автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Исследование огнестойкости балок из новых сталей

На правах рукописи

СОЛОВЬЕВ Дмитрий Валерьевич

ИССЛЕДОВАНИЕ ОГНЕСТОЙКОСТИ БАЛОК ИЗ НОВЫХ СТАЛЕЙ

Специальность 05 23 01 — Строительные конструкции, здания и сооружения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2007

оозоеогев

003060288

Работа выполнена в Центральном научно-исследовательском институте строительных конструкций им В А Кучеренко Филиал ФГУП НИЦ «Строительство»

Научный руководитель доктор технических наук

Ведяков Иван Иванович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор,

академик РААСН Травуш Владимир Ильич ЗАО «ЦНИИЭП им Б С Мезенцева»

кандидат технических наук Баско Евгений Миайлович ЗАО «ЦНИИПСК им Мельникова»

Ведущая организация Федеральное государственное учреждение

Всероссийский ордена «Знак Почета» научно-исследовательский институт противопожарной обороны (ФГУ ВНИИПО) МЧС России (г Балашиха, Московской обл)

Защита состоится « ^ » (Л&б'Я 2007 г в 1100 часов на заседании диссертационного совета Д 303 015 01 при ЗАО «ЦНИИПСК им Мельникова» по адресу 117997, г Москва, ул Архитектора Власова, 49, комн 204

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЗАО «ЦНИИПСК им Мельникова»

Просим Вас принять участие в защите и направить отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью организации, в секретариат совета по указанному адресу Факс (495) 960-22-77

Автореферат разослан «^2007 г

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 303 015 01,

кандидаттехнических наук НЮ Симон

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Участившиеся случаи техногенных и природных катастроф и связанных с ними пожаров на объектах промышленного и гражданского строительства привели к дополнительным повышенным требованиям по огнестойкости к строительным материалам, в частности, к сталям для строительных металлических конструкций В связи с этим в строительной отрасли возник интерес к сталям, способным сохранять достаточный запас прочности при кратковременном нагреве в условиях пожара

Специфика требований, предъявляемых к огнестойким сталям, заключается в том, что указанные материалы должны обеспечить работоспособность металлоконструкций как при обычных условиях (в том числе и при отрицательных температурах), так и в условиях кратковременного разогрева металлоконструкций при возникновении пожара

Для внедрения огнестойких сталей в промышленное и гражданское строительство необходимо проведение широких исследований по разработке и изучению свойств этих сталей по изучению поведения данных сталей в строительных конструкциях при нагреве, определению фактического увеличения огнестойкости конструкций, изготовленных с применением новых сталей Необходима разработка методов испытаний новых материалов и оценки огнестойкости.

Актуальность работы обусловлена необходимостью повышения огнестойкости стальных строительных конструкций, совершенствования методов обеспечения огнестойкости, путей ее регулирования и увеличения эксплуатационной надежности стальных строительных конструкций при пожаре

Делью диссертационной работы является разработка методов оценки работоспособности огнестойкой стали в строительных конструкциях, изучение свойств этой стали, определение фактического увеличения огнестойкости конструкций, изготовленных из новых огнестойких сталей, определение областей применения огнестойких сталей Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи - выявить особенности работы огнестойкой стали в элементах металлических конструкций в условиях статического нагружения и нагрева, установить критерии и методы оценки огнестойкости строительных конструкций из новой стали,

- разработать алгоритм расчета на ПЭВМ элементов стальных строительных конструкций на огнестойкость, выполнить расчеты элементов конструкций на огнестойкость при различных условиях нагружений,

- провести экспериментальные исследования огнестойкости натурных образцов из огнестойкой стали, выявить резерв огнестойкости новых сталей по сравнению с традиционными, сравнить экспериментально полученные данные с результатами численных исследований,

- исследовать эксплуатационные и технологические свойства новых огнестойких сталей,

- разработать рекомендации по проектированию конструкций из новых огнестойких сталей и установить области рационального применения исследуемой стали в строительных конструкциях

Научную новизну работы составляют следующие результаты, выносимые на защиту

- методика и результаты численных исследований огнестойкости элементов металлических конструкций из огнестойких, а также обыкновенных сталей,

