Диссертация (1172914), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Romualdi, B. Gordon, G.B. Batson, M. Jeffrey, I.A. Mandel, I.L. Carson,W.F. Chen и др. [61–68].При анализе вышеперечисленных работ остаются пробелы в области экспериментального исследования процесса взрывообразного разрушения и огнестойкости железобетонных конструкций. Требуется доработка методики расчета огнестойкости конструкций подземного строительства, а также определениепрочностных и теплотехнических характеристик фибробетонов. На основаниипроведенного анализа сформулирована цель и задачи диссертационных исследований.Научная гипотеза. Предполагается, что при добавке в бетонную смесьППФ снижается вероятность взрывообразного разрушения железобетонныхконструкций из тяжелого бетона. При воздействии температурного режима пожара и прогреве конструкции ППФ за счет низкой температуры плавленияпримерно 160℃ создаст микроканалы, которые позволят избежать образованияизбыточного давления в порах бетона.6Целью работы является повышение огнестойкости железобетонных конструкций подземных сооружений с использованием бетона с полипропиленовой фиброй, обеспечивающей защиту бетона от взрывообразного разрушения.В соответствии с целью работы поставлены следующие задачи исследования: провести анализ литературных источников имеющихся исследованийогнестойкости железобетонных конструкций на основе фибробетона, а такжепрочностных и теплофизических характеристик бетонов с добавкой фибры; экспериментально определить прочностные характеристики бетона сполипропиленовой фиброй, применяемого для обделки подземных сооружений,при нагреве; определить теплофизические характеристики бетона с добавкой ППФ,используемого в железобетонной обделке (тюбингах) подземных сооружений; экспериментально определить огнестойкость железобетонных тюбингов,а также исследовать взрывообразное разрушение в процессе эксперимента; адаптировать и апробировать аналитическую модель расчета огнестойкости железобетонной обделки подземных сооружений.Объект исследования – пожарная безопасность железобетонной обделкиавтодорожных тоннелей и метрополитена.Предмет исследования – огнестойкость железобетонных тюбингов наоснове бетона с полипропиленовой фиброй.Научная новизна работы:1.
Впервые получен значительный объем результатов экспериментальныхисследований огнестойкости натурных железобетонных тюбингов, изготовленных с использованием полипропиленовой фибры.2. Установлено, что ППФ позволяет избежать взрывообразного разрушения за счет своей низкой температуры плавления и образования микроканаловснижающие избыточное давление в порах бетона;3.
Получены прочностные характеристики бетонов с добавкой отечественной и импортной ППФ при воздействии температур в диапазоне 20–800℃ ,7а также установлены зависимости прочностных характеристик от температурыпрогрева;4. Получены зависимости теплофизических характеристик бетонов с добавкой отечественной и импортной ППФ;5. Обоснована формула для определения температурного прогиба железобетонных тюбингов с учетом их геометрической нелинейности;6. С помощью моделирования по апробированной и адаптированной методике установлено влияние ППФ на пределы огнестойкости железобетонныхобделки (тюбингов), получено соответствие экспериментальных и расчетныхрезультатов.Теоретическая и практическая значимость работы заключается в следующем: получены результаты экспериментальных исследований огнестойкостижелезобетонных тюбингов, изготовленных с использованием полипропиленовой фибры; уточнена методика проведения испытаний конструкций за счет разработки системы опирания и нагружения для железобетонных при оценки фактических пределов огнестойкости;получены зависимости предела прочности на осевое сжатие от тем-пературы, коэффициенты снижения предела прочности от температуры, а такжетеплофизические характеристики, что позволило оценить огнестойкость железобетонных тюбингов с добавкой ППФ расчетными методами;– адаптирована и апробирована аналитическая модель расчета огнестойкости железобетонной обделки (тюбингов) позволяющая оценивать огнестойкость железобетонной обделки (тюбингов) расчетными методами.Методология и методы исследования.
