Анотація до роботи:

Некора О.В. Розрахунково-експериментальний метод визначення вогнестійкості стиснутих елементів залізобетонних будівельних конструкцій. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 21.06.02 – пожежна безпека. Університет цивільного захисту України, Харків, 2007.

Робота присвячена розв’язанню важливої науково-технічної задачі – обґрунтуванню розрахунково-експериментального методу для визначення вогнестійкості стиснутих елементів залізобетонних конструкцій на основі поєднання комп’ютерного моделювання та комплексних лабораторних випробувань. Застосування цього методу дозволить скоротити або уникнути проведення трудомістких та дорогих випробувань для визначення вогнестійкості залізобетонних будівельних конструкцій зі стиснутими елементами при достатній достовірності та точності отриманих результатів.

У роботі обґрунтовані параметри модельних зразків для випробувань. Створена розрахункова та експериментальна база для відтворення теплового впливу температурного режиму пожежі на внутрішні шари бетону. Розроблена послідовність процедур визначення вогнестійкості стиснутих елементів на основі випробування зразків, що моделюють роботу внутрішніх шарів залізобетонних конструкцій під час пожежі та після неї. Досліджена точність та ефективність розрахунково-експериментального методу для визначення вогнестійкості залізобетонних колон, а також сформульовані умови проведення розрахунків та експериментів для досягнення його найбільшої ефективності.

В роботі одержано нові науково обґрунтовані результати, що в сукупності забезпечують вирішення науково-практичної задачі щодо обґрунтування розрахунково-експериментального методу для визначення вогнестійкості стиснутих елементів залізобетонних конструкцій на основі поєднання комп’ютерного моделювання та комплексних лабораторних випробувань.

Під час виконання роботи були отримані такі результати.

1. На основі проведених досліджень обґрунтовано розрахунково-експериментальний метод визначення вогнестійкості стиснутих елементів залізобетонних будівельних конструкцій. Результатом обґрунтування є розробка послідовності основних процедур методу, описання математичного апарату для моделювання процесів, що відбуваються в елементах при дії пожежі, технічних вимог до експериментальної бази та її метрологічного забезпечення, а також оцінка достовірності цього методу. Обґрунтований метод дозволяє істотно знизити вартість та трудомісткість при проведенні досліджень вогнестійкості залізобетонних будівельних конструкцій зі стиснутими елементами.

2. Відомі з літератури ТФХ недостатньо точно описують нагрів бетону і повністю не враховують особливості зміни температури бетону при нагріві внаслідок впливу на ТФХ складу та структури бетону конкретного виробу, і тому вони не можуть бути використані для визначення режимів прогріву бетонних зразків, що моделюють його внутрішні шари.

3. Знайдені та практично реалізовані режими нагріву зразків при їх комбінованих випробуваннях в умовах, що моделюють роботу бетону в стиснутому елементі залізобетонної конструкції, при використанні попередньо визначених ТФХ бетону, коефіцієнта тепловіддачі його поверхні, а також режиму прогріву печі. Такий результат досягнутий за допомогою розв’язку ОЗТ в постановці задачі ідентифікації та задачі управління. Знайдені розрахункові режими мають середньоквадратичне відхилення від експериментальних в межах 15 С, що вказує на їх прийнятну точність.

4. Показано, що при комбінованих випробуваннях підвищення напружень унаслідок температурного розширення бетонних зразків відбувається до певної межі, після чого настає релаксація, обумовлена швидкоплинною температурною повзучістю бетону, причому крупність заповнювача впливає на зростання напружень, деформативність зразків після випробувань, а також на довжину, розгалуженість та ширину розкриття тріщин. Крупність заповнювача не має суттєвого впливу на залишкову міцність зразків.

5. Напруження в зразках з арматурою до певної межі мають рівень, подібний рівню напружень у бетонних зразках без арматури, а потім знижуються внаслідок часткової руйнації бетону, після чого в стержні утворюється пластичний шарнір і зразок повністю руйнується. Настання інтенсивного нарощування тріщин у бетонних зразках з арматурою, зумовлене великими пластичними деформаціями металевого стержня, можна ідентифікувати як настання граничного стану в зразку.

6. Проаналізована ефективність розрахунково-експериментального методу, в результаті чого з’ясовано, що цей метод є менш вартісним та трудомістким, оскільки має приведену масу обладнання в 35 раз меншу порівняно з приведеною масою обладнання натурних вогневих випробувань, при цьому точність його є вдвічі вищою порівняно з розрахунковим методом.

7. Сформульовані технічні вимоги до розрахункової та експериментальної бази для досягнення найбільшої ефективності та точності розробленого розрахунково-експериментального методу визначення ступеня вогнестійкості стиснутих елементів залізобетонних будівельних конструкцій.

Публікації автора:

1. Поздеев С.В., Некора О.В., Поздеев А.В. Методика определения режимов нагрева бетонных образцов, моделирующих состояние элементов строительных конструкций при пожаре // Проблемы пожарной безопасности. – Харьков: АГЗУ. – Вып. 19. – 2006. – С. 111–116.