- результаты экспериментальных исследований огнестойкости элементов металлических конструкций из новых огнестойких сталей,

- результаты исследований технологических и эксплуатационных свойств новых огнестойких сталей

Практическое значение работы состоит в создании расчетно-экспериментальной методики определения огнестойкости строительных конструкций, изготовленных из новой огнестойкой стали, а также в увеличении огнестойкости металлических конструкций без значительного удорожания при сокращении применения защитных обмазок, окрасок и др, что влечет за собой уменьшение стоимости и улучшение экологических условий эксплуатации строительных конструкций в целом, в определении области применения в строительных конструкциях новой огнестойкой стали

Исследования проводились автором в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ филиала ФГУП НИЦ «Строительство» - ЦНИИСК им

В А Кучеренко Впервые в стране разработаны технические условия (ТУ) на огнестойкую сталь.

Внедрение. Материалы исследования использованы при составлении требований в нормативно-технических документах в части назначения новых сталей в конструкции и сооружения Огнестойкие стали, как новые материалы, впервые включены в «Общие правила проектирования стальных конструкций» СП 53-102-2004

Апробация работы Основные положения диссертации обсуждались на научно-технических конференциях

1 Бернштейновские чтения по термомеханической обработке металлических материалов, Москва, 2001

2 XVI Уральская Школа металловедов-термистов «Проблемы физического металловедения перспективных материалов», Уфа, 2002

3 XVIII научно-практическая конференция «Снижение риска гибели людей при пожарах», г. Балашиха, Московской обл, ВНИИПО, 2003

Публикации. По материалам исследования опубликованы 9 научных работ

Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, 5-и глав, основных результатов, выводов и приложения, изложенных на 170 страницах машинописного текста, содержит 53 рисунка, 30 таблиц, список литературы из 117 наименований

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе дан обзор литературных источников, посвященных особенностям поведения строительных стальных конструкций при пожаре, методам расчета на огнестойкость, дан анализ противопожарных отечественных и зарубежных норм, описываются свойства сталей при высоких температурах, разработки огнестойких сталей и методы оценки огнестойкости проката и конструкций, отмечается роль в разработке принципов расчета строительных конструкций на огнестойкость А И Яковлева, А Ф Миловано-ва, В Л Мурашева, В В Жукова, ВМ Зигерн-Корна, ГЕ Вельского, ВД Насонкина, О РейегеБоп и др На основании обзора литературных данных сформулированы задачи настоящего исследования

Во второй главе дано обоснование выбора материалов и описаны методы исследований В качестве основного материала были выбраны впервые разработанные в нашей стране с участием ЦНИИСК им В А Кучеренко огнестойкие стали марок 06БФ со свойствами стали С255 (ат = 255 Н/мм2) при 600°С ов = 180 300 Н/мм2, ат > 135 Н/мм2 и 06МБФ со свойствами стали С345 (ат = 345 Н/мм2) при 600°С о„ = 240 420 Н/мм2, от > 200 Н/мм2 Патент № 2183222 по заявке № 2001130954, 10 11 2001, приоритет от 16 11 2001, зарегистрирован в госреестре изобретений РФ 10 06 2002, г. Москва, ТУ 141-5399-2000 "Прокат листовой с повышенной огнестойкостью для стальных строительных конструкций"

Огнестойкость стали обеспечивается микролегированием Nb, V и Мо, препятствующим разупрочнению стали при кратковременном нагреве до 550°С 700°С Этому способствует также низкое содержание углерода (<0,1%) и ограничение содержания марганца (0,6 0,9%) Стали выплавляются на природно-легированных хромом и никелем рудах на МК «Уральская сталь» (г Новотроицк)

Исследовались термически улучшенные листы толщиной 8-40 мм, изготовленные из первых промышленных плавок огнестойких сталей Для сравнения, вместе с огнестойкими исследовали стандартные стали со свойствами стали С255 (СтЗсп5) и С345 (09Г2С)

