Naslov
Numerička i eksperimentalna analiza nosivih konstrukcija pri djelovanju požara
(Numerical modelling and experimental analysis of structures exposed to fire)

Autori
Torić, Neno

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Fakultet građevinarstva, arhitekture i geodezije

Mjesto
Split

Datum
18.07

Godina
2012

Stranica
248

Mentor
Boko, Ivica ; Peroš, Bernardin

Ključne riječi
Metoda konačnih elemenata ; čelične konstrukcije ; prednapete betonske konstrukcije ; požar ; provođenje topline
(Finite element method ; steel structures ; prestressed concrete structures ; fire ; heat transfer)

Sažetak
Požar predstavlja jedno od ekstremnih djelovanja na nosive konstrukcije koja se mogu javiti u vijeku trajanja objekta. Da bi se mogao shvatiti utjecaj požara na konstrukciju, potrebna su temeljita znanstvena istraživanja na razini materijala, konstrukcije kao i samog fenomena požara. Pouzdani uvid u ponašanje nosivih konstrukcija pri djelovanju požara moguće je odrediti jedino primijenjenim eksperimentalnim istraživanjima u kombinaciji sa numeričkom analizom odgovora nosivih konstrukcija pri djelovanju požara. Rad se sastoji od eksperimentalnih istraživanja koja su provedena na prednapetim betonskim konstrukcijama pri djelovanju požara (na razini materijala i konstrukcije) te od prikaza novog numeričkog modela ponašanja štapnih konstrukcija pri djelovanju požara. Eksperimentalna istraživanja na razini materijala sastoje se od određivanja mehaničkih svojstava uzoraka betona velikih čvrstoća za vrijeme i nakon izlaganja visokim temperaturama. Mehanička svojstva određena u okviru provedene studije su: tlačna čvrstoća, vlačna čvrstoća, sekantni modul, dinamički modul te krivulje naprezanje-deformacija do temperatura 800°C. Uzorci su ispitivani u trenutku kad je uzorak zagrijan na maksimalnu temperaturu (vruće svojstvo), ohlađen na sobnu temperaturu te u periodu do 96 sati nakon inicijalnog hlađenja uzoraka (preostalo svojstvo). Eksperimentalna istraživanja na razini konstrukcije sastoje se od analize ponašanja prednapete šuplje betonske ploče dimenzija 8600/1200/200 mm pri djelovanju ISO krivulje požara, koja je izrađena od betona koji je analiziran u okviru ovog rada. U provedenoj analizi praćen je prirast temperatura u jedanaest mjernih točaka na ploči, mjerenje horizontalnog pomaka ploče u dvije mjerne točke te mjerenje relativne uzdužne deformacije na sredini ploče u dvije mjerne točke. U okviru ovog rada razvijen je novi numerički model ponašanja štapnih konstrukcija pri djelovanju visokih temperatura- požara. Numerički model sastoji se od tri podmodela: nestacionarnog nelinearnog modela provođenja topline, nelinearnog modela za proračun mehaničkih karakteristika kompozitnog poprečnog presjeka konstrukcije i linearnog modela prostornih štapnih konstrukcija. Mogućnosti razvijenog numeričkog modela testirane su na rezultatima šest eksperimenata, koji uključuju tri ispitivanja na čeličnim elementima izloženim djelovanju poprečne sile, dva ispitivanja na čeličnim elementima izloženim djelovanju poprečne i uzdužne tlačne sile, te ispitivanja na prednapetoj šupljoj ploči koje je provedeno u ovom radu. U okviru numeričkog modela razvijen je novi implicitni postupak kojim se uzimaju u obzir dodatne deformacije u materijalu pri djelovanju visokih temperatura. Novim implicitnim postupkom se krivulje naprezanje-deformacija materijala modificiraju na način da se proračunate dodatne deformacije zbrajaju sa vrijednostima početne deformacije iz krivulja naprezanje-deformacija. Na taj način se krivulje naprezanje-deformacija materijala modificiraju sa stvarnim vrijednostima dodatnih deformacija, pri čemu se smanjuje modul elastičnosti materijala, a time se smanjuje i proračunska krutost konstrukcije pri djelovanju požara.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Građevinarstvo

POVEZANOST RADA