Введение
1 Аналитический обзор 21
1.1 Состояние вопроса 21
1.2 Теоретические аспекты обеспечения несущей способности стальных конструкций в условиях огневого воздействия 29
1.2.1 Прочностные свойства строительных сталей и специфика их поведения в области высоких температур 29
1.2.2 Взаимосвязь деформации кратковременной температурной ползучести с режимом нагрева стали и уровнем напряжения 38
1.2.3 Особенности поведения стальных элементов при потере ими несущей способности в условиях огневого воздействия 41
1.2.4 Методы исследования огнезащитной эффективности покрытий и способы огнезащиты для стальных конструкций 54
1.3 Состояние нормативной базы и методы оценки огнестойкости стальных несущих конструкций 64
1.3.1 Требуемая огнестойкость сжатых и изгибаемых стальных элементов 64
1.3.2 Методы испытаний на огнестойкость стальных колонн и балок 66
1.3.3 Методы испытания по оценке огнезащитной эффективности покрытий и облицовок для стальных конструкций 71
1.3.4 Методы контроля по обеспечению требуемой огнестойкости стальных конструкций с огнезащитой при приемке зданий и сооружений в эксплуатацию 74
1.4 Основные направления исследований 78
2 Экспериментальные исследования прочностных и деформативных свойств строительных сталей в условиях высоких температур 83
2.1 Исследуемые марки стали 83
2.2 Описание экспериментального оборудования и контрольно-измерительной аппаратуры 84
2.3 Методика испытаний образцов на растяжение для определения диаграмм а- є при стационарном режиме нагрева 93
2.4 Методика испытаний образцов на сжатие для определения диаграмм а- є при стационарном режиме нагрева 101
2.5 Сравнение результатов испытаний на растяжение и сжатие при стационарном режиме нагрев 108
2.6 Анализ экспериментальных данных 112
3 Исследование кратковременной температурной ползучести стали 119
3.1 Основные положения теории ползучести при нестационарных режимах нагрева стали 119
3.2 Описание экспериментального оборудования и контрольно-измерительной аппаратуры 123
3.3 Определение параметров ползучести \х ,Z и є„о в ходе проведения испытаний на ползучесть при растяжении 126
3.4 Определение параметров ползучести |ЛС, Zc и єсПо в ходе проведения испытаний на ползучесть при сжатии 144
3.5 Сравнение результатов испытаний на ползучесть при растяжении и сжатии 148
3.6 Эксперименты на ползучесть при растяжении и сжатии в условиях нестационарного режима нагрева стали 150
3.7 Определение доверительных границ результата измерений при исследованиях прочностных и деформативных свойств исследуемых сталей 165
3.8 Анализ экспериментальных данных 172
4 Экспериментально-аналитическое исследование несущей способности сжатых стальных элементов при воздействии высоких температур 174
4.1 Аналитическое исследование деформативности и устойчивости центрально сжатых стальных стержней гибкостью при нагреве 174
4.2 Аналитическое исследование деформативности и устойчивости внецентренно сжатых стальных стержней при нагреве 183
4.3 Экспериментальное исследование деформативности и устойчивости центрально и внецентренно сжатых стержней при нагреве 195
4.3.1 Описание экспериментального оборудования и контрольно-измерительной аппаратуры 197
4.3.2 Методика испытаний сжатых стальных стержней при нагреве 199
4.3.3 Результаты экспериментов 204
4.4 Анализ экспериментальных данных 218
5 Экспериментально-аналитическое исследование несущей способности стальных изгибаемых балок при воздействии высоких температур 224
5.1 Математическая модель расчета деформирования стальных балок в условиях огневого воздействия, с учетом температурной ползучести стали 224
5.2 Изучение закономерностей процесса деформации стальных балок в условиях огневого воздействия 244
5.2.1 Описание экспериментального оборудования и контрольно- измерительной аппаратуры 245
5.2.2 Методика испытаний стальных балок на огнестойкость под нагрузкой 249
5.2.3 Анализ результатов испытаний 256
5.2.4. Алгоритм определения фактических пределов огнестойкости стальных балок по критическим деформациям 259
5.3 Сравнение расчетных деформаций стальных балок с деформациями, зарегистрированными во время испытаний 261
5.4. Анализ полученных результатов 269
6 Расчет температур в сечениях несущих стальных элементов защищенных эффективными материалами 272
6.1 Постановка задачи, исходные предпосылки 272
6.2 Методика расчета температуры в сечении незащищенных стальных элементов 274
6.3 Расчет температуры в сечении стальной огнезащищенной колонны двутаврового сечения 275
6.4 Расчет температуры в сечении стальной колонны с облицовкой, имеющей воздушный прослоек 280
6.5 Приведение фактических сечений облицованных стержней к неограниченной пластине, облицованной с одной стороны, и имеющей идеальную теплоизоляцию с другой 283
6.6 Расчет температуры неограниченной стальной пластины, облицованной с одной стороны и имеющей идеальную теплоизоляцию с другой 286
6.7 Методика определения теплотехнических свойств огнезащитных облицовок 287
6.8. Методика построения номограмм прогрева стальных конструкций со вспучивающимися покрытиями 290
6.9 Анализ результатов исследований 294
Основные выводы 296
Литература
