Uklonska nosilnost armiranobetonskih okvirjev med požarom

Urška Bajc (2015) Uklonska nosilnost armiranobetonskih okvirjev med požarom. Doktorska disertacija.

Predogled

PDF Prenos (7Mb)

Povzetek

V doktorski disertaciji smo predstavili scenarije porušitve armiranobetonskih stebrov med požarom in scenarijem prilagojene računske postopke za določitev njihove požarne nosilnosti. Računski postopki so numerični ali pa, tam kjer je to mogoče, tudi pol-analitični. Na koncu so vsi delni računski postopki združeni v globalni algoritem za določitev požarne nosilnosti armiranobetonskega stebra. Pomembni novosti tega globalnega algoritma sta v tem, da z njim lahko ocenimo požarno nosilnost stebrov tudi z upoštevanjem lokalnega uklona armaturnih palic in oslabljenega stebra zaradi pojava eksplozivnega luščenja betona. Predstavljeni algoritem je dvofazen. V prvi fazi določimo časovno in krajevno razporeditev temperatur v požarnem prostoru. S temi rezultati v prvem delu druge faze požarne analize, ki jo imenujemo toplotno-vlažnostni del, določimo časovno in krajevno razporeditev temperature, pornih tlakov in koncentracije suhega zraka in vodne pare v betonu, in nato v drugem delu druge faze, ki jo imenujemo mehanski del požarne analize, določimo požarno nosilnost obravnavanega armiranobetonskega stebra. V mehanskem delu oslabljeni ali neoslabljeni steber modeliramo z Reissnerjevim modelom ravninskega nosilca. Vsi konstitucijski modeli osnovnih enačb armiranobetonskega stebra so nelinearni, materialni parametri pa temperaturno odvisni. Vsi bistveni fizikalni procesi, ki se dogajajo v betonu in armaturnih palicah med požarom, so v modelu upoštevani v obliki adicijskega razcepa. V disertaciji smo tako upoštevali temperaturne deformacije, lezenje betona pri povišanih temperaturah, prehodne deformacije betona in viskozno lezenje jekla pri visokih temperaturah. Za oceno vpliva eksplozivnega luščenja betona na požarno nosilnost armiranobetonskega stebra oba dela druge faze požarne analize obravnavamo delno povezano. Kot kriterij za oceno nastanka eksplozivnega luščenja betona in količino odluščenega betona pa hkrati upoštevamo višino temperatur in pornih tlakov v betonu, nivo deformacijske energije in uklonsko nosilnost odluščenega dela betona. Osnovne enačbe mehanskega dela požarne analize za različne scenarije porušitve rešimo s pol-analitičnim ali z numeričnim postopkom - z metodo končnih elementov. V ta namen dopolnimo in ustrezno razširimo računalniški program NFIRA, ki deluje v programskem okolju MatLab. Z obsežnimi parametričnimi študijami smo ugotovili: (i) da eksplozivno luščenje betona pomembno zmanjša požarno nosilnost armiranobetonskega stebra predvsem pri nesimetričnem (enostranskem) luščenju in ga v požarni analizi eksplozivnemu luščenju izpostavljenih armiranobetonskih stebrih moramo upoštevati (ii) da hkratni pojav razslojevanja in lomljenja (drobljenja) betona in lokalnega uklona armaturnih palic prav tako pomembno zmanjša požarno nosilnost AB stebrov in okvirov, vendar ne v tolikšni meri kot eksplozivno luščenje.

Akcije (potrebna je prijava)