عناصر مشابهة
Thermal Simulation and Performance Prediction of High Strength Concrete (HSC) Columns Subjected to Fire
| المصدر: | المجلة الليبية العالمية |
|---|---|
| الناشر: |
جامعة بنغازي - كلية التربية بالمرج
|
| المؤلف الرئيسي: | |
| مؤلفين آخرين: | , |
| المجلد/العدد: | ع13 |
| محكمة: | نعم |
| الدولة: | ليبيا |
| التاريخ الميلادي: | 2017 |
| التاريخ الهجري: | 1438 |
| الصفحات: | 1 - 19 |
| DOI: | 10.37376/1570-000-013-008 |
| ISSN: | 2518-5845 |
| رقم MD: | 762988 |
| نوع المحتوى: | بحوث ومقالات |
| اللغة: | English |
| قواعد المعلومات: | EduSearch |
| مواضيع: | |
| رابط المحتوى: |
|
| المستخلص: | يهدف هذا البحث إلى دراسة التأثير الذي يحدثه ارتفاع في درجة الحرارة نتيجة لوجود حريق على أداء عمود خرساني مسلح في مبنى. وتجدر الإشارة هنا إلى أن هذا البحث يخص الأعمدة الخرسانية عالية المتانة والتي تتأثر سلبا بالحرائق أكثر من الأعمدة العادية المتانة. في البداية تم عرض ومناقشة تأثير درجة حرارة الحريق على الانهيار الكامل للعمود الخرساني وتم تحديد الحدي الأدنى لإنهيار وتفتت الخرسانة عالية المتانة وتمت كذلك الإشارة إلى الحد المستخدم من بعض المواصفات القياسية للخرسانة عادية المتانة وتم التطرق إلى الأساليب المستخدمة والمؤثرة في رفع هذه الدرجة وكذلك تم التطرق إلى طريقة حساب فترة تعرض العمود للحريق والتي يعتبر عددها العمود الخرساني في حالة انهيار تام. وحيث أن التركيز في هذه الدراسة على تقييم المتانة المتبقية للعمود الخرساني فإنه لم يتم الاستفاضة في تقدير حالة الانهيار التام من عدمها. بعد ذلك تم إيجاد توزيع درجات الحرارة خلال العمود الخرساني وذلك بحل المعادلة العامة للتوصيل الحراري ثلاثية الأبعاد الغير مستقر مع الزمن حلاً عددياً ومن معرفة توزيع درجات الحرارة. تم حل المعادلة الحاكمة للتوصيل الحراري ثلاثية الأبعاد بواسطة التحليل العددي (طريقة رنج-كوتا) من الرتبة الخامسة. وتم مقارنة نتائج توقعات النموذج الرياضي لتوزيع درجات الحرارة مع نتائج دراسة عملية وقد بينت نتيجة المقارنة لتوزيع درجات الحرارة المحسوبة من النموذج الرياضي توافق جيد مع القراءات العملية. تم وضع مخطط رياضي مبسط يمكن بواسطته معرفة تأثير ارتفاع درجات الحرارة وزمن الحريق خلال العمود على إجهاد الضغط للخرسانة وقد أظهرت هذه الدراسة أن لزيادة درجات الحرارة الناتجة عن الحريق تأثير سلبي على إجهاد الضغط للخرسانة على وجه العموم خصوصاً عدد درجات الحرارة أعلى من 100ºC وفي النهاية تم عرض كيفية استخدام نتائج البحث في أسلوب التصميم- ضد الحرائق لعمود خرساني معرض لإجهاد ضغط محوري فقط كمثال، حيث أنه يمكن استخدام هذه النتائج في تصميم الأعمدة الخرساني المعرضة لأحمال مختلفة. The aim of this work is to study the effects of high temperature generated from fire on the high strength concrete (HSC) columns performance. Studies in the literature indicate that high strength concrete (HSC) columns are more adversely affected by fires than normal strength concrete (NSC) columns. In this study, first the sapling failure mode of HSC columns is reviewed and the spalling temperature and methods to improve it is discussed. Then the fire resistance criteria based on time is highlighted. The previous deals with total failure. However, as the main focus of this work is to determine the HSC columns strength degradation. Accordingly , the fire behavior of HSC columns is numerically investigated. A basic heat transfer model for predicting the temperature distribution through the concrete column is presented. The governing partial differential equation is approximated into a set of ordinary differential equations (ODE’s) using the finite difference method. The boundary and the initial conditions are implemented and the fifth-order Runge-Kutta method is used for integrating the resulting set of ordinary differential equations. The model predictions for the temperature distributions are validated by using experimental data from literature. The general behaviors of the model as well as the effect of the key model parameters are investigated. Then, by using a correlation from the existing literature, an estimation of the reduction in the concrete’s compression strength based on temperature and time is developed. The results show that the model predictions of temperatures distributions within the concrete column are in good agreement with the experimental data. Furthermore the increase of temperature within the column due to fire will cause a consid-erable reduction in column’s concrete compression strength. Finally, a simplified approach for fire design of axially laded HSC columns based on Rankine formula is presented. |
|---|
