Preview

Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety

Расширенный поиск

Огнестойкость железобетонных тюбингов подземных сооружений с полипропиленовой фиброй

https://doi.org/10.18322/PVB.2019.28.05.60-70

Полный текст:

Аннотация

Введение. Железобетонные конструкции из тяжелого бетона повышенной влажности (более 3,5 %) имеют склонность к взрывообразному разрушению, которое может привести к преждевременному наступлению предела огнестойкости таких конструкций и частичному или полному обрушению зданий и сооружений. Повышенная влажность железобетонных конструкций обычно встречается в подземных сооружениях и во вновь возводимых зданиях. Огнестойкость железобетонных тюбингов подземных сооружений в значительной степени зависит от взрывообразного (хрупкого) разрушения бетона при воздействии высоких температур пожара на поверхность обделки тоннеля.
Материалы и методы. В качестве объекта исследования были выбраны железобетонные тюбинги из тяже­лого бетона влажностью 6 % с добавкой полипропиленовой фибры в количестве 1 кг/м3. Проведены крупномасштабные огневые испытания на специально изготовленном стенде при нагружении образцов вертикальной и горизонтальной нагрузкой.
Результаты и обсуждение. Представлены основные результаты экспериментального исследования огне­стой­кости железобетонных тюбингов с добавкой полипропиленовой фибры и без нее. По результатам установ­лено, что предел огнестойкости железобетонного тюбинга с добавкой полипропиленовой фибры согласно ГОСТ 30247.0–94 составил не менее 125 мин (REI 120). Разработана аналитическая модель оценки огнестойкости. Для решения теплотехнической задачи проведен численный эксперимент с помощью программ­ного комплекса “ANSYS”. Предложена аналитическая зависимость определения дополнительного температурного прогиба для геометрически нелинейного элемента. Расчет предела огнестойкости железо­бетонного тюбинга с добавкой полипропиленовой фибры по разработанной аналитической модели с учетом ранее полученных прочностных и теплотехнических характеристик подтвердил результаты огневых испытаний: предел огнестойкости составил REI 120.
Заключение. Использование для ограждающих конструкций тоннеля железобетонных тюбингов из фибробетона с полипропиленовой фиброй позволит значительно снизить затраты на устройство огнезащиты и сократить сроки строительства.

Об авторах

В. И. Голованов
Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны МЧС России
Россия

Голованов Владимир Ильич, д-р техн. наук, главный научный сотрудник

143903, г. Балашиха Московской обл., мкр. ВНИИПО, 12



А. В. Пехотиков
Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны МЧС России
Россия

Пехотиков Андрей Владимирович, канд. техн. наук, начальник отдела

143903, г. Балашиха Московской обл., мкр. ВНИИПО, 12



Н. С. Новиков
Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны МЧС России
Россия

Новиков Николай Сергеевич, научный сотрудник

143903, г. Балашиха Московской обл., мкр. ВНИИПО, 12



В. В. Павлов
Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны МЧС России
Россия

Павлов Владимир Валерьевич, начальник сектора

143903, г. Балашиха Московской обл., мкр. ВНИИПО, 12



Е. В. Кузнецова
Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны МЧС России
Россия

Кузнецова Елена Вячеславовна, старший научный сотрудник

143903, г. Балашиха Московской обл., мкр. ВНИИПО, 12



Список литературы

1. Moore D. B., Lennon T. Fire engineering design of steel structures // Progress in Structural Engineering and Materials. — 1997. — Vol. 1, No. 1. — P. 4–9. DOI: 10.1002/pse.2260010104.

2. Maraveas C., Vrakas A. A. Design of concrete tunnel linings for fire safety // Structural Engineering International. — 2014. — Vol. 24, No. 3. — P. 319–329. DOI: 10.2749/101686614X13830790993041.

3. Бартелеми Б., Крюппа Ж. Огнестойкость строительных конструкций / Пер. с фр. — М. : Стройиздат, 1985. — 216 с.

4. Голованов В. И., Кузнецова Е. В. Эффективные средства огнезащиты для стальных и железобетонных конструкций // Промышленное и гражданское строительство. — 2015. — № 9. — С. 82–90.

5. Голованов В. И., Павлов В. В., Пехотиков А. В. Защита железобетонных тюбингов автодорожных тоннелей от хрупкого разрушения при пожаре // Пожарная безопасность. — 2008. — № 2. — С. 50–55.

6. Фёдоров В. С., Левитский В. Е., Молчадский И. С., Александров А. В. Огнестойкость и пожарная опасность строительных конструкций. — М. : АСВ, 2009. — 408 с.

7. Heo Y.-S., Sanjayan J. G., Han C.-G., Han M.-C. Synergistic effect of combined fibers for spalling protection of concrete in fire // Cement and Concrete Research. — 2010. — Vol. 40, No. 10. — P. 1547–1554. DOI: 10.1016/j.cemconres.2010.06.011.

