Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Дисертаційні роботи України
Технічні науки
Будівельні конструкції, будівлі та споруди

Диссертационная работа:

Демчина Богдан Григорович. Вогнестійкість одно- і багатошарових просторових конструкцій житлових та громадських будівель: Дис... д-ра техн. наук: 05.23.01 / Український зональний науково-дослідний і проектний ін-т по цивільному будівництву (КиївЗНДІЕП). - К., 2002. - 367 арк. , табл. - Бібліогр.: арк. 275-304.

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальність теми. Сучасні тенденції розвитку будівництва в Україні йдуть в напрямку використання нових енергоефективних зарубіжних та вітчизняних технологій, матеріалів та конструкцій, які для масового застосування вимагають перевірки їх пожежної безпеки. Компонентом пожежної безпеки є вогнестійкість конструкцій, фактичне значення якої часто не співпадає з вогнестійкістю вказаною у супровідних документах, через невідповідність пожежних норм різних країн або через бажання постачальників збути товар, параметри якого не задовольняють пожежні вимоги України. Тому широке впровадження нових технологій, матеріалів і конструкцій можливе після їх атестації (сертифікації) через проведення вогневих випробувань у спеціальних установках та на фрагментах будівель збудованих у натуральну величину або після підтвердження їх пожежних параметрів надійними розрахунковими методами.

Відомі вогневі установки, що збудовані в Росії та інших країнах, не дають технічної можливості провести вогневі випробування нових просторових енергоефективних багатошарових архітектурно-конструктивних технологічних систем (АКТС), що складаються з будівельних конструкцій, які містять в собі високоефективні утеплювачі, через їх великі габаритні розміри на цілу кімнату. При цьому можуть виникати проблеми відтворення у великих вогневих камерах умов реальної пожежі та приведення результатів випробувань до стандартних, достовірної імітації стиків і умов примикання окремих елементів просторових об’ємних блоків (ОБ) із сусідніми блоками та врахування їх взаємного впливу і сумісної роботи, малої інформативності та недосконалості існуючої контрольно-вимірювальної апаратури та приладів, що працюють в умовах дії високих температур пожежі та зовнішнього навантаження. Перевагу над лабораторними дослідженнями у вогневих установках мають натурні вогневі випробування на дво-триповерхових фрагментах або цілих будівлях. Головним недоліком лабораторних та натурних вогневих випробувань є висока вартість і великі трудовитрати при їх реалізації.

Отже, створення інженерного методу розрахунку межі вогнестійкості просторових енергоефективних одно- і багатошарових конструкцій житлових та громадських будівель і вдосконалення методики вогневих досліджень є актуальною науковою проблемою, яка має велике теоретичне і практичне народногосподарське значення.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана згідно з планом КиївЗНДІЕП за Державною програмою забезпечення пожежної безпеки на 1995-2000 роки, затвердженою Кабінетом Міністрів України від 3 квітня 1995 року № 238, п.3; за темою №899-96-96 "Розробка методики розрахунку межі вогнетривкості одно- і багатошарових несучих конструкцій " (Л6342); за договором №108Н/96 "Визначення вогнестійкості конструктивної системи "ГОЛЬДПЛАН"; за договором №104Н/98 "Визначення вогнестійкості конструктивної системи "ТЕРМОДІМ"; по темі №6584 з ДП технічним комітетом із стандартизації “Арматура для залізобетонних конструкцій” у рамках роботи “Експериментально-теоретичні дослідження властивостей нових видів арматурного прокату з метою забезпечення їх впровадження в практику будівництва” (№01012003440); за Програмою забезпечення пожежної безпеки на період до 2010 року, затвердженою постановою Кабінету Міністрів від 1 липня 2002 року “Удосконалення нормативно-правового забезпечення у сфері пожежної безпеки” №870, п.35, п.53, п.54, п.57, п.61.

Метою дослідження є створення інженерного методу розрахунку межі вогнестійкості одно- і багатошарових просторових конструкцій та розробка і впровадження нових методик вогневих досліджень та нових вогнезахисних матеріалів та конструктивних заходів.

