Введение к работе
Актуальность темы.
Статистические данные о частичном и полном разрушении зданий при пожарах; указывают на необходимость принятия эффективных мер по дальнейшему развитию теории и совершенствованию принципов нормирования огнестойкости, зданий и сооружений.
Однако в существующей методике нормирования огнестойкости зданий пока еще преобладает идея, предложенная Ингбергом С.Н. в начале нынешнего столетия (Ingberg S.N.Of the Severity of Blldlng Fires Quarterly of the 4 NFPA 1928, VII. V 28), суть которой характеризуется зависимостью "температура-время", показывая, что "сила" пожара связана с пожарной нагрузкой и оценивается площадью под кривой "температура-время".
Большая часть нормативных ведомств признала такой подход правильным и соотнесла свои требования по огнестойкости с принятым уровнем пожарной нагрузки в зданиях различного назначения. Согласно атому предположению получается, что чем больше указанная под кривой площадь, тем большее количество тепла воспринимают конструкции, и тем больше относительная "сила" пожаре с точки зрения его воздействия на строительные конструкции.
Таким образом, зарубежные исследователи предложили метод в котором учитываюся и температурный режим вероятного пожаре в проектируемом здании и возможная тепловая нагрузка на строительные конструкции от температурного режима "стандартного" пожара.
Актуальность темы исследования состоит в том, что числовые значения фактических пределов огнестойкости железобетонных конструкций, заложенные в СНиПе, в также в правилах большинства зарубежных стран, полученные при
испытаниях по "стандартному" температурному режиму,не всегда объективно отражают поведение данных конструкций в условиях реальных пожаров. Температурные режимы реальных пожаров существенно отличаются от "стандартного" не только по продолжительности, но и по интенсивности Т6П-плового воздействия, а также наличием стадии затухания пожара.
Кроме этого известно, что в условиях пожара при определенной величине тепловой нагрузки на конструкцию наступает ее предельное состояние по огнестойкости. Однако до настоящего времени связь между величиной тепловой нагрузки и несущей способностью конструкций в условиях пожара не .установлена.
Цель и задачи исследования. Цель настоящей диссертационной работы заключается в разработке инженерных методов оценки предела огнестойкости изгибаемых железобетонных конструкций с учетом допустимых тепловых нагрузок и эквивалентной продолжительности пожара.
Для достижения поставленной цели были сформулированы и решены следующие задачи:
1.Разработать, и реализовать методику экспериментального исследования нагрева сплошных железобетонных плит при различных интенсивностях и продолжительности теплового воздействия, включая и режим "стандартного" пожара. ' 2.Получить обобщенные экспериментальные данные плотностей тепловых потоков на обогреваемой и необогревае-мой поверхностях, распределения температурных полей в сечении железобетонных плит при нагреве и остывании.
З.На основе использования численных методов разработать алгоритм расчета на ЭВМ прогрева железобетонных конструкций с применением полученных экспериментальных данных.
4.Разработать инженерную методику оценки допустимой тепловой нагрузки для изгибаемых железобетонных конструкций в условиях реальных пожаров!
5.Разработать инженерную методику определения эквивалентной продолжительности пожара с учетом допустимых тепловых нагрузок для изгибаемых железобетонных конструкций.
Научная новизна работы заключается в том, что:
1.Получены экспериментальные данные о тепловых режимах, нагрузках и температурных полях в железобетонных плитах сплошного сечения при различных интенсивностях и продолжительности теплового воздействия.
2.Разработана инженерная методика оценки допустимых тепловых нагрузок и режимов для железобетонных изгибаемых конструкций в условиях реального пожара.
3.Проведены исследования деформативно-прочностных и теплофизическйх характеристик бетона на стадии нагрева и остывания.
4.Разработана инженерная методика определения эквивалентной продолкительности пожара для изгибаемых железобетонных конструкций с учетом допустимых тепловых нагрузок.
Практическая ценность работы в том,что: UРазработанная методика оценки допустимых тепловых нагрузок и режимов позволяет прогнозировать поведение изгибаемых железобетонных конструкций в условиях реального пожара.
2.Разработанная методика оценки эквивалентной продолжительности покара с учетом допустимых тепловых нагрузок могут быть использованы при дифференцированной оценке пределов огнестойкости изгибаемых железобетонных кон-
струкций.
Реализация результатов работы: - Полученные экспериментальные данные и разработанная методика оценки допустимых тепловых нагрузок и режимов для изгибаемых железобетонных конструкций и методика оценки эквивалентной продолжительности пожара, реализованы в учебном процессе ВШ1ТШ МВД РФ, в подразделениях управления пожарной охраны МВД РА.Результаты экспериментально-теоретических исследований допустимых тепловых нагрузок для изгибаемых железобетонных конструкций будут использованы в новой редакции СНиП 2.03.01-84 "Бетонные и железобетонные конструкции" в части расчете огнестойкости железобетонных конструкций.
Апробация работы:
Основные результаты работы докладывались и получили одобрение на научно-технической конференции " Пожарная безопасность объектов народного хозяйства " (Москва, ВИПТШ 1991), а также на объединенном заседании кафедр "Пожарная безопасность в строительстве", "Инженерной теплофизики и гидравлики", и "Высшей математики" ВИПТШ МВД РФ.
Публикации.
По материалам и результатам исследований опубликовано 3 научных статьи.
Объем работы:
Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, изложена на 206 страницах машинописного текста, содержит 58 рисунков, 20 таблиц, список литературы на ЮТ наименования и .4 приложения.
На защиту выносятся:
количественные значения допустимых тепловых нагрузок и режимов для изгибаемых железобетонных конструкций;
методика определения эквивалентной продолжительности пожара с учетом допустимых тепловых нагрузок;
методика определения требуемого предела огнестойкости изгибаемых железобетонных конструкций в условиях реального покара:
экспериментальные результаты падающих суммарных тепловых потоков на обогреваемой поверхности, а такке тепловых потоков на обогреваемой и необогреваемой поверхностях железобетонной плиты при различных интен-сивностях и продолжительности теплового воздействия, включая и реким "стандартного" пожара;"
расчетные зависимости, полученные в результате обобщения экспериментальных данных падающих тепловых потоков, тепловых потоков на обогреваемой поверхности железобетонной плиты при различных интенсивностях и продолжительности теплового воздействия, K8K функции от среднеобъемной температуры газа;
деформагивно-прочностныа и теплофизические характеристики бетона при нагреве и остывании;
экспериментально-расчетные данные распределения темпертурного поля внутри железобетонной плиты различной толщины, при заданных режимах нагрева;