2. Поздєєв С.В., Некора О.В., Поздєєв А.В. Обґрунтування вибору режимів нагріву зразків для експериментально-розрахункового методу визначення вогнестійкості залізобетонних будівельних конструкцій // Пожежна безпека. Зб. наук. пр. – Л.: ЛДУБЖД. – № 9. – 2006. – С. 125–132.

3. Поздеев С.В., Григорян Б.Б., Некора О.В., Поздеев А.В. Обоснование методики расчета температурных режимов прогрева камеры печи при комбинированных испытаниях бетонных образцов // Науковий вісник Українського науково-дослідного інституту пожежної безпеки. – № 2(14). – 2006. – С. 140–147.

4. Некора О.В. Определение несущей способности железобетонной колонны при пожаре расчетно-экспериментальным методом // Вісник ЧДТУ. – 2006. - № 4. - С. 15–20.

5. Поздеев С.В., Некора О.В., Поздеев А.В. Обоснование экспериментально-расчетной методики определения несущей способности железобетонной колонны при пожаре // Проблемы пожарной безопасности. – Харьков: УГЗУ. – Вып. 21. – 2007. – С. 201–207.

6. Поздеев С.В., Некора О.В., Поздеев А.В. Усовершенствование методики испытаний по оценке остаточной несущей способности железобетонных конструкций после пожара // Моделирование и оптимизация в материаловедении: Труды МОК’ 44. - Одесса, 2005. - С. 180.

7. Поздеев С.В., Некора О.В., Поздеев А.В., Григорян Б.Б. Обоснование расчетно-экспериментальной методики определения остаточной несущей способности элементов железобетонных конструкций при пожаре // Компьютерное материаловедение и обеспечение качества: Мат-лы 45-го междунар. семинара по моделированию и оптимизации композитов – МОК’45. – Одесса, 2006. – С. 187.

8. Поздеев С.В., Некора О.В., Поздеев А.В., Григорян Б.Б. Обоснование методики комбинированных испытаний для определения остаточной несущей способности элементов железобетонных конструкции при пожаре // Моделирование в компьютерном материаловедении: Мат-лы 46-го междунар. семинара по моделированию и оптимизации композитов – МОК’46. – Одесса, 2007. – С. 206.

9. Поздєєв С.В., Некора О.В., Поздєєв А.В. До розробки експериментально-розрахункової методики випробувань залишкової несучої здатності залізобетонних колон після пожежі // Пожежна безпека та аварійно-рятувальна справа: стан, проблеми і перспективи: Мат-ли VII Всеукр. наук.-практ. конф. рятувальників. – УкрНДІПБ, 2005. – С. 343–345.

10. Поздеев С.В., Некора О.В., Поздеев А.В. Экспериментально-вычислительная методика оценки несущей способности железобетонных конструкций во время и после пожара // Пожарная безопасность многофункциональных и высотных зданий и сооружений: Мат-лы ХІХ науч.-практ. конф. – Ч. 1. – М.: ВНИИПО, 2005. – С. 142–145.

11. Поздеев С.В., Некора О.В., Поздеев А.В. Методика определения режимов нагрева бетонных образцов, моделирующих состояние элементов строительных конструкций при пожаре // Защита от чрезвычайных ситуаций: инновации и перспективы дополнительного образования. – Светлая Роща: УО «ИППК МЧСРБ». – 21–22 сентября 2006. – С. 220–222.

12. Поздеев С.В., Некора О.В., Григорян Б.Б., Поздеев А.В. Расчет температурных режимов прогрева камеры печи при тепловых испытаниях бетонных образцов // Мат-ли VIІI Всеукр. наук.-практ. конф. рятувальників. – УкрНДІПБ, 2006. – С. 253–256.

13. Поздеев С.В., Некора О.В., Поздеев А.В., Григорян Б.Б. Определение несущей способности железобетонной колонны при пожаре расчетно-экспериментальным методом // Исторические и современные аспекты решения проблем горения, тушения и обеспечения безопасности людей при пожарах: Мат-лы ХХ науч.-практ. конф. – Ч. 1. – М.: ВНИИПО, 2007. – С. 222–226.

14. Поздеев С.В., Некора О.В., Поздеев А.В., Аброскин А.Н. Моделирование поведения внутренних слоев железобетонной колонны в условиях нагрева и действия механической нагрузки при пожаре // Мат-лы IV Междунар. науч.-практ. конф. – Ч. 3. – Минск: КИИ, 2007. – С. 113–115.

15. Поздеев С.В., Некора О.В., Поздеев А.В. Моделирование работы слоев с арматурой железобетонной колонны в условиях пожара // Мат-ли Міжнар. наук.-практ. конф. «Пожежна безпека – 2007». – Черкаси: АПБ, 2007. – С. 490.