При определении механических свойств оценивалась прочность и пластичность проката при нормальных и высоких температурах, огнестойкость опытных конструкций, а также сопротивление проката и сварных соединений хрупким разрушениям. Механические свойства на растяжение при нормальной температуре оценивались по ГОСТ 1497-84 на цилиндрических и плоских образцах с определением диаграммы работы стали «ст-s» Для исследования z-свойств толстолистового проката толщиной 30-40 мм проведены испытания цилиндрических образцов с продольной осью, перпендикулярной поверхности листа по ГОСТ 28870-90 с определением относительного сужения vj/z Сопротивление стального проката хрупкому разрушению оценивали по результатам испытаний на ударный изгиб образцов типов 1 и 11 по ГОСТ 9454-78 с U и V-образными надрезами в интервале температур испытаний от плюс 20 до минус 70 °С Кроме того, хла-достойкость проката и сварных соединений оценивали при испытании крупных имита-

ционных образцов натурных толщин с наплавками по методу Кинцеля и Ван дер Вина (рис 1)

а)

г-

---- ---

| 100 1

20б

металл

зтв

Металл шва Усиление шва

Рис 1 Образцы Кинцеля (а) и Ван-дер-Вина (б)

При испытании образцов Кинцеля (см. рис 1а) для оценки критических температур вязкохрупкого перехода использовали деформационный критерий у = 1 % (критерий Кинцеля Ту,/) При этом получали температуру нулевой пластичности Тяп, связанную с минимально допустимой температурой эксплуатации конструкции Для оценки получаемых результатов одновременно проводили испытания образцов без наплавки Верхнюю первую критическую температуру Т^ вязко-хрупкого перехода определяли по содержанию волокна в изломе Т50 при испытаниях по Ван-дер-Вину, модернизированных в ЦНИИСКим В Л Кучеренко (рис 1,6) Здесь, кроме критерия по содержанию волокна в изломе, использовали критерий, основанный на температуре торможения трещины нейтральной осью (Т„)

При оценке огнестойкости конструкций определялось изменение прочностных характеристик (о„ ов) при повышенных температурах Эти характеристики получены при испытаниях на растяжение при повышенных температурах до 700°С, регламентированных ГОСТ 9651-84.

Для определения предела огнестойкости в соответствии с ГОСТ 30247 0-94 и ГОСТ 30247 1-94 испытаны сварные двутавровые балки Геометрические размеры конструкции (рис 2) подбирались, исходя из возможностей испытательного оборудования

3000

30 1470 1470 30

I

8 8 8 о

I *—

1-1

■л.'. .

90

10

Рис. 2 Опытный образец стальной балки

Балки изготавливались на Челябинском ЗМК из первых промышленных партий огнестойких сталей, а также традиционных сталей СтЗсп5 и 09Г2С Всего было испытано 9 образцов (табл 1)

В соответствии с нормами и полагая, что при пожарном воздействии снеговая нагрузка может понижаться и даже отсутствовать, уровни нагрузки соответствовали напряжениям 0,511у, 0,7. .0,8 Яу> а также Яу

Испытания проводились на уникальной установке мощностью 10 тс ИЦ ФГУ ВНИИПО Статическая нагрузка прикладывалась в середине пролета балки Один образец испытан с огнезащитным покрытием марки «ОГРАКС-В-СК» минимальной толщиной - 0,5 мм

Таблица 1

Стали натурных образцов балок _

№ Образца Марка стали Состояние поставки Соответствующая сталь по ГОСТ 27772-88

1 СтЗсп5 ГК С255

2 СтЗсп5 ГК С255

3 09Г2С ГК С345

4 06БФ ГК С255

5 06БФ ГК С255

6 06БФ ГК, огнезащитная окраска С255

7 06БФ ТУ С255

8 06МБФ ГК С345

9 06МБФ ГК С345

В процессе испытаний балки нагружались по стандартной пожарной кривой, характеризующейся зависимостью, установленной ГОСТ 30247 0-94 «Конструкции строительные Методы испытаний на огнестойкость Общие требования»

tp = 345log(8т++ (1)

где ?р- температура в горящем помещении или в испытательной печи, °С, 1„ - начальная температура среды, °С, т - время длительности пожара или время от начала испытаний, мин

