Дослідження межі вогнестійкості залізобетонної плити за результатами вогневих випробувань без механічного навантаження
Заголовок (англійською):
The research of the fire resistance limits of a reinforced concrete slab according to the results of fire tests without mechanical load
Автор(и):
Нуянзін О.М.
Козак А.А.
Костенко В.К.
Кришталь М. А.
Нуянзін В.М.
Некора О.В.
Автор(и) (англ):
Nuianzin O.M.
Kozak A.A.
Kostenko V.K.
Kryshtal M.A.
Nuianzin V.M.
Nekora O.V.
Ключові слова (укр):
експериментальні результати, малий фрагмент, компактна пожежна установка, залізобетонна плита, температура, відтворюваність експериментальних даних
Ключові слова (англ):
experimental results, small fragment, compact fire installation, reinforced concrete slab, temperature, reproducibility of experimental data
Анотація (укр):
У дослідженнях сьогодення недостатньо уваги приділено створенню універсального експериментально-розрахункового методу оцінювання вогнестійкості будівельних конструкцій, що може врахувати як особливості виготовлення будівельної конструкції, умов її подальшої роботи та забезпечити точність розрахункових даних. Необхідно забезпечити консенсус між експериментами та подальшими розрахунками. Тому застосування спеціальних портативних засобів, що одночасно забезпечить врахування особливостей багатокомпозитного матеріалу та розрахункової методики на основі отриманих даних є актуальним і сприятиме вирішенню проблеми ефективності випробувань з оцінювання вогнестійкості залізобетонних будівельних конструкцій для гарантування необхідного часу евакуації та проведення пошуково-рятувальних робіт. Мета роботи. Метою роботи є аналіз результатів температурних розподілів теплового впливу пожежі на малогабаритний елемент залізобетонної плити під час її нагрівання у компактній вогневій печі з висновком можливості подальшого їхнього застосування при оцінці вогнестійкості повномасштабної конструкції. Результати. Проведений експеримент спонукає до висновку, що отримані результати, можливо застосовувати для перевірки адекватності отриманих експериментальних даних. Експеримент з нагрівання малогабаритних елементів залізобетонних плит у контрольних точках на обігрівній, не обігрівній поверхнях та на рівні арматури фрагментів плит проведений у відповідності до вимог стандартів щодо проведення випробувань на вогнестійкічсть на вогнестійкість. Результати, що отримані при проведенні експерименту є достовірними.
Анотація (англ):
The paper analyzes the thermal effect of fire on reinforced concrete slabs based on their heating according to the standard fire temperature regime in a small-sized installation for the study of the thermal effect of fire on building structures. On the basis of the proposed method, a methodology was created that makes it possible to obtain data on temperature distributions on the surfaces of a slab fragment and in its cross-section. The course and results of the conducted fire test are described, and the adequacy and reproducibility of the experimental data are verified. The temperature distribution over the entire area of the fire furnace, the studied fragments, was analyzed and the obtained results were processed.
The possibility of creating a standard fire temperature regime in the fire furnace chamber has been verified.
According to the results of this work, it was established that during the heating of reinforced concrete, the release of moisture and steam inside the material was observed: on the heated surface, this process took place from 15 to 25 minutes, on the unheated surface from 39 to 57 minutes, and at the level of the reinforcement from 31 to 55 minutes, the heating of the structure at all levels was uniform in the planes of placement of thermocouples, the maximum temperature at the level of the reinforcement was 200°C, it was observed in the last minute of the experiment and continued to increase linearly after leaving the plateau, the maximum temperature on the unheated surface of the rock was 110°C, it observed at the last minute of the experiment and continued to grow linearly after leaving the plateau.
The adequacy of the experimental data was confirmed: the relative deviation did not exceed 4%, and the calculated adequacy criteria (Fisher, Student and Cochrane) were below the critical value.