Для решения поставленных задачпроводились теоретические и экспериментальные исследования.Теоретические исследования основаны на теории огнестойкости, методахмоделирования с применением программных комплексов Microsoft Office Excel,KOKON, ANSYS.8Основу экспериментальных исследований составляли натурные и лабораторные эксперименты.Материалы диссертации реализованы при разработке:– предложений в проект Свода правил «Правила по обеспечению огнестойкости и огнесохранности железобетонных конструкций» (изменения в СТО36554501-006-2006 «Правила по обеспечению огнестойкости и огнесохранности железобетонных конструкций»);– рекомендаций по защите железобетонных конструкций от взрывообразного разрушения тоннелей метрополитена, а именно для строительства новыхперегонных тоннелей;– раздела о новом виде защиты железобетонных конструкций в учебники курс лекций по дисциплине «Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре» в Академии Государственной противопожарной службы МЧС России.Положения, выносимые на защиту: методика и экспериментальные результаты пределов прочности на осевоесжатие, коэффициентов снижения предела прочности и коэффициентов теплопроводности, теплоемкости от температуры прогрева для бетона без добавки и с добавками отечественной и импортной ППФ; экспериментальные данные по исследованию огнестойкости железобетонных тюбингов с применением разработанной системы опирания и нагружения; результаты математического моделирования прогрева железобетонных тюбингов для определения температурных полей и решения задачи огнестойкости; адаптированная и апробированная модель оценки огнестойкости и результаты рассчитанных пределов огнестойкости железобетонных тюбингов бездобавки и с добавкой ППФ при различных режимах пожара.Степень достоверности и апробация результатов.
Достоверность представленных результатов достигалась: апробированными экспериментальными методами определения прочностных и теплофизических характеристик и оценки огнестойкости строительных конструкций;9 использованием в экспериментальных исследованиях поверенных измерительных приборов и аппаратуры, обеспечивающих достаточную точностьизмерения; использование валидированных и верифицированных программныхкомплексов. статистической обработкой полученных эмпирических величин с использованием регрессионного анализа.Основные результаты работы представлены на: V Международной научно-практической конференции молодых ученыхи специалистов «Проблемы техносферной безопасности – 2016» (М., АкадемияГПС МЧС России, 2016); XIX Международной межвузовской научно-практической конференциистудентов, магистров, аспирантов и молодых ученых «Строительство –формирование среды жизнедеятельности» (М., Национальный исследовательский московский государственный строительный университет, 2016); X Международной научно-практической конференции молодых ученых, курсантов (студентов), слушателей магистратуры и адъюнктов (аспирантов) «Обеспечение безопасности жизнедеятельности: проблемы и перспективы» (Минск, Командно-инженерный институт МЧС Республики Беларусь,2016); XX Международной межвузовской научно-практической конференциистудентов, магистров, аспирантов и молодых ученых «Строительство –формирование среды жизнедеятельности» (М., Национальный исследовательский московский государственный строительный университет, 2017); IV Международной научно-практической конференции «Ройтмановские чтения» (М., Академия ГПС МЧС России, 2017); I Международной научно-практической конференции и Всероссийскомконкурсе научно-исследовательских работ студентов и молодых ученых (Краснодар, Кубанский государственный технологический университет, 2017);10 VI Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Проблемы техносферной безопасности – 2017» (М., Академия ГПС МЧС России, 2017); XXII Всероссийской студенческой научно-практической конференции смеждународным участием, посвящённая году экологии «Безопасность – 2017»(Иркутск, Иркутский национальный исследовательский технический университет, 2017); XXIV Международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию ФГБУ ВНИИПО МЧС России «Горение и проблемы тушенияпожаров» (М., ФГБУ ВНИИПО МЧС России, 2017); VIII Международной научно-практической конференции «Актуальныепроблемы пожарной безопасности, предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций» (Кокшетау, Кокшетауский технический институт, 2017); XVII Международной научно-технической конференции «Актуальныевопросы архитектуры и строительства» (Саранск, ФГБОУ ВО Национальныйисследовательский Мордовский государственный университет им.
Н.П. Огарева, 2017).Публикации. По результатам диссертации опубликовано 14 печатныхработ, из них 2 – в журналах, входящих в перечень ВАК, 1 – в международныереферативные базы данных и цитирования.Объём и структура работы. Работа состоит из введения, четырёх глав,заключения, списка литературы и приложений.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