Во второй главе также приведена разработанная методика численных исследований огнестойкости стальных конструкций

Критическая температура изгибаемых элементов определялась решением статической части задачи, по уровню нагружения конструкции, характеризуемому коэффициентом у,н, определяемому по формуле

У1р = М/рУр!^ (2)

где М- изгибающий момент в расчетном сечении балки,

\Vpi~ пластический момент сопротивления сечения балки, Я„ — расчетное сопротивление стали при нормальной температуре Кроме этого рассматривались условия обеспечения прочности и устойчивости для центрально сжатых, центрально растянутых, внецешренно сжатых, сжато-изгибаемых, внецентренно растянутых и растянуто-изгибаемых элементов

Основная зависимость для решения теплотехнической задачи имеет следующий

вид а (У (¡/т) -0= с(Г^ум ёпр ~ (3)

где 1М - температура материала, - удельная теплоемкость материала конструкции в зависимости от его температуры, «(у - коэффициент теплопередачи к поверхности элемента, ум - плотность стали

Время прогрева стальных стержней до определенной статическим расчетом критической температуры зависит от их приведенной толщины

6пр = А/Р, (4)

где А - площадь обогреваемого сечения, Р - периметр сечения

Температура среды «стандартного» пожара определяется зависимостью (1) Коэффициент теплопередачи от нагретых газов к обогреваемой поверхности конструкции определяется по следующей формуле

а(У = 5,67 Ш1 е^СГ/- ТМУ (1Р - О , (5)

где Тр = 1р + 273, Тм = ¡м + 273 - температуры среды и элемента в Кельвинах Приведенная степень черноты нагреваемой поверхности

егеЛ = 1/(Щ+1/ек-1), (6)

где £/— 0,85 - степень черноты нагретого газа, £> = 0,74 - степень черноты поверхности стали

Удельная теплоемкость стали при температуре ¡м вычисляется по формуле

с, = 0,44 + 4,8 1(Г4(Ь-О, (7)

Применительно к данной методике, был разработан алгоритм вычисления предела огнестойкости статически определимых незащищенных стальных конструкций с учетом механических свойств новых сталей (рис 3) В приведенном алгоритме характеристики новых сталей, в том числе коэффициент у,я> определенный по результатам испытаний образцов при повышенных температурах, вводятся на 2-м шаге в части решения статической части задачи

Кроме выше описанного подхода к решению задачи огнестойкости, в настоящей главе рассмотрена методика применения расчетного комплекса АЫБУЗ для решения теплотехнической задачи огнестойкости с учетом прогрева сечения балки во времени

Рис. 3 Алгоритм вычисления предела огнестойкости незащищенных стальных конструкций

И

Этот программный комплекс позволяет учесть основные виды теплопередачи теплопроводность, конвекцию, излучение При помощи АКБУЗ в диссертации решена поставленная задача методом конечных элементов и получено поле температур в зависимости от времени прогрева Выполнен расчет с учетом теплопотерь на необогреваемой полке при трехстороннем обогреве

Также в настоящей главе рассмотрены мероприятия, проводимые с целью обеспечения достоверности и единообразия результатов экспериментальных исследований

В 3-й главе рассматриваются результаты экспериментальной оценки огнестойкости конструкций В табл 2 на примере стали 06МБФ представлены результаты испытаний на растяжение при температурах до 700°С Предел текучести и временное сопротивление при температуре испытания +600°С образцов из сталей марок 06БФ, 06МБФ и стали марок СтЗсп и 09Г2С приведены в табл 3

В результате проведенных испытаний выявлено несомненное преимущество новых сталей по сравнению со стандартными при оценке прочностных характеристик при критических температурах (600 °С) временное сопротивление у огнестойких сталей выше в 1,5 2,0 раза, величина предела текучести в 2 3 раза

При подготовке натурного эксперимента по определению огнестойкости двутавровых балок предложена схема работы стали в конструкциях при огневом воздействии во время пожара (рис 4), основные положения которой проверялись в процессе испытаний

Таблица 2

Прочностные свойства на растяжение горячекатаных листов из огнестойкой ста_ ли 06МБФ при повышенных температурах_

№ п/п Толщина проката, мм Температура испытания, °С С7т 1 <1в

HW

1 12 20 440 520

2 100 387,2 478,4

3 200 400,4 478,4

4 300 396 509,6

5 400 378,4 457,6

6 450 369,6 416

7 500 365,2 364

8 550 334,4 338

9 600 237,6 296,4

10 650 211,2 254,8

11 1 700 162,8 | 197,6 |

Таблица 3

Прочностные свойства на растяжение новых и стандартных сталей при 600 °С

№ Марка стали Толщина Состояние поставки От ст.

