Mehanski odziv ukrivljenih lesenih nosilcev s spremenljivo višino pri požarni obtežbi

Robert Pečenko (2016) Mehanski odziv ukrivljenih lesenih nosilcev s spremenljivo višino pri požarni obtežbi. Doktorska disertacija.

Predogled

PDF Prenos (35Mb)

Povzetek

V doktorski disertaciji je obravnavano obnašanje ukrivljenega nosilca s spremenljivo višino izpostavljenega požaru. V ta namen je bil razvit nov tri-fazni numerični model za geometrijsko in materialno nelinearno požarno analizo. V prvi fazi je določen časovni razvoj temperatur znotraj požarnega sektorja. V drugi fazi, ki predstavlja glavno temo te disertacije, je bil razvit nov matematični in numerični model za določitev povezanega prehoda toplote in vlage po lesu med požarom. Model upošteva prenos vezane vode, vodne pare in zraka ob hkratnem prenosu toplote. Glavne novosti modela so naslednje: (i) prenos vezane vode je izpopolnjen in vključuje Soretov efekt, (ii) podan je modificiran zapis sorpcije, primeren tudi za temperature nad točko vrelišča, (iii) vpeljana je premikajoča se robna ploskev na stiku med nepoškodovanim lesom in zoglenelo plastjo, kjer sta predpisana tok vodne pare in pritisk. Sistem osnovnih enačb je rešen z metodo končnih elementov v programskem okolju Matlab®. Osnovne neznanke modela so: temperatura, tlak plinske mešanice ter koncentracija vodne pare in vezane vode v lesu. Z validacijo modela in ob upoštevanju parametričnih študij je ugotovljeno naslednje: (i) model omogoča natančno določitev temperaturnega polja in debeline zoglenele plasti, (ii) višja začetna vlažnost lesa vodi v počasnejši razvoj temperatur, (iii) odkrit je bil velik vpliv difuzije vezane vode glede na skupno vsebnost vlage lesa in (iv) vpliv konvekcijskega prenosa toplote na razvoj temperatur je zanemarljiv. V zadnji fazi je predstavljen mehanski model za določitev napetostno-deformacijskega stanja ukrivljenega nosilca in nosilca s spremenljivo višino med požarom. Model je formuliran na podlagi Reissnerjevega geometrijsko točnega modela ravninskega nosilca in zajema vpliv membranske, strižne in upogibne deformacije. Sistem osnovnih enačb je rešen z metodo končnih elementov. Z validacijo in verifikacijo modela je bilo ugotovljeno, da je model zelo natančen in kot tak primeren za požarno analizo omenjenih tipov nosilcev. Poleg tri-faznega numeričnega modela, disertacija prikazuje tudi metodologijo za določitev zanesljivosti lesenega nosilca med požarom, s čimer je prikazan performančni pristop za implementacijo negotovosti v požarno analizo.

Akcije (potrebna je prijava)