Основні задачі дослідження.

  1. Розробити математичну модель та на її базі створити інженерний метод оцінки межі вогнестійкості просторових одно- і багатошарових несучих конструктивних систем будівель при сумісній дії силових і теплових полів з врахуванням зміни властивостей матеріалів в залежності від рівня температури.

  2. Розробити методику врахування перерозподілу зусиль, що проходить у просторових конструкціях у процесі дії на них навантаження та високої температури пожежі.

  3. Розробити критерії оцінки межі вогнестійкості за ознакою токсичності при пожежі для багатошарових систем з горючими утеплювачами.

  4. Створити єдиний програмний комплекс для розрахунків меж вогнестійкості одно- і багатошарових просторових несучих конструктивних систем.

  5. Оцінити надійність і достовірність теоретичних досліджень при визначенні температурних полів, рівня НДС, ступеня токсичності та межі вогнестійкості.

  6. Розробити методику і здійснити натурний вогневий експеримент на фрагменті будинку з полімерною опалубкою, що залишається після бетонування.

  7. Розробити і впровадити нові універсальні вогневі установки та методики реєстрації, запису і аналізу температур; встановити ефективність використання методу акустичної емісії (АЕ) у випробуваннях арматури та бетону на вплив навантаження і температури.

  8. Розробити та дослідити нові методи захисту конструкцій від пожежі, що базуються на конструктивних заходах при їх проектуванні та застосуванні нових вогнезахисних матеріалів.

Об’єкт дослідження – одно- і багатошарові конструкції житлових та громадських будівель.

Предмет дослідження – вогнестійкість одно- і багатошарових просторових конструкцій, в яких використовуються горючі енергоефективні утеплювачі.

Методи дослідження – для досягнення поставленої мети в роботі використані теоретичні та експериментальні методи.

Теоретичні - на основі використання зв’язаної динамічної задачі термопружності платин, керуючись висунутими гіпотезами та припущеннями і застосувавши методику “поділу-об’єднання”, оцінюється напружено-деформований стан просторових відсіків будівель при одночасній дії зовнішнього навантаження і високих температур пожежі, при цьому враховується зміна властивостей матеріалів від температури.

Експериментальні – для перевірки достовірності результатів теоретичних досліджень виконано натурний вогневий експеримент на п’ятиповерховому житловому будинку конструктивної системи ГОЛЬДПЛАН у м. Вінниця та лабораторні дослідження бетону, арматури і нових вогнезахисних покриттів на дію навантаження та високих температур з використанням методу АЕ.

Наукова новизна роботи:

сформульовано на основі аналізу результатів раніше проведених вогневих випробувань робочі гіпотези та припущення для створення математичної моделі вогнестійкості просторових будівельних конструкцій;

створено математичну модель, що описує процес опору просторових одно- і багатошарових конструкцій вогневій і силовій дії до настання межі вогнестійкості з урахуванням залежності теплофізичних і фізико-механічних параметрів матеріалів від інтенсивності температури;

одержано результати розв’язку задач вогнестійкості аналітичним і чисельно-аналітичним методами разом із використаною методикою “поділу-об’єднання” для часткових випадків розрахунку просторових блоків, стінових панелей, плит перекриття, багатошарових систем типу ПЛАСТБАУ та ГОЛЬДПЛАН, що дозволило запропонувати інженерний метод розрахунку;

введено поняття межі вогнестійкості за ознакою токсичності для багатошарових конструктивних систем з використанням енергоефективних утеплювачів з горючих матеріалів за отриманими результатами хімічних і токсикохімічних досліджень;

запропоновано методику та одержано результати натурного вогневого експерименту на побудованому п’ятиповерховому будинку конструктивної системи ГОЛЬДПЛАН;

створено та апробовано в натурному та лабораторних експериментах нову контрольно-вимірювальну апаратуру для заміру і реєстрації сигналів з термопар та наступної їх обробки;

