Дослідження вогнестійкості захищених реактивними вогнезахисними речовинами сталевих будівельних конструкцій

Abstract

Проблема. У світі щорічно виникає близько 8 мільйонів пожеж, на яких гине приблизно 90 тис. людей. Близько 51 % всіх пожеж виникають в будівлях і спорудах та на транспорті, і при цьому на таких пожежах 90–95 % від жертв на пожежах. Масштабні трагедії, пов’язані з пожежами, забирають і зараз тисячі життів, а також призводять до мільйонних збитків. Наведені чинники створюють потребу в захисті людини від впливу окреслених загроз. Умовою зниження незворотних наслідків пожеж на об’єктах різного призначення є забезпечення вогнестійкості будівельних конструкцій шляхом збереження несучої здатності будівельних конструкцій, в тому числі і сталевих. Одним із пріоритетних напрямків забезпечення вогнестійкості будівель та споруд є використання вогнезахищених будівельних конструкцій. Мета. Розробка кінцево-елементної моделі для дослідження вогнестійкості вогнезахищених сталевих будівельних конструкцій за допомогою сучасних програмних комплексів (на прикладі ЛІРА-САПР (Україна). Методи. Методи експериментального дослідження поведінки зразків при нагріванні, регламентованих вимогами державних стандартів України. Для моделювання теплообміну в елементах вогнезахищених сталевих конструкцій при пожежі, а також при дослідженні процесів тепломасообміну у печі при випробуваннях на вогнестійкість використовувалися числові методи кінцевих елементів, кінцевих різниць, комп’ютерне моделювання процесів нестаціонарного теплообміну. Результати. У статті досліджено вогнестійкість вогнезахищених сталевих колон за допомогою моделювання теплового стану колони. Розроблена кінцево-елементна модель дає змогу з достатньою для інженерних розрахунків точністю моделювати теплові процеси в системі «вогнезахисна колона – вогнезахисне покриття». При цьому можливо враховувати теплофізичні характеристики матеріалу колони та вогнезахисних покриттів. Висновки. Розроблено кінцево-елементну модель вогнезахищеної сталевої колони двотаврового перерізу в програмному комплексі ЛІРА-САПР, за допомогою якої проведено теплотехнічний розрахунок колони. В результаті встановлено задовільну збіжність результатів розрахункового та експериментального дослідження вогнестійкості (похи- бка не більше 20%). Перевірено працездатність розробленої кінцево-елементної моделі вогнезахищеної сталевої колони.