Публікатор:
Київський національний університет будівництва і архітектури
Назва журналу, номер, рік випуску (укр):
Опір матеріалів і теорія споруд, 2023, номер 110
Назва журналу, номер, рік випуску (англ):
Strength of Materials and Theory of Structures, 2023, number 110
Мова статті:
English
Формат документа:
application/pdf
Дата публікації:
16 September 2023
Номер збірника:
Розділ:
Опір матеріалів і теорія споруд, 2023, номер 110
Університет автора:
National University of Civil Defence of Ukraine, 94 Chernyshevska street, Kharkiv, Ukraine, 61023, Kyiv National University of Construction and Architecture 31, Povitroflotsky ave., Kyiv, Ukraine, 03037, Donetsk National Technical University
References:
- EN 1363-1:1999 “Fire resistance tests – Part 1: General requirements”.
- ISO 834-1: 1999 “Fire resistance tests –Elements of building construction – Part 1: General requirements”.
- ISO/IEC 17025:2005 “General requirements for the competence of testing arid calibration laboratories”.
- Schmid J., Klippel M., Just A., & Frangi A. 2014. Review and analysis of fire resistance tests of timber members in bending, tension and compression with respect to the Reduced Cross-Section Method. Fire safety journal, 68, 81-99. https://doi.org/10.1016/j.firesaf.2014.05.006.
- Etapy stvorennya prototypu vohnevoyi ustanovky dlya vyznachennya temperaturnykh rozpodiliv malohabarytnykh frahmentiv zalizobetonnykh konstruktsiy (Stages of creating a prototype of a fire installation for determining temperature distributions of small-sized fragments of reinforced concrete structures) / Perehin A. V., Nuyanzin O. M. // «Nadzvychayni sytuatsiyi: poperedzhennya ta likviduvannya» : zb. nauk. pratsʹ. – Cherkasy: CHIPB NUTSZ Ukrayiny, 2021. – T.5, № 2 S. 75-82.
- Veselivsʹkyy, RB.; Polovko, A.P.; Vasylenko, O.O. Eksperymentalʹne doslidzhennya vohnestiykosti ohorodzhuvalʹnykh konstruktsiy z fibrolitovymy plytamy (Experimental study of fire resistance of fencing structures with fibrolite plates). Pozhezhna bezpeka, 2013, 23: 33-38.
- Pich dlya teplofizychnykh vyprobuvan malohabarytnykh frahmentiv budivelnykh konstruktsiy ta okremykh vuzliv yikh stykovykh zyednan (Furnace for thermophysical tests of small fragments of building structures and individual nodes of their butt joints). Pat. 17160 Ukrayina, MPK(2006) F23M5/00. / B. H. Demchyna, V. S. Fitsyk, A. P. Polovko, A. B. Pelekh // zayavl. 20.03.2006r., opubl. 15.09.2006. – Byul. № 9.
- Nuianzin, O., Kryshtal, D., Zemlianskyi, O., Nesterenko, A., & Samchenko, T. (2020, May). Study of the Heat and Mass Transfer in Special Furnaces During Fire Resistance Tests of Building Construction. In International Scientific Conference on Woods & Fire Safety (pp. 179-184). Springer, Cham.
- Nuianzin, O., Tyshchenko, O., Zhartovskyi, S., Zaika, P., & Peregin, A. (2019, December). The research of carrying capacity of reinforced concrete walls under uneven warming. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (Vol. 708, No. 1, p. 012063). IOP Publishing.
- Wickström U. 1994. The plate thermometer-a simple instrument for reaching harmonized fire resistance tests. Fire Technology, 30, 195-208. https://doi.org/10.1007/BF01040002
- Demchyna B.G., Fitsyk V.S., Polovko A.P., Peleh A.B. 2006. Furnace for thermophysical tests of small fragments of building structures and individual nodes of their butt joints. Patent. 17160 Ukraine, F23M5/00. Bulletin № 9.
- Nuianzin, O. (2022). Study of the thermal effect of fire on a reinforced concrete beam based on the results of experimental tests. Emergency situations: prevention and elimination, 6(1), 75-84.