Градиентно-температурный критерий огнестойкости бетонных конструкций при пожарах в химической отрасли промышленности

• Автор: Тучкова, Оксана Анатольевна
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 117 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ОГЕСТОЙКОСТИ

СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

1.1. Стандартные огневые испытания

1.2. Расчетные методы

1.3. Динамика стандартного пожара

1.4. Физикохимические процессы при высокоинтенсивном нагреве бетона

1.5. Физикомеханические характеристики материалов при высоких температурах

1.6. Выводы по главе ГЛАВА II ТЕПЛОМАССООБМЕН В ЭЛЕМЕ1ТАХ БЕТОННЫХ

КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ВЫСОКОИНТЕНСИВНОМ НАГРЕВЕ

2.1. Стандартные методы расчета огнестойкости
2.2. Аналитические и численные решения
2.3. Алгоритм решения теплотехнической задачи при стандартном пожаре
2.4. Анализ явлений влагопереноса в строительных апиллярноиорисгых материалах
2.5. Физикоматематическая постановка задачи при высокоинтенсивном нагреве
2.6. Вычислительная модель расчета температурного поля в элементах конструкций при горении углеводородов
2.7. Результаты вычислительного эксперимента
2.8. Выводы по главе
ГЛАВА III КОМПЛЕКСНЫЙ ГРАДИЕНТНОТЕМПЕРАТУРНЫЙ КРИТЕРИЙ ПРЕДПРОЕКТНОЙ ОЦЕНКИ ПРЕДЕЛОВ ОГНЕСТОЙКОСТИ
3.1. Проектирование конструкций в условиях реальных пожаров
3.2. Температурный и градиентный критерии огнестойкости
3.3. Обоснование комплексного критерия разрушения
3.4. Экспериментальное исследование огнестойкости методом специального нагрева
3.5. Предпроектная оценка пределов огнестойкости железобетонных конструкций при факельном горении углеводородов
3.6. Выводы по главе
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Так, при разлитии и горении жидких углеводородных топлив, в случае разрушения емкостей и технологического оборудования с жидкими углеводородами [3 - 6], при факельном горении природного газа в случае аварий на магистральных газопроводах [7], интенсивность теплового потока излучения от поверхности пламени может достигать 0 кВт/м2 [8]. В связи с длительностью, сложностью и высокой стоимостью лабораторных испытаний согласно Федеральному закону № 3-ФЗ от г. Градиент температуры по сечению образца материала при стандартном пожаре в расчетах не учитывается. Даже в экспериментах по оценке уменьшения предела прочности бетона при увеличении температуры нагрева искусственно обеспечиваются условия равномерного нагрева образцов. Другим альтернативным подходом в оценке предельных состояний материалов при высокоинтенсивном нагреве является применение теории динамической термоупругости []. Так, в работах [, ], применительно к одностороннему нагреву однородных материалов без учета физикохимических превращений впервые установлено, что в упругих телах может возникнуть упругая волна, распространяющаяся со скоростью звука в данной среде. Градиент температуры и напряжение в волне могут достигать предельных значений и привести к разрушению материала. A.B. Лыковым [, ]. В исследованиях Жукова [] экспериментально установлено, что взрывообразное разрушение железобетонных (ж/б) конструкций может происходить и под воздействием капиллярного давления пара. Следует отметить, что высокие плотности теплового потока при горении углеводородов в лабораторных условиях могут быть достигнуты только за счет создания крупномасштабных огневых камер, что является сложной технической задачей для многочисленных испытаний образцов. В связи с изложенным, совершенствование методов оценки пределов огнестойкости элементов строительных конструкций при высокоинтенсивном нагреве имеет важное теоретическое и прикладное значение. В настоящее время актуальность, перспективность данного направления исследований усиливается в связи с разработкой Правительством РФ мегапроекта по крупномасштабной добыче и * транспортировке нефти и газа на полуострове Ямал. При. Эти обстоятельства выдвигают новые требования к обеспечению пожарной безопасности таких объектов [, ], а также к самим приемам оценки реальной безопасности. Необходимость разработки расчетных методов определения огнестойкости элементов строительных конструкций при пожарах на химических и нефтехимических предприятиях на основе результатов стандартных огневых испытаний мотивировала выбор цели и задач настоящего исследования. Личный вклад автора в работу состоит в анализе литературных данных по механизмам высокотемпературного испарения влаги в капиллярно-пористых телах, сравнительном анализе критериев огнестойкости по несущей и теплоизолирующей способности, математической формулировке краевых условий уравнения Фурье, проведении и обработке вычислительных экспериментов, обосновании вычислительного алгоритма оценки огнестойкости элементов ж/б конструкций при пожарах разлития, огненных шарах, факельном горении. Основные результаты, выносимые на защиту: вычислительная модель для расчета температурного поля в. Реализация и внедрение результатов работы. Расчетный метод оценки огнестойкости элементов железобетонных конструкций при пожарах разлития (огненных шарах, факельном горении) на основании данных стандартных огневых испытаний, разработанный' в диссертации, используется проектным институтом ООО «Инженерное бюро «АНКОР», ООО «Эксперт Бюро» и ООО «НПФ «Реконструкция» при оценке пределов огнестойкости железобетонных конструкций при горении углеводородов. Использованный подход повышает достоверность и информативность проектных решений по оценке пожарных рисков в расчетной части специальных разделов ряда документов («Декларации промышленной и пожарной безопасности опасных производственных объектов», «Планы локализации аварийных ситуаций»), а так же при разработке Мероприятий по обеспечению пожарной безопасности опасных производственных объектов. Публикации.