вперше застосовано метод АЕ при використанні розробленої автором методики та одержано результати в лабораторних дослідженнях бетону і арматури та вогневих натурних випробуваннях багатошарових залізобетонних конструкцій на дію силового навантаження і високої температури пожежі;

захищено Патентами України № 38256А, № 47993A нові вогнезахисні покриття для будівельних конструкцій;

запропоновано нові універсальні вогневі установки багатофункціонального призначення, що захищені Патентом України № 48870А, та новий спосіб захисту будівлі від пожежі, на який отримано Повідомлення про завершення формальної експертизи за заявкою на винахід від 16.06.2000р.

Практичне значення одержаних результатів. На підставі проведених досліджень розроблено інженерний метод розрахунку меж вогнестійкості одно- і багатошарових просторових будівельних конструкцій, який створює можливість для атестації та впровадження в масове будівництво нових енергозберігаючих АКТС без проведення високовартісних та трудомістких вогневих випробувань.

В роботі доведено можливість застосування методу акустичної емісії при дослідженні будівельних матеріалів та конструкцій на дію високих температур, створено нову методику реєстрації та обробки сигналів з термопар, розроблено нові універсальні вогневі установки багатофункціонального призначення для створення науково-експериментальної бази в галузі вогнестійкості та пожежної безпеки в Україні та запропоновано ефективні вогнезахисні заходи і нові види вогнезахисних покриттів.

Результати роботи впроваджені в ДСТУ Б.В.1.1-8-2003 “Захист від пожежі. Підвісні стелі. Метод випробування на вогнестійкість.” –Київ, 2003. –13с. та в “Рекомендации по применению арматурного проката по ДСТУ 3760-98 при проектировании и изготовлении железобетонных конструкций без применения предварительного напряжения арматуры” –Харьков, 2002. –25с.

Розроблений на базі проведених досліджень програмний комплекс КОЛДЕМ, а також результати досліджень, використовуються в інституті КиївЗНДІЕП, Містопроекті (м. Львів), Національному університеті “Львівська політехніка” студентами напрямку “Будівництво” та “Пожежна безпека” при виконанні курсових, дипломних та магістерських робіт, студентами Львівського інституту пожежної безпеки, в “Посібнику з основ теорії горіння” –Львів, 2002. –108с.

Особистий внесок здобувача включає: формулювання науково-прикладної та теоретичної проблеми розрахункового визначення меж вогнестійкості плоских та просторових одно- і багатошарових будівельних конструкцій; розробку аналітичного та чисельно-аналітичного методу розрахунку просторових блоків на вогнестійкість з допомогою використання методики “поділу-об’єднання” просторових блоків на плоскі елементи та їх наступного об’єднання у просторовий блок; формулювання головних принципів розв’язку задач термопружності пластин та просторових тіл; аналіз та перевірка достовірності результатів власних експериментальних досліджень, виконаних в умовах, натурного вогневого експерименту і в лабораторних умовах та інших авторів на основі розробленого автором методу розрахунку; керівництво аспірантами В.С. Лундяком, О.В. Божинським та В.С. Фіциком, дисертації яких присвячені розв’язку вузлових часткових питань загальної проблеми.

