МЕХАНІЗМИ РУЙНУВАННЯ СТАЛЕВИХ КАРКАСІВ БАГАТОПОВЕРХОВИХ БУДІВЕЛЬ ПРИ ПОЖЕЖІ
DOI:
https://doi.org/10.31650/2786-6696-2024-8-22-29Ключові слова:
метод скінченних елементів, сталеві конструкції, живучість, пожежа, прогресуюче руйнування, механізм руйнування.Анотація
Проведено огляд попередніх досліджень присвячених питанню живучості багатоповерхових будівель зі сталевим каркасом. Проаналізовано наявні на сьогодні заходи посилення живучості сталевих каркасів багатоповерхових будівель при пожежі, які впливають на потенційний механізм їх руйнування. Визначені кількісні показники живучості, досліджені раніше. Описано використану в дослідженні модель сталевого каркасу багатоповерхової будівлі. Представлено спосіб моделювання дії пожежі на сталеві конструкції. Визначено критерій руйнування елементів сталевого каркасу.
Представлено використані заходи посилення живучості для моделі сталевого каркасу багатоповерхової будівлі. Визначено послідовність руйнування різних елементів сталевих каркасів багатоповерхових будівель за різних заходів посилення живучості. Проаналізовано тривалість руйнування кожного з розглянутих механізмів.
Встановлено, що початкове руйнування в ненагрітому елементі призводить до менш прогнозованого і більш несприятливого механізму руйнування з точки зору евакуації в разі аварії. Визначено, що для уникнення початкового руйнування в ненагрітому елементі потрібно використовувати вузол кріплення аутригерів до колон з допущенням вертикальних переміщень. Встановлено, що у випадку руйнування балки раніше за колону, механізм буде тривалішим, ніж у випадку початкового руйнування колони. Більш раннє руйнування середньої колони призводить до тривалішого механізму, ніж більш раннє руйнування крайньої колони. Встановлено, що механізм руйнування типу «балка-середня колона-крайня колона-остаточне руйнування» найбільш тривалий та найбільш передбачуваний. Визначено градацію типів механізму руйнування сталевих каркасів в ролі якісного показника живучості. Представлена градація може бути використана для досліджень каркасів різної прольотності та поверховості.
Посилання
[1] A.S. Bіlyk, A.І. Kovalenko, "Porіvnyannya metodіv rozrakhunku metalevikh karkasіv visotnikh budіvel' na odinichnu zhivuchіst'", Zbіrnik naukovikh prac' Ukraїns'kogo іnstitutu stalevikh konstrukcіj іmenі V. M. Shimanovs'kogo, no. 16, pp. 30-39, 2015.
[2] A.S. Bіlyk, A.І. Kovalenko, "Dinamіchnі zusillya v kolonakh stalevikh karkasіv bagatopoverkhovikh budіvel' pri rozrakhunku na odinichnu zhivuchіst'", Resursoekonomnі materіali, konstrukcії, budіvlі ta sporudi, no. 32, pp. 304-309, 2016.
[3] A.І. Kovalenko, "Osoblivostі proektuvannya bagatopoverkhovikh budіvel' z odinichnoyu zhivuchіstyu", Vіsnik Odes'koї derzhavnoї akademії budіvnictva ta arkhіtekturi, no. 63, pp. 62-66, 2016.
[4] A.S. Bіlyk, A.І. Kovalenko, "Suchasnі metodi modelyuvannya progresuyuchogo rujnuvannya budіvel' і sporud", Stroitel'stvo. Materialovedenie. Mashinostroenie. Seriya : Sozdanie vysokotekhnologicheskikh ehkokompleksov v Ukraine na osnove koncepcii sbalansirovannogo (ustojchivogo) razvitiya, no. 87, рр. 35-41, 2016.
[5] R. Sun, I. Burgess, Zh. Huang, G.Dong, "Progressive failure modelling and ductility demand of steel beam-to-column connections in fire", Engineering Structures, no. 89, pp. 66-78, 2015.
[6] A. Wada, K. Ohi, H. Suzuki, Y. Sakumoto, M. Fushimi, H. Kamura, Y. Murakami, M. Sasaki, K. Fujiwara, Study of Structural Redundancy of High-Rise Steel Building Due to the Effect of Heat and Loss of Vertical Structural Members, 2004.
[7] M.K. Daurov, A.S. Bilyk, "Providing of the vitality of steel frames of high-rise buildings under action of fire", Strength of Materials and Theory of Structures: Scientific-and-technical collected articles, no. 102, pp. 62-68, 2019.
[8] M.K. Daurov, A.S. Bilyk, "Multi-storey steel frames in fire stress state comparison of under different initial conditions and their influence on vitality", Modern construction and architecture, no. 1, pp. 27-43, 2022.
[9] M.K. Daurov, A.S. Bilyk, "The multi-story buildings steel frames vitality in the fire increasing", Modern construction and architecture, no. 4, pp. 14-22, 2023.
[10] M.K. Daurov, A.S. Bilyk, "Investigation of changes in steel frames stress state in fire and influence on its vitality", Strength of Materials and Theory of Structures: Scientific and technical collected articles, no. 108, pp. 325-336, 2022.
[11] J. Jiang, G.Q.Li, A.S. Usmani, "Progressive collapse mechanisms of steel frames exposed to fire", Advances in Structural Engineering, № 17(3), pp. 381-398, 2014.
[12] B.H. Jiang, G.Q. Li, A.S. Usmani, "Progressive collapse mechanisms investigation of planar steel moment frames under localized fire", Journal of Constructional Steel Research, № 115, pp. 160-168, 2015.
[13] DSTU-N B EN 1993-1-2:2010. Yevrokod 3. Proektuvannia stalevykh konstruktsii. Chastyna 1-2. Zahalni polozhennia. Rozrakhunok konstruktsii na vohnestiikist. K.: Minrehionbud Ukrainy, 2010.
[14] DBN V.1.2-2:2006. Navantazhennia i vplyvy. Normy proektuvannia. K.: Minrehionbud Ukrainy, 2006.
[15] DBN V.2.6-198:2014. Stalevi konstruktsii. Normy proektuvannia. K.: Minrehionbud Ukrainy, 2014.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 СУЧАСНЕ БУДІВНИЦТВО ТА АРХІТЕКТУРА
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
