Журтов Артур Владимирович, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры строительного производства
360004, г. Нальчик, ул. Чернышевского,173
Artur V Zhurtov, Cand. Sci. (Eng.), Senior Lecturer of the Department of Construction Production
173 Chernyshevsky Str., Nalchik 360004
Хежев Толя Амирович, доктор технических наук, профессор, директор института архитектуры, строительства и дизайна, заведующий кафедрой строительного производства
360004, г. Нальчик, ул. Чернышевского,173
Tolya A. Khezhev, Dr. Sci. (Eng.), Prof., Director of the Institute of Architecture, Construction and Design, Head of the Department of Construction Production
173 Chernyshevsky Str., Nalchik 360004
Хаджишалапов Гаджимагомед Нурмагомедович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой технологии и организации строительного производства
367026, г. Махачкала, пр. Имама Шамиля, 70
Gadzhimagomed N. Khadzhishalapov, Dr. Sci. (Eng.), Prof., Head of the Department of Technology and Organization of Construction Production
70 I. Shamilya Ave., Makhachkala 367026
Карданов Аслан Адамович, аспирант кафедры строительного производства
360004, г. Нальчик, ул. Чернышевского,173
Aslan A. Kardanov, Post-graduate Student, Department of Building production
173 Chernyshevsky Str., Nalchik 360004
Шогенцуков Мартин Анзорович, магистрант кафедры строительного производства
360004, г. Нальчик, ул. Чернышевского,173
Martin A. Shogentsukov, Master Student, Department of Building production
173 Chernyshevsky Str., Nalchik 360004
Цель. Целью исследования является разработка методики расчета несущей способности двухслойных армоцементных оболочек на силовые и температурные воздействия в условиях пожара. Указанные конструкции состоят из огнезащитного слоя, выполненного из вермикулитобетона, а также несущего слоя из мелкозернистого бетона, армированного сеткой.
Метод. Решение выполняется в физически нелинейной постановке с использованием деформационной теории пластичности бетона Г.А. Гениева. При получении разрешающих уравнений применяется теория пологих оболочек В.З. Власова. Физически нелинейная задача сводится к последовательному решению упругих задач для конструкции, физико механические параметры которой являются функциями координат x, y, z. Решение выполняется методом конечных элементов в сочетании с методом Ньютона-Рафсона. Учитывается зависимость характеристик материалов конструкции от температуры. Температурное поле предполагается функцией только одной координаты z, и для его определения используется метод конечных разностей.
Результат. Представлены результаты численного моделирования натурных экспериментов в огневой камере для однослойных и двухслойных оболочек. Выявлены некоторые отклонения, обусловленные с одной стороны неточностями эксперимента и погрешностями теории с другой стороны.
Вывод. Обнаружено существенное влияние граничных условий на процесс деформирования конструкции. При закреплении опорного контура по x и y наблюдался выгиб оболочки, что согласовалось с экспериментальными данными, а в случае свободно скользящего опорного контура точки конструкции перемещались исключительно вниз. В целом, совпадение результатов с экспериментальными данными достаточно хорошее, что позволяет использовать методику для расчета реальных конструкций.
Objective. Development of a method for calculating the bearing capacity of twolayer reinforced cement shells for force and temperature effects in a fire. These structures consist of a fire-retardant layer made of vermiculite concrete, as well as a carrier layer of fine-grained concrete reinforced with mesh.
Method. The solution is carried out in a physically nonlinear formulation using the deformation theory of concrete plasticity by G.A. Geniev. In obtaining the resolving equations, the theory of shallow shells by V.Z. Vlasov is used. The physically nonlinear problem reduces to the sequential solution of elastic problems for a structure whose physicomechanical parameters are functions of the x, y, z coordinates. The solution is carried out by the finite element method in combination with the Newton-Raphson method. The dependence of the characteristics of construction materials on temperature is taken into account. The temperature field is assumed to be a function of only one z coordinate, and the finite difference method is used to determine it.
Result. the results of numerical simulation of full-scale experiments in a fire chamber for single-layer and two-layer shells are presented. Some deviations are revealed, caused on the one hand by inaccuracies of the experiment and errors of the theory on the other hand.
Conclusion. A significant influence of the boundary conditions on the process of deformation of the structure was found. When the support contour was fixed along x and y, a shell bend up was observed, which was consistent with experimental data, and in the case of a freely sliding support contour, the structural points moved exclusively downward. In general, the agreement between the results and experimental data is quite good, which allows us to use the methodology for calculating real structures.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.