ДОСЛІДЖЕННЯ ПОВЕДІНКИ СТАЛЕВОЇ БАЛКИ ІЗ ВОГНЕЗАХИСНИМ МІНЕРАЛОВАТНИМ ОБЛИЦЮВАННЯМ ПРИ ПОЖЕЖІ

Abstract

У статті розглянуті процеси втрати цілісності вогнезахисного облицювання із мінеральної вати сталевої двотаврової балки. В статті розроблено комп’ютерну модель сталевої балки із вогнезахисним облицюванням із мінеральної вати в якій враховано власну вагу, діюче механічне навантаження та температурний режим нагрівання за умов теплоізолюючого ефекту облицювання із застосуванням комп’ютерної системи LS-DYNA. Показано, що вогнезахисне облицювання втрачає свою цілісність під тепловим впливом пожежі задовго до настання граничного стану втрати вогнестійкості за несучою здатністю. Досліджено умови, за яких вогнезахисне облицювання втрачає свою цілісність та вогнезахисну здатність. При проведенні розрахунку було прийнято припущення, що імовірний відрив вогнезахисного облицювання відбувається не по клейовому шву, а по прилеглим шарам мінераловати, тобто руйнування є когезійним. Таке припущення зроблене при врахуванні того факту, що міцність клейового шва значно перевищує міцність на відрив та на зсування самої мінераловати. Таке припущення враховано засобами програмного середовища LS-DYNA при описанні контактної взаємодії між елементами моделі.

За результатами роботи виявлено, що у час впливу пожежі 60 хв за температури 433 °С спостерігаються відшарування закріплювальних мінераловатних елементів, а при температурі 967 °С спостерігаються ознаки місцевої втрати стійкості у вигляді складок у полках та стінці двотаврової балки посередині та по її закріплених кінцях. Настання стану втрати вогнестійкості за несучою здатністю досліджуваної сталевої балки із мінераловатним вогнезахисним облицюванням відбувається на 117 хв впливу стандартного температурного режиму пожежі. Розкриття зазору між балкою та мінераловатним вогнезахисним облицюванням завбільшки 25 мм спостерігається у момент часу 44.5 хв при температурі нагрівання сталевої балки 425 °С. Втрата вогнезахисної здатності мінераловатним за ознакою розкриття щілини між балкою та облицюванням завбільшки 25 мм відбувається раніше на 73 хв за настання граничного стану втрати вогнестійкості за несучою здатністю, що необхідно враховувати при розрахунках.