A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
Influence of dynamic excitation on the bearing capacity of reinforced concrete columns exposedto fire effects Влияние динамического эффекта на несущую способность железобетонных колонн, работающих в условиях огневых воздействий
This article provides an example of the calculation of eccentrically compressed reinforced concrete elements exposed to dynamic loads and fire effects. The dynamic factor for the concrete under regular conditions is available, and it exceeds one in any case. However, in case of a fire exposure, the value of this factor varies from 0,4 to 0,8, depending on the loading rate and temperature. The value of the dynamic factor was identified in the course of an experiment; thereafter, the pattern of influence of the dynamic effect caused by the progressive collapse of buildings and produced onto the bearing capacity and fire resistance of compressed elements of the pylon and the column was identified. ANSYS 12.1 software package was employed to perform the fire resistance analysis of the pylon on the 1st floor of a 59-storey building. The problem was modeled in the 3D formulation. It represented a pylon exposed to static loading and standard fire conditions. For comparison purposes, bearing capacity values were calculated for different values of the thermal load.The calculation of temperature fields was based on the resolution of boundary value problems of transient heat conduction in capillary-porous bodies.The solution to the problem of the four-sided fire exposure at standard fire temperature values was obtained in characteristic points of the support structure to assess the change in its load-bearing capacity.It is proven that dynamic effects of a fire reduce the bearing capacity of columns by 40 %. Therefore, the analysis of the bearing capacity of structures in terms of their fire resistance should take account of the possibility of progressive collapse of buildings.
Приведен пример расчета внецентренно сжатых железобетонных элементов, работающих в условиях динамических нагрузок и огневых воздействий. Коэффициенты динамичности для бетона, работающие в обычных условиях, известны и всегда больше единицы. В условиях огневых воздействий этот коэффициент, в зависимости от температуры и скорости нагружения, колеблется в широких пределах от 0,4 до 0,8. Расчеты сжатых элементов в условиях огневых воздействий проводились с учетом коэффициента динамичности, которые определялись по результатам эксперимента, что позволило выявить влияние динамического эффекта вследствие прогрессирующего обрушения зданий на несущую способность и огнестойкость сжатых элементов пилона и колонны. Произведен расчет на огнестойкость пилона 1-го этажа 59-этажного здания в программном комплексе ANSYS 12.1. Задача моделируется в объемной постановке и представляет собой пилон, нагруженный статической нагрузкой, подвергающийся условиям стандартного пожара. Расчеты проводились для разных термосиловых загружений.Рекомендуется в расчетах конструкций на огнестойкость проверить возможность прогрессирующего обрушения зданий и возникающие при этом динамические нагрузки.Показано, что учет коэффициента динамичности при пожаре снижает несущую способность колонн на 40 %.
Influence of dynamic excitation on the bearing capacity of reinforced concrete columns exposedto fire effects Влияние динамического эффекта на несущую способность железобетонных колонн, работающих в условиях огневых воздействий
This article provides an example of the calculation of eccentrically compressed reinforced concrete elements exposed to dynamic loads and fire effects. The dynamic factor for the concrete under regular conditions is available, and it exceeds one in any case. However, in case of a fire exposure, the value of this factor varies from 0,4 to 0,8, depending on the loading rate and temperature. The value of the dynamic factor was identified in the course of an experiment; thereafter, the pattern of influence of the dynamic effect caused by the progressive collapse of buildings and produced onto the bearing capacity and fire resistance of compressed elements of the pylon and the column was identified. ANSYS 12.1 software package was employed to perform the fire resistance analysis of the pylon on the 1st floor of a 59-storey building. The problem was modeled in the 3D formulation. It represented a pylon exposed to static loading and standard fire conditions. For comparison purposes, bearing capacity values were calculated for different values of the thermal load.The calculation of temperature fields was based on the resolution of boundary value problems of transient heat conduction in capillary-porous bodies.The solution to the problem of the four-sided fire exposure at standard fire temperature values was obtained in characteristic points of the support structure to assess the change in its load-bearing capacity.It is proven that dynamic effects of a fire reduce the bearing capacity of columns by 40 %. Therefore, the analysis of the bearing capacity of structures in terms of their fire resistance should take account of the possibility of progressive collapse of buildings.
Приведен пример расчета внецентренно сжатых железобетонных элементов, работающих в условиях динамических нагрузок и огневых воздействий. Коэффициенты динамичности для бетона, работающие в обычных условиях, известны и всегда больше единицы. В условиях огневых воздействий этот коэффициент, в зависимости от температуры и скорости нагружения, колеблется в широких пределах от 0,4 до 0,8. Расчеты сжатых элементов в условиях огневых воздействий проводились с учетом коэффициента динамичности, которые определялись по результатам эксперимента, что позволило выявить влияние динамического эффекта вследствие прогрессирующего обрушения зданий на несущую способность и огнестойкость сжатых элементов пилона и колонны. Произведен расчет на огнестойкость пилона 1-го этажа 59-этажного здания в программном комплексе ANSYS 12.1. Задача моделируется в объемной постановке и представляет собой пилон, нагруженный статической нагрузкой, подвергающийся условиям стандартного пожара. Расчеты проводились для разных термосиловых загружений.Рекомендуется в расчетах конструкций на огнестойкость проверить возможность прогрессирующего обрушения зданий и возникающие при этом динамические нагрузки.Показано, что учет коэффициента динамичности при пожаре снижает несущую способность колонн на 40 %.
Influence of dynamic excitation on the bearing capacity of reinforced concrete columns exposedto fire effects Влияние динамического эффекта на несущую способность железобетонных колонн, работающих в условиях огневых воздействий
Avetisyan Levon Avetisovich (author) / Tamrazyan Ashot Georgievich (author)
2013
Article (Journal)
Electronic Resource
Unknown
Metadata by DOAJ is licensed under CC BY-SA 1.0
Research on Ultimate Bearing Capacity of Reinforced Concrete Columns Subjected to Fire
| British Library Conference Proceedings | 2014
Research on Ultimate Bearing Capacity of Reinforced Concrete Columns Subjected to Fire
| Trans Tech Publications | 2014