Автореферат (Огнестойкость конструкций из фибробетона для автодорожных тоннелей и метрополитена), страница 4

В результате получена погрешность непревышающая 12 %.В ходе расчета определялась схема для определения высоты сжатой зоныxtem и несущей способности элемента Mp,tem, которая представленана рисунке 16.Рисунок 16 – Расчетная схема сечения железобетонного тюбингаВысота сжатой зоны бетона рассчитывается:''N n + Rsn,tem As − Rsc,tem As,(9)xtem =Rbn,tembгде Nn – продольная сжимающая сила, Н; Rsn,tem, Rsc,tem – расчетноесопротивление арматуры растяжению и сжатию в растянутой и сжатой зоне принагреве, МПа; Rbn,tem –расчетное сопротивление бетона сжатию при нагреве,МПа; As , As' – суммарная площадь сечения арматуры в растянутой и сжатойзоне, м2.Несущая способность сечения:'''(10)M p,tem = Rbn,tembxtem ( h0 − 0,5xtem ) + Rsc,tem As h0 − a ,()В результате получены пределы огнестойкости для всех образцов пристандартном и углеводородном режимах пожара и проиллюстрированы нарисунке 17.19Несущая способность, кНм440390340290240190154 кНм14001020304050607080Время прогрева, мин90100110120Без добавки ППФС добавкой отечественной ППФС добавкой импортной ППФМомент от рабочей (нормативной) нагрузкистандартный температурный режим пожара;углеводородный температурный режим пожараРисунок 17 – Зависимость несущей способности конструкцийот времени пожара по стандартному и углеводородному режиму пожараИсходя из произведенных расчетов, несущая способность наиболеенагруженного сечения тюбингов без добавки и с добавкой ППФ привоздействии стандартного и углеводородного режимом пожара при значениимомента от рабочей (нормативной) нагрузки 154 кНм не утрачивается.Согласно ГОСТ 30247.0–94 конструкция соответствует пределу огнестойкостиболее REI 120.При сравнении рассчитанных пределов огнестойкости, полученных пристандартном и углеводородном режимах пожара для железобетонных тюбинговбез добавки и с добавкой ППФ, выявлено, что значения несущей способностиприблизительно одинаковы.

Сравнивая же блоки с добавкой и без добавкиППФ, несущая способность для блока без добавки ППФ ниже. Связано это снизким коэффициентом теплопроводности для железобетонных тюбингов сдобавкой ППФ.В заключении представлены основные результаты диссертационногоисследования.

В приложениях представлены отчет об проведенных огневыхиспытаниях железобетонных тюбингов с добавкой ППФ ProZASK IGS 6 мм иакты внедрения. При этом результаты работы реализованы:− при разработке предложений в проект свода правил «Правила пообеспечению огнестойкости и огнесохранности железобетонных конструкций»(без акта внедрения);20− приразработкенормативно-техническихдокументовпотранспортному тоннелестроению, в том числе по обеспечению ихогнестойкости (акт внедрения общероссийской общественной организации«Тоннельная ассоциация России», ФГБУ ВНИИПО МЧС России);− при проектировании железобетонных конструкций и защиты их отвзрывообразного разрушения, а также при определении пределовогнестойкости железобетонных тюбингов расчетным методом (акт внедренияООО «ИЦ ПРОЗАСК», ООО «ИНЖЕНЕРНЫЙ ФАКТОР»);− при внесении метода защиты от взрывообразного разрушения бетонав проект ГОСТ «Средства огнезащиты железобетонных конструкций.

Общиетребования. Метод определенияогнезащитной эффективности» имодернизации крупномасштабной огневой печи для испытания балок,перекрытий и покрытий на огнестойкость (акт внедрения ФГБУ ВНИИПОМЧС России);− при разработке раздела о новом виде защиты железобетонныхконструкций в учебник и курс лекций по дисциплине «Здания, сооружения и ихустойчивость при пожаре» в Академии Государственной противопожарнойслужбы МЧС России.ЗАКЛЮЧЕНИЕ1.

На основании проведенного анализа пожаров и аварий,происходивших в тоннельных сооружениях, была научно обоснована защитаконструкций тоннелей от взрывообразного разрушения за счет добавки ППФ.Обоснована необходимость определения прочностных и теплофизическихпоказателей бетонов с добавкой ППФ для возможности оценки огнестойкостижелезобетонныхконструкцийрасчетнымиметодамииадаптациисуществующих методик по оценке огнестойкости железобетонных конструкцийприменительно к железобетонным тюбингам.2. Проведенный анализ существующих экспериментальных методик пооценке огнестойкости строительных конструкций позволил обосноватьнеобходимость доработки экспериментальной крупномасштабной огневой печидополнительной системой опирания и нагружения для железобетонныхтюбингов.3.