8. Werther N. Brandversuche an Tunnelinnenschalenbetonen für den M 30-Nordtunnel in Madrid // Beton- und Stahlbetonbau. — 2006. — Vol. 101, No. 9. — P. 729–731 (in German). DOI: 10.1002/best.200608187.

9. Dutta Dey S., Winterberg R., Korulla M., Gharpure A. D. Steel fibre reinforced concrete for underground structures // 6th Asian Rock Mechanics Symposium. — 2010. — 8 p.

10. Rodrigues J. P. C., Laím L., Correia A. M. Behaviour of fiber reinforced concrete columns in fire // Composite Structures. — 2010. — Vol. 92, Issue 5. — P. 1263–1268. DOI: 10.1016/j.compstruct.2009.10.029.

11. Кузнецова И. С., Рябченкова В. Г., Корнюшина М. П., Саврасов И. П., Востров М. С. Полипропиленовая фибра — эффективный способ борьбы со взрывообразным разрушением бетона при пожаре // Строительные материалы. — 2018. — № 11. — С. 15–20. DOI: 10.31659/0585-430Х-2018-765-11-15-20.

12. Dehn F., Werther N., Knitl J. Groβbrandversuche für den City-Tunnel Leipzig // Beton- und Stahlbetonbau. — 2006. — Vol. 101, Issue 8. — P. 631–636 (in German). DOI: 10.1002/best.200608186.

13. Kordina K. Brände in unterirdischen Verkehrsanlagen // Bautechnik. — 2003. — Vol. 80, No. 5. — P. 327–338 (in German). DOI: 10.1002/bate.200302620.

14. Ройтман В. М., Голованов В. И. Необходимость технического регулирования огнестойкости зданий с учетом возможности комбинированных особых воздействий с участием пожара // Пожарная безопасность. — 2014. — № 1. — С. 86–93.

15. Яковлев А. И. Расчет огнестойкости строительных конструкций. — М. : Стройиздат, 1988. — 144 с.

16. Голованов В. И., Новиков Н. С., Павлов В. В., Кузнецова Е. В. Прочностные и теплофизические свойства бетона с полипропиленовой фиброй в условиях температурного режима стандартного пожара // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. — 2017. — Т. 26, № 5. — С. 37–44. DOI: 10.18322/PVB.2017.26.05.37-44.

17. Голованов В. И., Новиков Н. С., Павлов В. В., Антонов С. П. Прочностные характеристики фибробетона для тоннельных сооружений в условиях высоких температур // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. — 2017. — № 2. — С. 63–67.

18. Волков А. А., Ройтман В. М., Приступюк Д. Н., Федоров В. Ю. Влияние влажности строительных материалов на точность расчетов прогрева конструкций при оценке их огнестойкости // Интеграция, партнерство и инновации в строительной науке и образовании : cб. матер. VI Международной научной конференции. — М. : НИУ МГСУ, 2018. — С. 207–212.

19. Камлюк А. Н., Ширко А. В., Янковский А. Г. Теплотехнический и прочностной расчет железобетонных колонн в программной среде ANSYS // Техносферная безопасность. — 2014. — № 2(3). — С. 26–33.

20. Ширко А. В., Камлюк А. Н., Полевода И. И., Зайнудинова Н. В. Прочностной расчет железобетонных плит при пожаре с использованием программной среды ANSYS // Вестник Командно-инженерного института МЧС Республики Беларусь. — 2014. — № 1(19). — С. 48–58.

21. Камлюк А. Н., Полевода И. И., Ширко А. В. Модели материалов арматуры и бетона для теплотехнических и прочностных расчетов на примере Российского стандарта // Вестник Командно-инженерного института МЧС Республики Беларусь. — 2013. — № 1(17). — С. 104–116.

22. Kordina K., Meyer-Ottens C. Beton brandschutz. Handbuch. 2 Auflage. — Düsseldorf : Verlag Bau + Technik, 1999. — 284 p. (in Germany).

23. Nause P. Brandschutztechnische Bewertung tragender Bauteile im Bestand. — Brandschutz-Forum- München, 21.06.2013. — 47 p. URL: https://docplayer.org/2762246-Brandschutztechnische-bewertung-tragender-bauteile-im-bestand.html (дата обращения: 15.05.2019).


Для цитирования:


Голованов В.И., Пехотиков А.В., Новиков Н.С., Павлов В.В., Кузнецова Е.В. Огнестойкость железобетонных тюбингов подземных сооружений с полипропиленовой фиброй. Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2019;28(5):60-70. https://doi.org/10.18322/PVB.2019.28.05.60-70

For citation:


Golovanov V.I., Pekhotikov A.V., Novikov N.S., Pavlov V.V., Kuznetsova E.V. Fire resistance of reinforced concrete tubings of underground structures with polypropylene fiber. Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety. 2019;28(5):60-70. (In Russ.) https://doi.org/10.18322/PVB.2019.28.05.60-70

Просмотров: 162


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0869-7493 (Print)
ISSN 2587-6201 (Online)