Диссертация (1172914), страница 16
Текст из файла (страница 16)
В этом случае конструкция не теряет своей несущей способности. Если изгибающий момент от сосредоточеннойнагрузки становится больше, то считается, что конструкция потеряла свою несущую способность. Определив точку, при которой неравенство не выполняется, с помощью графика по шкале времени прогрева определяется предел огнестойкости конструкции.Требование безопасности железобетонных тюбингов будет считаться выполненным в том случае, если будет соблюдаться условие:124П ф П тр .То есть фактический предел огнестойкости должен быть больше или равен требуемому пределу огнестойкости (нормируемый предел огнестойкости,отраженный в нормативных документах по пожарной безопасности).440Несущая способность, кНм390340290240190140010203040 50 60 70 80Время прогрева, мин90100 110 120Без добавки ППФС добавкой отечественной ППФС добавкой импортной ППФИзгибающий моментРисунок 4.46 – Зависимость несущей способности конструкцийот времени пожара по стандартному режиму пожараИсходя из рисунка 4.46 делаем вывод, что несущая способность наиболеенагруженного сечения блоков без добавки и с добавкой ProZASK IGS 12 мм иProZASK IGS 6 мм при воздействии стандартного температурного режима пожара при значении максимального изгибающего момента в 154 кНм для всехобразцов не утрачивается, предел огнестойкости составляет не менее 120 минут.
Так как в ходе проведения численного эксперимента потери несущей способности по теплоизолирующей способности не достигнуто, тогда согласноГОСТ 30247.0 конструкция соответствует пределу огнестойкости REI120, полученному в ходе эксперимента.125При сравнении показателей несущей способности, полученных по стандартному режиму пожара для железобетонных тюбингов с добавкой фибры,выявлено, что несущая способность незначительно ниже (на 4 кНм).
Сравниваяже блоки с добавкой и без добавки фибры на 120 минуте, получили, что несущая способность для блока без добавки ниже на 13 кНм, чем с добавкой ППФ.Связано это, как и описывалось выше, с низким коэффициентом теплопроводности для железобетонных тюбингов с добавкой фибры. Так как коэффициенттеплопроводности ниже, то и температуры, получаемые в ходе расчета теплотехнической задачи, ниже.
Из этого следует, что и арматура прогревается менееинтенсивно, чем в железобетонном тюбинге без добавки фибры. Отсюда можносделать вывод, что добавка ППФ в состав бетона позволяет увеличить пределогнестойкости конструкции, следовательно, в ходе проведения исследованияпоставленная цель достигнута.Одной из основных функций тоннельных сооружений является перевозкаразличных грузов.
Как отмечалось выше, в числе таких грузов находятсянефтепродукты (бензин, дизельное топливо и т.д.). Следовательно, для оценкиогнестойкости для сценария розлива и пожара нефтепродуктов необходимопровести расчёт огнестойкости железобетонных тюбингов при углеводородномрежиме пожара. Исходя из этого по адаптированной методике производилсярасчёт огнестойкости железобетонных тюбингов при углеводородном режимепожара и представлен на рисунке 4.47.126Несущая способность, кНм440390340290240190140010203040506070Время, мин8090100110Без добавки ППФС добавкой отечественной ППФС добавкой импортной ППФИзгибающий момент120Рисунок 4.47 – Зависимость несущей способности конструкцийот времени пожара по углеводородному режиму пожараИсходя из рисунка 4.47 несущая способность наиболее нагруженного сечения блоков без добавки и с добавкой ProZASK IGS 12 мм и ProZASK IGS 6мм при воздействии углеводородного температурного режима пожара при значении максимального изгибающего момента в 154 кНм для всех образцов неутрачивается, предел огнестойкости составляет не менее 120 минут.
Так как входе проведения численного эксперимента потери несущей способности потеплоизолирующей способности не достигнуто, тогда согласно ГОСТ 30247.0конструкция соответствует пределу огнестойкости REI120.1274.5. Выводы по главеИсходя из проведённой эмпирической работы и численных экспериментов сделаны следующие выводы: в результате огневых испытаний железобетонных тюбингов с ППФ вразмере 1 кг/м3 взрывообразного разрушения бетона не происходило, что подтверждает положительное влияние добавки ППФ в бетонную смесь; крупномасштабные испытания на огнестойкость железобетонных тюбингов позволили установить, что предел огнестойкости данных конструкцийсоставляет более REI 120 (эксперимент был прекращен, т.к.
был достигнутнормируемый предел огнестойкости); в ходе эксперимента установлено, что значения допустимого максимального прогиба (99,5 мм) и температуры на необогреваемой поверхностиконструкции (160 ºС) не достигнуто, исходя из чего можно сделать вывод, чтопредельных состояний по потере несущей и теплоизолирующей способности ненаступило; решена теплотехническая задача по стандартному и углеводородномурежимам пожара в программном комплексе ANSYS, в результате которой получены температуры прогрева арматуры и бетона; сравнены экспериментальная и расчетная кривые прогрева необогреваемой поверхности железобетонного тюбинга с добавкой импортной фибры,расхождение которых составило не более 10 %, что говорит о достоверностичисленного эксперимента.