п/п проката, мм Н/мм

1 06БФ 12 Горячая прокатка 203 224

2 Улучшение 238 247

3 20 Улучшение 230 243

4 06МБФ 8 Горячая прокатка 298 365

5 Закалка+Отпуск, 740иС 266 311

6 10 Горячая прокатка 267 307

7 Закалка+Отпуск, 720иС 255 2 99

8 12 Горячая прокатка 238 296

9 Отпуск, 700иС 243 285

10 20 Улучшение 294 320

11 30 Улучшение 261 291

12 40 Улучшение 265 297

13 СтЗсп 10 Горячая прокатка 60 127

14 12 Горячая прокатка 72 143

15 09Г2С 10 Горячая прокатка 107 200

16 12 Горячая прокатка 101 193

На рис 4 представлено изменение основных прочностных характеристик стали - от и св при повышении температуры Горизонтальными линиями изображены различные величины статических нагрузок, практически постоянных, действующих на конструкцию при пожаре Как отмечалось, при пожаре в зимнее время нагрузка на конструкцию от снега понижается Представленная модель учитывает, что при повышении уровня нагрузки (Ni> N2 > N3) время до выхода из строя конструкции должно снижаться Далее, в случае применения огнестойких сталей температурная зависимость прочностных характеристик сдвигается вправо, в сторону увеличения температуры и времени работоспособности материала в конструкции Предполагается, что критические состояния конструкции должны наступать при пересечении ат = f(t, °С; т, мин) и а, = f(t, °С, т, мин) с горизонтальными линиями номинального напряжения о„, соответствующего нагрузке N, Рассмотрено два предельных состояния конструкции в случае пожара - пересечение кривой ста = f(t, °С, т, мин) с графиком о„, когда наблюдается чрезмерное развитие пластических деформаций, а, возможно, и потеря устойчивости формы, недопустимо полное обрушение (разрушение) конструкции, как в процессе пожара, так и в

короткое время после пожара (часы, сутки), что будет обеспечено при условии о„ = f(t, °С, т, мин) > а„;

- пересечение кривой с, = f(t, °С, т, мин) с графиком а„ при постоянной нагрузке N, при условии, что ат = f(t, °С, т, мин) > ан, когда конструкция, во всяком случае, после окончания пожара, будет ремонтно-пригодной, этот случай можно отнести ко второй группе предельных состояний

Рис 4 Схема работы стали в конструкциях при огневом воздействии

1 - сталь обычной огнестойкости, 2 - сталь повышенной огнестойкости

Характерные результаты огневых испытаний балок представлены на рис 5 Для изгибаемых конструкций предельное состояние оценивается согласно ГОСТ 30247.1 величина прогиба должна быть не более Ь/20, где Ь - пролет балки Это значение прогиба достаточно точно указывает момент окончания эксперимента из-за полной потери несущей способности конструкций - время достижения предельного состояния (огнестойкость) по предельному прогибу

Кроме того, предельное состояние по ГОСТ 30247 1 можно оценивать по скорости нарастания деформаций в соответствии с выражением Ь2 /(9000 Ь) см/мин, где Ь - высота балки - время достижения предельного состояния (огнестойкость) по скорости па-растания деформаций Момент наступления этого стандартного предельного состояния

Образец №2 из стали С255 (СтЗсп5) Harpj зка на балку 5 4т, соответствующее напряжение 165 МПа »1000

Образец №3 из стали С345 (09Г2С) Нагрузка на балку 7 75т, соответствующее напряжение 236,7 МПа

8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Время мин.

