🗊 Огнестойкость строительных конструкций профессор Фёдоров Виктор Сергеевич

Огнестойкость строительных конструкций профессор Фёдоров Виктор Сергеевич

Актуальность

Пожар в здании Всемирного торгового центра в Нью-Йорке (2001 г.)

Пожар и его опасные факторы

Долговечность и огнестойкость конструкций

Температурные режимы пожаров

«Жёсткое» и «гибкое» противопожарное нормирование

Температурные режимы пожаров

Переход от «реального» пожара к стандартному

Степень огнестойкости здания

Пределы огнестойкости конструкций

Класс пожарной опасности конструкций

Огнестойкость железобетонных конструкций

Аналитическая аппроксимация температурных зависимостей основных параметров диаграмм термомеханического состояния бетона

Диаграмма термомеханического состояния бетона Предлагаемое выражение позволяет Использовать в расчёте непосредственно коэффициенты секущего модуля; Описывать единой зависимостью восходящую и нисходящую ветвь; Учитывать изменение характера нелинейности диаграмм при их трансформации без применения дополнительных опытных коэффициентов.

Функциональные зависимости для описания диаграмм деформирования бетона Уравнение связи между напряжениями и деформациями бетона: Функциональная зависимость для коэффициента секущего модуля : Уровень деформаций: Параметр нелинейности диаграммы kt определяется из условия, что в вершине диаграммы коэффициент секущего модуля равен своему предельному значению: Показатель m определяется из условия, что угол наклона касательной в вершине диаграммы равен нулю: Тогда выражение для коэффициента секущего модуля: Максимальный уровень деформаций:

Огнестойкость железобетонных конструкций

Влияние размеров элемента и вида бетона

Огнестойкость железобетонных конструкций

Огнестойкость железобетонных конструкций

Огнестойкость статически неопределимых железобетонных конструкций

Исходные гипотезы и основные соотношения деформационной модели термосилового сопротивления нормальных сечений железобетонных элементов

Разрешающая система уравнений для определения напряжённо-деформированного состояния неравномерно нагретого железобетонного элемента Разрешающая система уравнений: В более компактном виде: где {F} – вектор внешних сил; [D] – матрица жёсткости элемента; {u} – вектор обобщённых деформаций элемента: t – линейная деформация, t – угловая деформация; {B} – вектор температурных усилий. Осевая Bt и изгибная Dt жёсткости элемента определяются как отношение действующего усилия к соответствующим силовым деформациям:

Алгоритм расчётной оценки огнестойкости железобетонных конструкций

Огнестойкость металлических конструкций

Структура курса «Огнестойкость строительных конструкций»

Тематическое содержание лекционного курса: Блок 1 – Основы обеспечения огнестойкости строительных конструкций и зданий Понятие о пожарной опасности и пожарной безопасности зданий Последствия воздействия пожаров на здания Температурные режимы пожаров Понятие об огнестойкости строительных конструкций и зданий Огнестойкость строительных конструкций как базовый элемент противопожарной защиты строительных объектов Технические, экономические и социально-психологические аспекты проблемы обеспечения огнестойкости строительных конструкций Экспериментальная и расчётная оценка огнестойкости конструкций Факторы, определяющие поведение строительных конструкций при пожаре Экспериментальные данные об огнестойкости железобетонных, каменных, металлических и деревянных конструкций Влияние совместной работы конструкций в составе несущей системы здания на их огнестойкость

Тематическое содержание лекционного курса: Блок 2 – Основы расчётной оценки огнестойкости конструкций и зданий Теплотехническая и статическая задачи расчёта огнестойкости Основы расчёта температурного режима пожара в помещении Основы расчёта температурных полей в сечениях конструкций при пожаре Влияние высокой температуры на физико-механические свойства бетона, строительной стали и древесины Статический и кинетический подходы к оценке влияния высокой температуры прочностные и деформативные свойства материалов Основы расчёта огнестойкости железобетонных, металлических и деревянных конструкций Расчётная оценка огнестойкости проектируемых зданий Особенности расчётной оценки эксплуатируемых и реконструируемых зданий Основы расчётной оценки сохранности железобетонных конструкций после пожара

Тематика практических занятий Определение требуемой степени огнестойкости здания и требуемых пределов огнестойкости основных несущих конструкций - 2 ч. Расчёт температурных полей в сечениях типовых железобетонных конструкций при пожаре (теплотехническая задача). Определение критических температур нагрева арматуры. Расчёт толщины слоя бетона, прогретого до критической температуры - 2 ч. Расчётная оценка огнестойкости железобетонных плит и колонн на основе прочностных и деформационных критериев (статическая задача). Метод критических температур, метод приведённого сечения, метод критических деформаций, диаграммный метод – 6 ч. Расчёт огнестойкости стальных и деревянных конструкций – 4 ч. Всего: 14 ч.

