Вогнестійкість монолітних залізобетонних конструкцій будівель

Abstract

UA: Захищається рукопис, що містить розробку методики дослідження повних діаграм ²s-e² нових видів термічно зміцненої арматури (А), експериментальні дослідження міцносних і деформативних характеристик арматури класу А500С при нагріванні, виявлення доцільності додаткового деформаційного зміцнення арматури класу А500С. Розроблено методику чисельного моделювання температурних полів у перерізах основних елементів залізобетонних конструкцій будівель при односторонньому, тристоронньому і чотиристоронньому нагріванні й отримані вихідні дані для розрахунку несучої здатності каркасних статично невизначних залізобетонних будівель на сучасних програмних комплексах. Розроблено методику розрахунку вогнестійкості монолітних каркасних будівель з урахуванням фізичної нелінійності бетону й арматури при нагріванні й охолодженні. Проведені за розробленою методикою чисельні дослідження напружено-деформованого стану статично невизначних залізобетонних конструкцій з урахуванням впливу локального нагрівання на міцність сусідніх елементів, впливу обсягу вогнищ пожежі, їхнього розташування, розрахункових схем каркасів, їхньої просторової роботи. Розроблено оптимальні з погляду вогнестійкості розрахункові схеми багатоповерхових будівель. Проведено експериментальні дослідження напружено- деформованого стану статично невизначних залізобетонних конструкцій. Розроблено пропозиції з розрахунку вогнестійкості монолітних залізобетонних конструкцій з новими видами арматури. Результати досліджень упроваджені при розробці нової серії попередньо напружених залізобетонних 9-ти метрових пустотних плит, армованих стержневою арматурою класу А500С і А400С, вивчення міцності стиків, що зварюються, і спільної роботи з бетоном на ЗБК-5 м. Харкова; використані при підготовці інструктивних документів і в методичних рекомендаціях для курсантів і слухачів ХАПБ МВС України.

RU: Содержание диссертации. Обоснована актуальность, научная новизна и практическая ценность работы, дана ее общая характеристика. В первом разделе проведен аналитический обор методов расчета огнестойкости конструктивних элементов монолитных зданий, проведен анализ экспериментальных даннях о прочностных и деформативных характеристиках бетона и арматуры. Сформулированы задачи исследования. Во втором разделе определено условие обеспечения снижения прочности и повышения деформативности арматуры при нагреве, разработана методика исследования полных диаграмм ²s-e² арматуры; предложена и изготовлена новая установка, позволяющая проводить испытания по различным режимам, в том числе в релаксационном, определять полную диаграмму «напряжение - деформация» арматуры с нисходящей ветвью при повышенных и высоких температурах (Заявка на изобретение № 2001042613 от 18.04.2001). Разработана методика масштабирования машинных диаграмм, которая дает возможность использования существующих гидравлических прессов для определения полных относительных удлинений при максимальной нагрузке, dmax , соответствующих временному сопротивлению sв, получены результаты экспериментальных исследований прочностных и деформативных характеристик арматуры класса А500С при нагреве. Проведено исследование целесообразности дополнительного деформационного упрочнения арматуры класса А500С. Установлено, что деформационное упрочнение стержневой арматуры серповидного профиля класса А500С с вытяжкой до контролируемого удлинения 3 % увеличивает прочность до 14 %. В третьем разделе проведено численное моделирование температурных полей в сечениях основных элементов железобетонных конструкций зданий при одностороннем, трехстороннем и четырехстороннем нагреве и стандартном температурном режиме пожара. Получены данные для расчета несущей способности каркасных статически неопределимых железобетонных зданий на современных программных комплексах. Даны графики распределения температуры в поперечных сечениях колонн и ригелей наиболее распространенных размеров. Разработана методика расчета напряженно-деформированного состояния статически неопределимых железобетонных конструкций при пожаре. Проведено численное моделирование усилий и перемещений в монолитных каркасных многоэтажных зданиях с использованием ПК Лира Windows. Исследовано влияние расположения и объема очагов пожара на формирование усилий в процессе развития пожара в плоских и пространственных рамных системах с учетом физической нелинейности. Исследовано влияние расположения и объема очагов пожара на формирование усилий в процессе развития пожара в плоских и пространственных рамных системах с учетом физической нелинейности. Показано, что при возникновении пожара в средних пролетах здания и его распространения на соседние пролеты существенно увеличиваются усилия в крайних колоннах, которые могут быть разрушены задолго до потери несущей способности колонн, непосредственно подвергающихся воздействию огня. Разработаны конструктивные решения, минимизирующие температурные усилия при пожаре. В четвертом разделе приведены результаты экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния статически неопределимых железобетонных конструкций. Разработаны предложения по расчету огнестойкости монолитных железобетонных конструкций с новыми видами арматуры. В пятом разделе разработаны оптимальные с точки зрения огнестойкости расчетные схемы многоэтажных зданий. Результаты исследований внедрены при разработке новой серии предварительно напряженных железобетонных 9-ти метровых пустотных плит, армированных стержневой арматурой класса А500С и А400С, изучения прочности свариваемых стыков и совместной работы с бетоном на ЖБК-5 г. Харькова; использованы при подготовке инструктивных документов и в методических рекомендациях для курсантов и слушателей ХИПБ МВД Украины.

EN: The manuscript keeping mining of a technique of research of the full charts of new kinds(views) of the thermally hardened reinforcement (А), experimental researches strength and деформативных of the characteristics of the reinforcement of the class А500С is defended at heating, detection of expediency of a padding strain hardening of the reinforcement of the class А500С. The technique of a numerical modeling of temperature fields in sections(cross-sections) of basic elements of concrete designs of buildings is designed at unilateral, trilateral and quadrilateral heating and the input datas for calculation of lift capability of wireframe hyperstatic concrete buildings on modern programmatic complexes are obtained. Is designed a technique of calculation of a flame resistance of monolithic wireframe buildings with allowance for of physical nonlinearity(non-linearity) of concrete both reinforcement at heating and cooling. The numerical researches of tight - strained state of hyperstatic concrete designs with allowance for influencings of local heating on strength of adjacent members, influencing of effect of a volume of the locuses of a fire, their arrangement, computational schemes of skeletons(frameworks), their spatial activity are conducted on a designed technique. Are designed optimum from the point of view of a flame resistance the computational schemes of multi-storey buildings. The experimental researches of tight - strained state of hyperstatic concrete designs are conducted. The proposals on calculation of a flame resistance of monolithic concrete designs with new kinds(views) of the reinforcement are designed. The outcomes of researches are inserted at mining a new series prestressed concrete 9-ти -m пустотних of tables, reinforced beam reinforcement of the class А500С and А400С, analysis of strength of welded joints and team working with concrete on ЗБК-5. Kharkovs; utilised at opening-up of the instruction documents and in the methodical guidelines for the cadets and listeners ХИПБ МВС of Ukraine.