Залежність межі вогнестійкості сталевої колони від рівня навантаження

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.