Башинський О.В. Створення та критерії роботи конструктивних моделей сталевих балок із вогнезахистом. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 192 – Будівництво та цивільна інженерія, галузь знань 19 – Архітектура та будівництво. – Київський національний університет будівництва і архітектури. Міністерство освіти і науки України, Київ, 2024 р. Основний зміст дисертаційної роботи Дисертаційна робота спрямована на розвиток чисельно-розрахункових методів оцінки межі вогнестійкості сталевих конструкцій, шляхом врахування нерівномірного температурного розподілу по висоті перерізу, нелінійної зміни теплофізичних властивостей матеріалів та вогнезахисних облицювань. За результатами виконаних аналізів вітчизняних та закордонних наукових джерел та нормативних документів, чисельних скінченно-елементних та експериментальних досліджень: - з’ясовано, що у вітчизняних та закордонних документах та методичних посібниках описано лише спрощені аналітичні методики оцінки межі вогнестійкості сталевих конструкцій; існують експериментальні методи оцінки межі вогнестійкості, проте вони не є універсальними та не дозволяють швидко та зручно оцінити вогнестійкість будь-якої конструкцій; - адаптовано та використано чисельний метод скінченних елементів для вирішення задачі нестаціонарної теплопровідності для проведення теплотехнічного розрахунку поперечного перерізу сталевої балки перекриття; - встановлено закономірності, які призвели до нерівномірного розподілу температури по висоті поперечного перерізу сталевої балки перекриття; - встановлено достовірність результатів, отриманих за використання чисельного методу скінченних елементів в порівнянні з експериментальним методом; - встановлено, що теплотехнічний розрахунок сталевої балки перекриття з врахуванням нелінійної зміни теплофізичних характеристик матеріалів відкриває додаткові резерви несучої спроможності сталевих балок при дії високих температур; - створено методологію та алгоритм розрахунку сталевих балок перекриття з вогнезахистом з реалізацією в програмному комплексі ЛІРА-САПР. З точку зору філософії, науково-технічних розвиток людства зростає в геометричній прогресії. Новітні технології дозволяють проводити точні, безпечні, зручні та швидкі вишукування, які дозволяють враховувати чисельні фактори та критерії роботи будівельних конструкцій, які неможливо було врахувати раніше. Дане дослідження спрямоване на збільшення конструктивної безпеки, екологічності, енергоефективності, що в свою чергу впливає на безпеку людської життєдіяльності, що наразі є дуже важливим чинником. В першому розділі проаналізовано сучасний стан пожежної безпеки в країні та методи оцінки межі вогнестійкості будівельних конструкцій. Описано способи вогнезахисту будівельних конструкцій та наведено низку найбільш поширених вогнезахисних матеріалів. Проаналізовано сучасні експериментальні, аналітичні та чисельні методи оцінки межі вогнестійкості сталевих конструкцій, а саме сталевих балок перекриття. Експериментальні методи є найбільш ефективними, проте не є універсальними, а аналітичні методи не враховують ключових критеріїв роботи теплонавантажених конструкцій, тому на базі аналітичних та чисельних методів необхідно побудувати універсальну методику оцінки межі вогнестійкості конструкцій. В другому розділі детально описано вирішення задачі нестаціонарної теплопровідності за допомогою чисельного методу скінченних елементів. В програмному комплексі ЛІРА-САПР було проведено чисельний експеримент впливу пожежі на сталеву балку перекриття, на яку спирається залізобетонна плита перекриття. Було виконано два типи розрахунків: теплотехнічний, в якому було визначено розподіл температурних полів в кожній точці перерізу балки в кожну хвилину часу пожежі; та статичний, в якому було попередньо знижено міцнісні характеристики перерізу та пружно-деформаційні характеристики сталі відповідно до середньої температури в поперечному перерізі балки у фіксований момент часу. Результати теплотехнічного розрахунку було порівняно з результатами аналогічного розрахунку, який було проведено в програмному комплексі ANSYS FLUENT та описано в нормативному документі. В третьому розділі описано алгоритм визначення нелінійних властивостей матеріалів конструкції та вогнезахисних облицювань. Було проведено теплотехнічний розрахунок сталевої балки перекриття з врахуванням вогнезахисного матеріалу. Результати розрахунку було порівняно з результатами експериментального дослідження. Результати підтвердили достовірність методологічних підходів по визначенню температури в перерізі, розроблених в дисертації. Також було проведено теплотехнічні розрахунки моделей сталевих балок з різними варіантами вогнезахисних матеріалів. Виявлено закономірності розподілу температури по перерізу в залежності від типу та товщини вогнезахисного матеріалу.
