Дослідження вогнестійкості елементів сталевих каркасів промислових будівель з врахуванням рівня механічного навантаження

Abstract

У статті розглянуто та проаналізовано методи, за допомогою яких можна проводити дослідження з визначення вогнестійкості елементів сталевих каркасів промислових будівель. Визначено, що доцільно використовувати засоби з використанням засобів обчислювальної термогазодинаміки, які не мають обмежень через високу вартість, складність, екологічність та складність порівняно з реальними експериментами. Для проведення найнадійніших обчислювальних експериментів були створені математичні моделі температури та механічної реакції на тепловий ефект пожежі з урахуванням рівнянь теплопровідності, систем диференціальних рівнянь напружено- деформованого стану твердих речовин при їх чисельному виконанні на основі методу скінченних елементів. Вирішення математичних моделей проводилось із використанням з використанням засобів обчислювальної термогазодинаміки, які описують процес тепло- і масообміну в випробувальних пожежних печах під час визначення вогнестійкості сталевих конструкцій. За результатами обчислювальних експериментів показано, що граничний стан втрати несучої здатності вертикальних і горизонтальних конструкцій виникає внаслідок утворення зони пластичних деформацій з урахуванням асоціативної теорії пластичності. За результатами обчислювальних експериментів виявлено залежність межі вогнестійкості від рівня прикладеного навантаження до конструкцій, близького до лінійного. На основі отриманих залежностей та відповідних графіків розроблена методика, заснована на використанні максимальних деформацій елементів з відповідною фіксацією граничного стану на втрату вогнестійкості з точки зору несучої здатності шляхом вигину цієї кривої.