ПОРІВНЯННЯ РОБОТИ БАГАТОПОВЕРХОВИХ СТАЛЕВИХ КАРКАСІВ ПРИ ПОЖЕЖІ ЗА РІЗНИХ ПОЧАТКОВИХ УМОВ ТА ЇХ ВПЛИВ НА ЖИВУЧІСТЬ
DOI:
https://doi.org/10.31650/2786-6696-2022-1-27-43Ключові слова:
живучість, пожежа, сталевий каркас, багатоповерхова будівля, прогресуюче руйнування, пластичні деформації.Анотація
Проаналізовано дослідження, присвячені живучості при пожежі сталевих каркасів в багатоповерхових будівлях. Виявлено, що існуючі заходи посилення живучості суттєво збільшують металоємність каркасів. Не виявлено детального аналізу потенційних механізмів руйнування залежно від різних початкових умов. Виявлена необхідність в дослідженні напруженого стану елементів під час пожежі до першого руйнування та подальших потенційних механізмів руйнування для більш глибокого розуміння живучості. В даній публікації проаналізовано роботу плоских багатоповерхових сталевих каркасів під час пожежі. Побудовані графіки залежності коефіцієнту використання несучої здатності різних елементів каркасу залежно від часу.
Порівняно роботу каркасів при пожежі з різними вузлами примикання балок до колон та різним розташування джрела пожежі. Виявлено, що під час пожежі в балкових елементах каркасу напружений стан змінюється зі згинального на стиснуто-зігнутий. Встановлено, що елементи каркасу потрібно проектувати такими, в яких пластичні деформації з’являються раніше, ніж наступає втрата місцевої стійкості. Необхідно проектувати перерізи за класифікацією Єврокоду, де є класифікація залежно від геометрії.
Порівняно роботу каркасів при пожежі з різними початковими запасами. Виявлено, що в жодному елементі каркасу температура до першого настання граничного стану не досягає 400оС, за якої починає зменшуватися межа текучості сталі. Встановлено, що на вогнестійкість каркасів більше впливає не зниження характеристик сталі, а розподіл зусиль.
Порівняно каркаси з жорсткими та шарнірними вузлами примикання з точки зору живучості та вогнестійкості. Встановлено, що каркаси з шарнірними вузлами є більш вогнестійкими, а з жорсткими – більш живучі при пожежі. Визначено спосіб збільшення часу до втрати живучості сталевого каркасу.
Посилання
[1] Дауров М. К., Білик А.С. Огляд вимог сучасних нормативних документів із розрахунку сталевих каркасів багатоповерхових будівель на опір прогресуючому руйнуванню. Містобудування та територіальне планування. 2019. №70. С. 175-186.
[2] Sun R., Burgess I., Huang Zh., Dong G.. Progressive failure modelling and ductility demand of steel beam-to-column connections in fire. Engineering Structures. 2015. №89. P. 66-78.
[3] Richard Liew, J.Y., Tang, L.K., Holmaas, T., Choo, Y.S. Advanced analysis for the assessment of steel frames in fire. Journal of Constructional Steel Research. 1998. № 47. P. 19-45.
[4] Jiang, J., Li, G.Q., Usmani, A.S. Progressive collapse mechanisms of steel frames exposed to fire. Advances in Structural Engineering. 2014. № 17(3). P. 381-398.
[5] Jiang, B.H., Li, G.Q., Usmani A.S. Progressive collapse mechanisms investigation of planar steel moment frames under localized fire. Journal of Constructional Steel Research. 2015. № 115. P. 160-168.
[6] Sun, R.R., Huang, Z.H., Burgess I. Progressive Collapse Analysis of Steel Structures under Fire Conditions. Engineering Structures. 2012. №34. P. 400-413.
[7] Lange, D., Roben, C., and Usmani, A.S. Tall Building Collapse Mechanisms Initiated by Fire: Mechanisms and Design Methodology. Engineering Structures. 2012. №36. P. 90-103.
[8] Daurov M.K., Bilyk A.S. 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. 2022. № 108. P. 325-336.
[9] Daurov M.K., Bilyk A.S. 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. 2019. № 102. P. 62-68.
[10] Білик С. І., Білик А. С., Клюшниченко Т. О., Джанов Л. В.. Визначення коефіцієнта розрахункової довжини стержня шарнірно закріпленого в нижній частині Будівельні конструкції. Теорія і практика. 2018. №. 2. С. 162-169.
[11] Білик С.І., Білик А.С., Цюпин Є.І., Нужний В.В., Клюшніченко Т.О. Удосконалення методики розрахунку зварних швів фланцевих вузлових з'єднань із врізаними ребрами жорсткості просторових сталевих ферм з труб. Будівельні конструкції. Теорія і практика. 2020. № 7. С. 57-65.
[12] Memari M. Performance of steel structures subjected to fire following earthquake: PhD dissertation. Colorado State University. Colorado, 2016. 211p.
[13] Wada A., Ohi K., Suzuki H., Sakumoto Y., Fushimi M., Kamura H., Murakami Y., Sasaki M., Fujiwara K. Study of Structural Redundancy of High–Rise Steel Building Due to the Effect of Heat and Loss of Vertical Structural Members. 2004.
[14] ДБН В.1.2-2:2006. Система забезпечення надійності та безпеки будівельних об’єктів. Навантаження і впливи. Норми проектування. [Чинний від 2007-01-01]. К.: Мiнбуд Украïни, 2006. 77 с. (Національний стандарт Украïни).
[15] UFC 4-023-03. United Facilities Criteria. Design of Buildings to Resist Progressive Collapse. Department of Defense USA, 2009. 227p. (UFC)
[16] ДБН В.2.6–198:2014. Конструкції будівель і споруд. Сталеві конструкції. Норми проектування. [Чинний від 2015-01-01]. К.: Мiнрегiон Украïни, 2014. 199 с. (Національний стандарт Украïни).
[17] ДСТУ–Н Б EN 1993-1-2:2010. Єврокод 3. Проектування сталевих конструкцій. Частина 1-2. Загальні положення. Розрахунок конструкцій на вогнестійкість. [Чинний від 2013-07-01]. К.: Мiнрегiон Украïни, 2010. 106 с. (Національний стандарт Украïни).
[18] А. С. Білик, А. І. Коваленко. Порівняння методів розрахунку металевих каркасів висотних будівель на одиничну живучість. Збірник наукових праць Українського інституту сталевих конструкцій імені В. М. Шимановського. 2015. № 16. С. 30-39.
[19] А. С. Білик, А. І. Коваленко. Динамічні зусилля в колонах сталевих каркасів багатоповерхових будівель при розрахунку на одиничну живучість. Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди. 2016. № 32. С. 304-309.
[20] Коваленко А.І. Особливості проектування багатоповерхових будівель з одиничною живучістю. Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури. 2016. № 63. С. 62-66.
[21] А. С. Білик, А. І. Коваленко. Сучасні методи моделювання прогресуючого руйнування будівель і споруд. Строительство. Материаловедение. Машиностроение. Серия : Создание высокотехнологических экокомплексов в Украине на основе концепции сбалансированного (устойчивого) развития. 2016. № 87. С. 35-41.
[22] EN 1993-1-1:2005. Eurocode 3: Design of steel structures – Part 1-1: General rules and rules for buildings: EN 1991-1. Brussels: Management Centre, 2005. 93 p. (European Standard).
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 СУЧАСНЕ БУДІВНИЦТВО ТА АРХІТЕКТУРА

Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.




