Please use this identifier to cite or link to this item:
http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/27820| Title: | Залежність межі вогнестійкості сталевої колони від рівня навантаження |
| Other Titles: | DEPENDENCE OF THE FIRE RESISTANCE LIMIT OF A STEEL COLUMN ON THE LOAD LEVEL |
| Authors: | Сідней, Станіслав Олександрович Іщенко, Іван Іванович Костенко, Тетяна Вікторівна Мотрічук, Роман Борисович Школяр, Євгеній Володимирович Колосков, Володимир Юрійович |
| Keywords: | вогнестійкість метод скінченних елементів комп’ютерне моделювання втрата несучої здатності пожежа |
| Issue Date: | 30-Oct-2025 |
| Publisher: | Національний університету цивільного захисту України |
| Citation: | Проблеми надзвичайних ситуацій |
| Series/Report no.: | 2(42)2025; |
| Abstract: | У межах дослідження було проведено розрахунки з оцінювання вогнестійкості сталевої колони в умовах впливу пожежі з урахуванням різного рівня механічного навантаження. Математичне моделювання, виконане у програмному середовищі ANSYS, дозволило врахувати температурно-залежні характеристики матеріалу, просторову геометрію елемента та комбіновану дію температурного й механічного навантаження. Об’єктом дослідження є напруженодеформований стан сталевої колони без вогнезахисту в умовах сумісного впливу температурного та механічного навантаження. Проблема дослідження полягає в тому, що в сучасній інженерній практиці відсутній спрощений підхід до оцінювання вогнестійкості сталевих колон, який би забезпечував прийнятний рівень точності, порівнянний з результатами, отриманими за допомогою уточнених методів чисельного моделювання. Застосування таких методів потребує значних обчислювальних ресурсів, спеціалізованого програмного забезпечення та високої кваліфікації виконавців, що ускладнює їх використання під час проєктування або під час оцінювання ризиків у реальних умовах. Через це виникає необхідність у створенні більш доступного інженерного інструменту, який би дозволив з достатньою точністю прогнозувати втрату несучої здатності конструкцій в умовах пожежі без залучення складних розрахункових схем. Ці розрахунки стали основою для побудови аналітичної залежності межі вогнестійкості конструкції від рівня навантаження. Запропонована залежність забезпечує високу точність, порівнянну з уточненими методами, і водночас дозволяє швидко оцінювати вогнестійкість аналогічних конструкцій без потреби у складному чисельному моделюванні. Таким чином, отримані результати стали підґрунтям для формування практично орієнтованого підходу до попереднього визначення межі вогнестійкості сталевих колон при заданому рівні навантаження. |
| Description: | The object of the study is the stress–strain state of an unprotected steel column under the combined action of thermal and mechanical loading. The research problem lies in the absence of a simplified approach in modern engineering practice for assessing the fire resistance of steel columns that would provide an acceptable level of accuracy comparable to the results obtained through advanced numerical modeling methods. The application of such advanced methods requires significant computational resources, specialized software, and a high level of technical expertise. This makes them difficult to use during time-constrained design processes or for real-time risk assessments in practical conditions. Therefore, there is a need for a more accessible engineering tool capable of predicting the loss of loadbearing capacity of steel structures under fire exposure with sufficient accuracy, without relying on complex calculation schemes. As part of the research, calculations were performed to assess the fire resistance of an I-section steel column (section № 24) subjected to standard fire conditions in accordance with ISO 834, taking into account different levels of applied mechanical loading. The mathematical modeling was conducted in the ANSYS Workbench software environment, which made it possible to incorporate temperature-dependent material properties, the spatial geometry of the element, and the combined effect of thermal and mechanical loads. These calculations provided the basis for developing an analytical dependence of the fire resistance limit on the level of applied load. The proposed relationship ensures high accuracy, comparable to that of detailed numerical methods, while enabling a rapid assessment of the fire resistance of similar structural elements without the need for complex simulations, which typically require substantial computational capacity and specialized personnel. Thus, the results of the study formed the foundation for a practically oriented approach to the preliminary determination of the fire resistance limit of steel columns based on a known load level. |
| URI: | http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/27820 |
| ISSN: | 2524-0226 |
| Appears in Collections: | Кафедра пожежної і техногенної безпеки об'єктів та технологій |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| 19__merged.pdf | Стаття | 1,41 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.