Перечень тем для самостоятельной работы Оценка огнестойкости строительных конструкций с учётом реального режима воздействия пожара Преимущества и перспективы объектно-ориентированной оценки огнестойкости конструкций и зданий Причины и закономерности изменения физико-механических свойств материалов при нагреве Конструктивные мероприятия, способствующие повышению огнестойкости строительных конструкций Прочность и деформативность железобетонных конструкций, повреждённых пожаром Методы решения теплотехнической задачи расчёта огнестойкости железобетонных конструкций Методы и средства огнезащиты металлических конструкций

Рекомендуемая литература СНиП 21-01-97*. Пожарная безопасность зданий и сооружений. Нормы проектирования / Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2001. ГОСТ 30247-94. Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. – Взамен СТ СЭВ 1000-78; Введ. 01.01.96. МДС 21.2-2000. Методические рекомендации по расчёту огнестойкости и огнесохранности железобетонных конструкций. Второе издание. – М.: ГУП НИИЖБ, 2000. – 92 с. Фёдоров В.С. Основы обеспечения пожарной безопасности зданий. – М.: Изд-во АСВ, 2004. – 176 с. Ройтман В.М. Инженерные решения по оценке огнестойкости проектируемых и реконструируемых зданий. – М.: Асс. «Пожарная безопасность и наука», 2001. – 382 с. Огнестойкость строительных конструкций / И.Л. Мосалков, Г.Ф. Плюснина, А.Ю. Фролов – М.: Спецтехника, 2001.– 496с. Яковлев А.И. Расчёт огнестойкости строительных конструкций. – М.: Стройиздат, 1988. – 143 с. Милованов А.Ф. Стойкость железобетонных конструкций при пожаре. – М.: Стройиздат, 1998. – 304 с.

Вопросы ?

О работе диссертационных советов

О работе диссертационных советов Все действующие диссертационные советы работают до 15 ноября 2007 г. Новая сеть диссертационных советов призвана сократить их количество. Предпочтение отдаётся объединённым советам. Основные ошибки и замечания по аттестационным делам, направляемым в ВАК: Содержание работы, научная новизна не соответствуют заявленной специальности; Заключение диссертационных советов не соответствует требованиям Положения ВАК по присуждению учёной степени доктора наук; Отсутствие или недостаточность публикаций в изданиях, рекомендованных в Перечне ВАК; Небрежность оформления документов: несоответствие в комплектах; в документах по-разному указываются место работы, должность, наличие и количество научных трудов; разные формулировки в научной новизне.

Пожар на заводе двигателей КАМАЗ (1993 г.)

Температурный режим «реального» пожара

Построение изотермических диаграмм деформирования бетона при нагреве под нагрузкой 1 – Кривая снижения прочности бетона 2 – Кривая снижения начального модуля деформаций 3 – Кривые развития силовых деформаций 4 – Кривая предельных силовых деформаций 5 – Кривая максимально-граничного состояния 6 – Изотермические диаграммы деформирования

Построение нелинейных изотермических диаграмм деформирования арматуры при нагреве под нагрузкой

Температурные зависимости основных механических характеристик арматуры

Аналитическое описание диаграмм деформирования арматуры при нагреве Напряжения предела текучести su,tj и предела упругости se,tj арматуры для данной температуры нагрева: где su,0, se,0 – предел текучести и предел упругости арматуры до нагрева. Деформации se,tj, соответствующие напряжениям предела упругости: Деформации su,t, соответствующие началу стадии текучести арматуры, принимаются не зависящими от температуры нагрева (например, для арматуры класса А-III su,t = 1,25%). Предельный локальный коэффициент секущего модуля на нелинейном участке диаграммы su,tj : Параметр нелинейности деформирования ks,tj: Температурные деформации арматуры: где s,t – коэффициент температурного расширения Уравнение связи напряжений и деформаций арматуры при нагреве: где s,tj – коэффициент изменения секущего модуля деформаций.

Диаграмма термомеханического состояния арматуры Разработанная методика позволяет единообразно описывать связь напряжений и деформаций арматуры любых классов как при нагреве, так и при нормальной температуре