Search academic texts

Registration Number

0824U001667, PhD dissertation

Title

Calculation method for evaluating the fire-resistant ability of fire- resistant plywood for wooden beams

Author

Mykola Zmaha,

popup.head Stanislav О. Sidnei
popup.head Vasyl' A. Kobko
popup.opponent Vadim V. Nizhnyk
popup.opponent Anatoliy S. Belikov
popup.review Oleksandr Nuianzin
popup.review Andrii Berezovskyi

Status

Доктор філософії, 261, Пожежна безпека

Date

04-01-2023

Description

Ідеєю дисертаційної роботи є встановлення залежності від закономірностей зміни геометричних параметрів зони обвуглювання та з урахуванням впливу стандартного температурного режиму пожежі, як наукового підґрунтя для доповнення існуючої нормативної бази щодо визначення межі вогнестійкості дерев’яних балок з вогнезахисним облицюванням на основі просоченої фанери, що в свою чергу дозволить забезпечити вимоги пожежної безпеки до будівель та споруд із дерев’яними балками даного типу вогнезахисту. В ході роботи проведено ряд експериментальних досліджень на виявлення закономірностей зміни торцевої та бокової глибини обвуглювання експериментальних зразків у залежності від часу їх експонування (15, 30, 60 хв.) за стандартним температурним режимом пожежі та встановлено відповідні регресійні залежності, що описуються за допомогою коефіцієнтів регресії. Це дало змогу встановити швидкості обвуглювання бічної і торцевої сторін перерізу зразків-фрагментів дерев’яної балки з облицюванням вогнезахисною фанерою залежно від часу їх експонування в умовах стандартного температурного режиму пожежі, що відповідно становлять 0,31 мм/хв та 0,96 мм/хв. Також встановлено час затримки початку обвуглювання дерев’яної балки з вогнезахисним облицюванням, що складає, в залежності від товщини облицювання, від 11 хв до 20 хв з торцевої сторони перерізу та від 15 хв до 25 хв з бічної сторони перерізу. Проаналізовані результати експериментів щодо процесу нагрівання та обвуглювання захищених дерев’яних балок шляхом облицювання вогнезахисною фанерою та не захищених дерев’яних балок, що визначає адекватність отриманих результатів. Описано математичну модель прогнозування геометричної форми перерізу вогнезахищених дерев'яних балок в умовах пожежі. Використовуючи розроблений математичний апарат, побудовані контури обвугленої зони для різних дерев’яних балок без вогнезахисту та з вогнезахисним облицюванням різної товщини. Відповідно визначених параметрів, визначено час затримки процесу обвуглювання на бічній та торцевій стороні перерізу дерев’яної балки. Час затримки процесу обвуглювання на сторонах перерізу балки визначається за узагальненими експериментальними даними. Дані розрахунки проведені для визначення конфігурації ліній Бєз’є, що визначені за допомогою 5-ти характерних точок, які зафіксовані на ізотермах із критичною температурою. Параметризація функцій кривих Бєз’є базується на припущенні, що параметр r визначається за найбільшим габаритним розміром перерізу балки у безрозмірному відносному представленні у вигляді параметричної функції r = f(Yc/h). Такий запис потрібний для опису перерізів з іншими габаритними розмірами, та різними їх співвідношеннями. Для того, щоб проаналізувати величину імовірної похибки при моделюванні обвугленої зони перерізу дерев’яних балок із вогнезахисним облицюванням на основі просоченої фанери за запропонованим методом, використаний метод збурень. Результати проведених розрахунків за даними параметрами із «збуренням» порівнюються із результатами, отриманими за початковими даними та без нього «збурення». Такий порівняльний аналіз дозволяє оцінити достовірність методу з огляду на чутливість його похибки до експериментальної похибки проведених дослідів, що складає не більше 14 % та вкладається у ієрархічну схему методів рекомендованих нормативними документами. Застосувавши метод прогнозування несучої здатності дерев'яних балок прямокутного перерізу із вогнезахисним облицюванням на основі просоченої фанери в умовах пожежі. З урахуванням результатів, запропоновано послідовність процедур для розрахункового методу прогнозування несучої здатності дерев’яних балок прямокутного перерізу із вогнезахисним облицюванням на основі просоченої фанери в умовах пожежі із стандартним температурним режимом, який ґрунтується на спрощених алгоритмах. Одним із таких алгоритмів є використання спеціальних номограм. Номограми побудовані на основі отриманої регресії наявних даних щодо товщин вогнезахисного покриття на основі просоченої фанери для дерев’яних балок прямокутного перерізу при забезпеченні стандартних класів вогнестійкості. Таким чином, отримані результати дозволяють визначити послідовність процедур для реалізації методики прогнозування несучої здатності дерев’яних балок прямокутного перерізу із вогнезахисним облицюванням на основі просоченої фанери в умовах пожежі із стандартним температурним режимом. Також запропоновано послідовність процедур при застосуванні даного методу. Завдяки проведеним дослідженям обґрунтовано та запропоновано розрахунковий метод оцінювання вогнезахисної здатності вогнестійкої фанери для дерев'яних балок. Шляхом математичного моделювання, номограм та таблиць для оцінки класу вогнестійкості дерев’яних балок з вогнезахисним облицюванням на основі просоченої фанери побудовано ієрархію методів, які дозволяють спрогнозувати точну геометричну конфігурацію необвугленої частини перерізу дерев’яної балки та визначити її реальну несучу здатність.