованої настановами кривої зниження міцності бетону у залежності від температури. Такими даними є залежності від часу температурних показників в окремих точках перерізу та залежність максимального прогину ригеля від часу. У статті запропоновано метод інтерполяції, що дозволяє встановити температуру в будь-якій точці перерізу на основі наближення ізотерм параболами із перемінним показником їхньої степені. Для ідентифікації залежності міцності бетону залізобетонних ригелів запропоновано метод, заснований на математичній інтерпретації температурних показників, отриманих за допомогою запропонованого методу інтерполяції, та кривої залежності максимального прогину від часу з використанням деформаційної моделі для описання напружено-деформованого стану.

У робі також показано, що результати, отримані за допомогою запропонованого методу ідентифікації коефіцієнтів зниження міцності бетону, є адекватними, оскільки їх відносна похибка у середньому складає не більше 7 %. На основі отриманих результатів доведено можливість його застосування для вивчення закономірностей зниження міцності бетону залізобетонних ригелів в умовах пожежі

Біографії авторів

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

Доктор технічних наук, професор

Кафедра безпеки об’єктів будівництва та охорони праці

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

Світлана Миколаївна Федченко, Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України

Кафедра безпеки об’єктів будівництва та охорони праці

Наталія Петрівна Заїка, Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України

Кафедра автоматичних систем безпеки та електроустановок

Тарас Миколайович Шналь, Національний університет “Львівська політехніка”

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра будівельних конструкцій та мостів

Андрій Вікторович Субота, Ужгородський національний університет

Кандидат технічних наук

Кафедра міського будівництва і господарства

Михайло Михайлович Несух, Ужгородський національний університет

Кафедра міського будівництва і господарства

Посилання

  1. Liu, C., Zhou, B., Guo, X., Liu, C., Wang, L. (2023). Analysis and prediction methods for the static properties of reinforced concrete beams under fire. Structures, 47, 2319–2330. doi: https://doi.org/10.1016/j.istruc.2022.12.041
  2. Casandjian, C., Challamel, N., Lanos, C., Hellesland, J. (2013). Bibliography. Reinforced Concrete Beams, Columns and Frames, 279–292. doi: https://doi.org/10.1002/9781118639511.biblio
  3. Kodur, V., Banerji, S. (2020). Comparative fire behavior of reinforced concrete beams made of different concrete strengths. Proceedings of the 11th International Conference on Structures in Fire (SiF2020). doi: https://doi.org/10.14264/bd10594
  4. Quagliarini, E., Clementi, F., Maracchini, G., Monni, F. (2016). Experimental assessment of concrete compressive strength in old existing RC buildings: A possible way to reduce the dispersion of DT results. Journal of Building Engineering, 8, 162–171. doi: https://doi.org/10.1016/j.jobe.2016.10.008
  5. Johnson, R. P., Wang, Y. C. (2019). Composite Structures of Steel and Concrete: Beams, Slabs, Columns and Frames for Buildings. John Wiley & Sons. doi: https://doi.org/10.1002/9781119401353
  6. 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
  7. De Souza, R. C. S., Andreini, M., La Mendola, S., Zehfuß, J., Knaust, C. (2019). Probabilistic thermo-mechanical finite element analysis for the fire resistance of reinforced concrete structures. Fire Safety Journal, 104, 22–33. doi: https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2018.12.005
  8. Shchipets, S. D. (2014). Metod vyznachennia temperaturnykh poliv u pererizakh nesuchykh stin za rezultatamy yikh vyprobuvan na vohnestiykist. Naukovyi visnyk Ukrainskoho naukovo-doslidnoho instytutu pozhezhnoi bezpeky, 1 (29), 79–84.
  9. Kilpatrick, A. E., Gilbert, R. I. (2017). Simplified calculation of the long-term deflection of reinforced concrete flexural members. Australian Journal of Structural Engineering, 19 (1), 34–43. doi: https://doi.org/10.1080/13287982.2017.1368071
  10. EN 1992-1-2 (2004) (English): Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-2: General rules - Structural fire design. Available at: https://www.phd.eng.br/wp-content/uploads/2015/12/en.1992.1.2.2004.pdf
  11. Nekora, O., Slovynsky, V., Pozdieiev, S. (2017). The research of bearing capacity of reinforced concrete beam with use combined experimental-computational method. MATEC Web of Conferences, 116, 02024. doi: https://doi.org/10.1051/matecconf/201711602024
  12. Gedam, B. A. (2021). Fire resistance design method for reinforced concrete beams to evaluate fire-resistance rating. Structures, 33, 855–877. doi: https://doi.org/10.1016/j.istruc.2021.04.046
  13. 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
  14. Kovalyshyn, V., Pozdieiev, S., Fedchenko, S. (2018). Concrete walls conduct under the fireinfluence investigationusing final elements method. Zbirnyk naukovykh prats ChIPB imeni Heroiv Chornobylia NUTsZ Ukrainy «Nadzvychaini sytuatsiyi: poperedzhennia ta likvidatsiia», 4, 89–98. Available at: https://sci.ldubgd.edu.ua/jspui/handle/123456789/6482
  15. Aliş, B., Yazici, C., Mehmet Özkal, F. (2022). Investigation of Fire Effects on Reinforced Concrete Members via Finite Element Analysis. ACS Omega, 7 (30), 26881–26893. doi: https://doi.org/10.1021/acsomega.2c03414
  16. Tsvetkov, R., Shardakov, I., Shestakov, A., Gusev, G., Epin, V. (2017). Deformation monitoring of load-bearing reinforced concrete beams. Procedia Structural Integrity, 5, 620–626. doi: https://doi.org/10.1016/j.prostr.2017.07.028
Метод ідентифікації міцнісних характеристик бетону залізобетонного ригеля при нагріві в умовах пожежі

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-06-30

Як цитувати

Поздєєв, С. В., Некора, О. В., Федченко, С. М., Заїка, Н. П., Шналь, Т. М., Субота, А. В., & Несух, М. М. (2023). Метод ідентифікації міцнісних характеристик бетону залізобетонного ригеля при нагріві в умовах пожежі. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(7 (123), 26–36. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.282205

Номер

Том 3 № 7 (123) (2023): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Serhii Pozdieiev, Olga Nekora, Svitlana Fedchenko, Nataliya Zaika, Taras Shnal, Andriy Subota, Mykhailo Nesukh

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.