Получены зависимости сопротивления арматурнойстали и толщина ненесущего слоя бетона в зависимости от времени прогрева подвум режимам пожара, необходимые для расчёта огнестойкости; обоснована формула по определению температурного прогиба для железобетонных тюбингов. По результатам сравнения расчётного и экспериментального температурного прогиба определена погрешность которая не превышает 12 %, что согласуется с экспериментом;128 разработана математическая модель оценки огнестойкости железобетонных тюбингов с ППФ и определен фактический предел огнестойкости данных конструкций; по результатам расчёта выявлено, что предел огнестойкости по стандартному температурному режиму пожара всех образцов составил REI 120, чтоговорит о достоверности расчётной методики.
При сравнении несущей способности тюбингов без добавки и с добавкой фибры определено, что несущая способность для тюбинга без добавки ниже. Связано это с низким коэффициентомтеплопроводности для тюбингов с добавкой фибры; при определении фактического предела огнестойкости для углеводородного режима пожара выявлено, что предел огнестойкости составил болееREI 120.129РЕКОМЕНДАЦИИ К ДАЛЬНЕЙШИМ ИССЛЕДОВАНИЯМВ настоящем исследовании представлены впервые полученные результаты, которые дают представление о поведении бетонов с добавкой ППФ, и которые очень важны при проектировании зданий и сооружений.
Данные актуальныне только для подземных объектов, но и для объектов, где бетон имеет достаточно высокую влажность. Следует отметить, что в процессе исследования выявлены новые направления для дальнейшей работы, обозначенные ниже.В связи со снижением предела прочности бетона с добавкой ППФ необходимо проделать следующие экспериментыРазработать такой состав бетона с добавкой ППФ, чтобы в лучшем случаеповысить предел прочности, а в худшем – обеспечить его неизменность посравнению с бетоном без добавки. Добиться этого возможно следующими компенсирующими материалами. Первое – добавка пластификатора для повышения прочности бетона, для чего следует произвести подбор пластификатора(выявить оптимальное количество).
Второе заключается в комбинированииППФ с другими фибрами.По результатам подбора произвести эксперименты по определению призменной прочности подобранного состава при прогреве. При этом необходимопровести ряд экспериментов: определение пределов прочности образцов вохлажденном состоянии (коэффициенты снижения предела прочности дляопределения огнесохранности), определение пределов прочности в нагретомсостоянии (коэффициенты снижения предела прочности для определения огнестойкости).Ввиду кинематического подхода поведения бетона и конструкций на егооснове необходимо провести эксперименты по определению предела прочностибетонов в нагруженном состоянии и высокотемпературного прогрева.
Для этогонеобходимо с помощью разработанной А.И. Яковлевым установки усовершенствовать метод по определению пределов прочности бетона в нагруженном состоянии и при воздействии высокотемпературного режима, провести экспери-130мент, результаты которого возможно будут использоваться для моделированияогнестойкости в расчётных программах.Провести исследования по определению коэффициентов теплопроводности и теплоемкости бетонов с добавками фибры, в том числе и полипропиленовой, по методам определения стационарной теплопроводности для выявлениянелинейного характера зависимости коэффициентов от температуры для учётав программах по расчёту огнестойкости.Произвести верификацию комплексов по расчёту пределов огнестойкостидля использования в практической деятельности с учётом вышеизложенныхпоказателей пределов прочности и теплофизических характеристик.131ЗАКЛЮЧЕНИЕ1.На основании проведённого анализа пожаров и аварий, происхо-дивших в тоннельных сооружениях, была научно обоснована защита конструкций тоннелей от взрывообразного разрушения за счёт добавки ППФ.
Обоснована необходимость определения прочностных и теплофизических показателейбетонов с добавкой ППФ для возможности оценки огнестойкости железобетонных конструкций расчётными методами и адаптации существующих методикпо оценке огнестойкости железобетонных конструкций применительно к железобетонным тюбингам.2.Проведенный анализ существующих экспериментальных методикпо оценке огнестойкости строительных конструкций позволил обосноватьнеобходимость доработки экспериментальной крупномасштабной огневой печидополнительной системой опирания и нагружения для железобетонных тюбингов.3.По результатам проведенной серии экспериментов огнестойкостижелезобетонных тюбингов с добавкой ППФ ProZASK IGS 6 мм с использованием доработанной системы опирания и нагружения определен фактический предел огнестойкости, который составил более REI 120.4.Получены экспериментальные данные прочности на осевое сжатиебетонов без добавки и с добавкой ППФ, эмпирические зависимости Rb f T икоэффициенты снижения предела прочности бетона γbt, которые рекомендованы для оценки огнестойкости железобетонных конструкций расчётными методами и численного моделирования, в том числе, при строительстве автодорожных тоннелей и метрополитена.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