По результатам проведенной серии экспериментов огнестойкостижелезобетонных тюбингов с добавкой ППФ ProZASK IGS 6 мм сиспользованием доработанной системы опирания и нагружения определенфактический предел огнестойкости, который составил более REI 120.4. Получены экспериментальные данные прочности на осевое сжатиебетонов без добавки и с добавкой ППФ, а также эмпирические зависимостиRb = f (T ) и коэффициенты снижения предела прочности бетона γb,tem, которыерекомендованы для оценки огнестойкости железобетонных конструкцийрасчётными методами и численного моделирования, в том числе, пристроительстве автодорожных тоннелей и метрополитена.

При анализе21полученных данных установлено, что при добавке ППФ в размере 1 кг/м3наблюдается снижение прочности примерно на 16 %.5. В результате проведенных исследований и обработки данныхопределены зависимости t = f (T ) и сt = f (T ) для бетонов без добавки и сдобавкой ППФ в условиях стандартного температурного режима пожара,которые рекомендованы для оценки огнестойкости железобетонныхконструкций расчетными методами и численного моделирования, в том числе,при строительстве автодорожных тоннелей и метрополитена.

Установленоснижение коэффициента теплопроводности и повышение удельнойтеплоемкости бетонов с добавкой ППФ, что увеличивает время прогреваконструкции по сравнению с вариантом без добавки ППФ, т.е. повышаетпредел огнестойкости конструкции.6. В ходе адаптации методики оценки огнестойкости железобетонныхтюбингов, обоснована формула определения дополнительного температурногопрогиба с учетом геометрической нелинейности железобетонных тюбингов,при этом получена удовлетворительная сходимость расчетного прогиба сэкспериментальным (максимальное расхождение величин не превышает 12 %).7.

Адаптированаметодика,позволяющаяпроводитьрасчетытемпературных полей при различных режимах пожара с использованием,программного комплекса ANSYS и оценивать пределы огнестойкостижелезобетонных тюбингов. С помощью данной методики установлено, чторасчетная величина предела огнестойкости при стандартном и углеводородномрежимах пожара для всех исследуемых образцов, составила REI 120.Основные положения диссертации опубликованы в следующихведущих периодических изданиях из перечня ВАК:1. Новиков, Н.С.

Огнестойкость и прочность конструкций изфибробетона [Электронный ресурс] / Н.С. Новиков // Технологии техносфернойбезопасности: интернет-журнал. – 2016. – № 3 (67). – С. 122–127. – Режимдоступа: http://agps-2006.narod.ru/ttb/2016-3/14-03-16.ttb.pdf2. Новиков, Н.С. Прочностные характеристики фибробетона длятоннельных сооружений в условиях высоких температур [Текст] /В.И.

Голованов, Н.С. Новиков, В.В. Павлов, С.П. Антонов // Пожары ичрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. – 2017. – № 2. – С. 63–67.3. Новиков, Н.С. Прочностные и теплофизические свойства бетона сполипропиленовой фиброй в условиях температурного режима стандартногопожара [Текст] / В.И. Голованов, Н.С. Новиков, В.В. Павлов, Е.В. Кузнецова //Пожаровзрывобезопасность. – 2017.

– Т. 26, № 5. – С. 37–44. DOI:10.18322/PVB.2017.26.05.37-44.Остальные публикации по теме диссертации:4. Новиков, Н.С. Огнестойкость железобетонных конструкций изфибробетона [Текст] / Н.С. Новиков // Материалы 5-й Международной научнопрактической конференции молодых ученых и специалистов «Проблемы22техносферной безопасности – 2016». – М.: Академия ГПС МЧС России, 2016.

–С. 30–33.5. Новиков, Н.С. Огнестойкость железобетонных тюбингов изфибробетона с полипропиленовой фиброй [Текст] / В.И. Голованов,Н.С. Новиков // Материалы 19-й Международной межвузовской научнопрактической конференции студентов, магистров, аспирантов и молодыхученых «Строительство – формирование среды жизнедеятельности». – М:Национальный исследовательский Московский государственный строительныйуниверситет, 2016. – С. 510–513.6. Новиков, Н.С. Огнестойкость железобетонных тюбингов изфибробетона с полипропиленовой фиброй [Текст] / В.И. Голованов,Н.С.

Новиков // Материалы 5-й Международной научно-практическойконференции молодых ученых, курсантов (студентов), слушателеймагистратуры и адъюнктов (аспирантов) «Обеспечение безопасностижизнедеятельности: проблемы и перспективы». – Минск: Командноинженерный институт МЧС Республики Беларусь, 2016. – С. 79–80.7. Новиков, Н.С. Исследование характеристик фибробетона сполипропиленовой фиброй при воздействии температур, применяемых встроительстве подземных сооружений [Текст] / В.И. Голованов, Н.С.

Новиков //Материалы 20-й Международной межвузовской научно-практическойконференции студентов, магистров, аспирантов и молодых ученых«Строительство – формирование среды жизнедеятельности». – М:Национальный исследовательский Московский государственный строительныйуниверситет, 2017. – С. 499–501.8. Новиков, Н.С. Влияние температуры на прочностные характеристикифибробетона с полипропиленовой фиброй [Текст] / В.И. Голованов, Н.С.