Автор при консультації професора М.Й. Колякова разом з аспірантами В.С.Лундяком і О.В. Божинським провів натурний вогневий експеримент у м. Вінниця на житловому будинку з використанням системи ГОЛЬДПЛАН і використав результати цього експерименту для підтвердження ефективності розробленого ним методу розрахунку вогнестійкості просторових одно- і багатошарових конструкцій, а також разом з аспірантом В.С. Фіциком та магістром А.Б. Пелехом провів цілу серію лабораторних досліджень бетону, арматури та вогнезахисних покриттів на дію високих температур з використанням акустичної емісії.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати роботи були повідомлені і обговорювалися на: наукових семінарах КиївЗНДІЕП та кафедри БКМ НУ “Львівська політехніка” в 1996 2002 роках, Першій всеукраїнській науково-технічній конференції "Науково-практичні проблеми сучасного залізобетону" (м. Київ, 1996р.), науковій конференції, присвяченій 100-річчю застосуванню залізобетону у м. Львові (м. Львів, 1997р.), ІІ міжнародній конференції "Bezpieczenstwo pozarowe budowli" (м. Варшава, Польська республіка, 1997р.), науково-технічній конференції "Проблеми теорії і практики залізобетону" (м. Полтава, 1997р.), Колегії Держбуду України (м. Київ, 1997р.), 13-ому конгресі FIP (м. Амстердам, Голландія, 1998р.), науково-технічній раді Державного комітету будівництва, архітектури та житлової політики України (м. Київ, 1998р.), Другій всеукраїнській науково-технічній конференції "Аварії на будівлях і спорудах та їх попередження" (м. Київ, 1999р.), Всеукраїнському міжвузівському науковому семінарі “Дослідження і досвід застосування в будівництві збірно-монолітних залізобетонних конструкцій “ (м. Львів, 2000р.), Всеукраїнській науково-практичній конференції “Реконструкція будівель та споруд. Досвід та проблеми” (м. Київ, 2000р.), V міжнародній конференції “Aktualne problemy budownictwa і inynierii rodowiska” (м. Жешув, Польська республіка, 2000р.), ІV науковому симпозіумі “Механіка і фізика руйнування будівельних матеріалів та конструкцій” (м. Тернопіль, 2000р.), ХVІ науково-практичній конференції “Крупные пожары: предупреждение и тушение” (м. Москва, Росія, 2001р.), V міжнародній науково-практичній конференції “Пожежна безпека – 2001” (м. Львів, 2001р.), ІІІ науково-практичному семінарі “Діагностика, довговічність та реконструкція мостів і будівельних конструкцій” (м. Чернівці, 2002р.), міжвузівському науковому семінарі “Будівельні матеріали та конструкції і їх поведінка в умовах високих температур” (м. Львів, 2002р.), в повному обсязі робота доповідалася на науковому семінарі кафедри БКМ Інституту будівництва та інженерії довкілля НУ “Львівська політехніка” (м. Львів, 2002р.), науково-технічній раді КиївЗНДІЕП (м. Київ, 2002р.) та об’єднаному міжвузівському семінарі при Харківському державному технічному університеті будівництва та архітектури за участю представників Української державної академії залізничного транспорту і Харківської державної академії міського господарства (м. Харків, 2002р.).

Публікації. Основний зміст роботи опублікований у 41 науковій праці, в тому числі 1 посібнику, 29 друкованих виданнях, з яких 28 входять до наукових видань, рекомендованих ВАК України, 7 матеріалах і тезах доповідей конференцій, 1 рекомендації і 3 патентах.

Подобные работы
Бабік Костянтин Миколайович
Оцінка сейсмічної безпеки будівель, споруд та конструкцій із застосуванням теорії ризику
Єрмак Євген Михайлович
Вдосконалення розрахункових моделей та конструкцій для подовження строків експлуатації промислових будівель
Романенко Ігор Іванович
Методологія замінності й модульності в розв'язанні проблем проектування будівель та споруд.
Гуслиста Ганна Едуардівна
Особливості статичного розрахунку будівель та споруд, розташованих на схилах
Литвиненко Тетяна Петрівна
Формування сільських малооб'ємних кооперованих будівель та їх конструктивні особливості
Клименко Євгеній Володимирович
Методологія оцінювання, прогнозування та регулювання технічного стану будівель і споруд із залізобетону
Маценко Андрій Михайлович
Взаємодія будівель і споруд з грунтовою основою при динамічних та сейсмічних впливах.
Ель Мутассім Ларбі
Вогнестійкість монолітних залізобетонних конструкцій будівель
Столевич Ігор Анатолійович
Міцність, тріщиностійкість, деформативність кералітобетону та конструкцій на його основі
Турбін Сергій Володимирович
Динамічні впливи на електромережеві конструкції та їх урахування при проектуванні і експлуатації

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net