Образец №4 из стали С255 (06БФ) Нагрузка на балку 5 4т, соответствующее напряжение 165 МПа

-10

10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Время мин

Образец №7 из стали С255 (06БФ) Нагрузка на балку 5,4 т соответствующее напряжение 165 МПа

6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Время мин

Опытный образец №8 из стали С345 (06МБФ) Нагрузка на балку 7 75т, соответствующее напряжение 236,7 МПа

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Время, мин Образец №9 из стали С345 (06МБФ) Нагрузка на балку 5,4 т, соответствующее напряжение 165 МПа

О

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Впеия мин

Рис 5 Характерные результаты огневых испытаний балок

На графиках даны следующие зависимости £ - прогиб балки, Тв п и Тя „ - температуры верхней и нижней полки двутавра соответственно, предел текучести с?" "-и временное сопротивление с с?" для верхнего и нижнего пояса балок соответственно, стандартная кривая пожара и, температурная кривая при испытаниях ^ и постоянное напряжение в балке 15

отмечен на рис 5 жирной точкой на графиках прогибов Практически это граница перехода от стадии линейного нарастания прогибов в балке к стадии быстрого нарастания прогиба

По данным эксперимента величина Rv (огнестойкость по второму предельному состоянию) определяется снижением временного сопротивления нижней полки сечения балки (ов"п) до уровня фактических напряжений Огнестойкость по первому предельному состоянию (Rf) определяется временем падения временного сопротивления верхней полки (ст0ЕП) до уровня фактических напряжений, балка выходит из строя из-за чрезмерного развития пластических деформаций Исчерпание несущей способности при переходе от стандартных к огнестойким сталям при нормативных нагрузках происходит на ~100 °С выше, что значительно увеличивает предел огнестойкости конструкции

Предложенная схема работы сталей при огневом воздействии (см рис 4) в целом подтверждается проведенным экспериментом

По результатам испытаний установлено, что при расчетах стальных конструкций на огнестойкость за базовую характеристику следует принимать временное сопротивление стали, поскольку именно эта характеристика наиболее точно определяет момент наступления предельного состояния Полученные результаты положены в основу численных исследований огнестойкости конструкций

В термически улучшенных сталях 06БФ и 06МБФ сильнее замедляются процессы разупрочнения, чем в горячекатаных, поэтому их применение в конструкциях более эффективно и целесообразно Фактическая огнестойкость незащищенных балочных конструкций (с приведенными толщинами более 6,0 мм) из этих сталей, в случае оптимальных режимов термической обработки и, соответственно, оптимальных микроструктур может составить 45 мин

В главе 4 приведены результаты численных исследований огнестойкости образцов-балок в различных по сложности постановках задачи Сначала проведен расчет в предположении равномерного распределения температур по сечению элемента по разработанной программе для ЭВМ

Принимая в качестве прочностной характеристики временное сопротивление стали при расчетах на огнестойкость, получены более достоверные результаты и лучшая схо-

димость с результатами натурных экспериментов по сравнению с расчетами по пределу текучести, что можно оценить по данным табл 4 В частности, критические температуры балок в большинстве случаев были определены с погрешностью, не превышающей 5% Полученные в результате расчета значения огнестойкости оказались меньше полученных при натурных экспериментах на 31% - 46% Подтверждено, что критические температуры в случае применения огнестойких сталей, на ~ 100°С выше, чем в случае стандартных сталей

Таблица 4

Результаты расчетов образцов-балок на огнестойкость _с применением разработанной программы_

№ п/п Сталь Состояние поставки Класс прочности Напряжения Расчеты по разработанной программе

Огнестой кость по От Огнестой кость по о.

Л, мин Тсг,°С Я, мин т °г

1 СтЗсп5 ГК С255 0,5 Лу 12,5 545 15,2 620

2 СтЗсп5 ГК С255 0,7 Яу 12,0 512 13,5 575

3 09Г2С ГК С345 0,7 Яу 11,5 508 13,3 568

4 06БФ ГК С255 0,7 Лу 14,9 615 17,1 664

5 06БФ ГК С255 0,98 Яу 13,6 579 14,1 593

6 06БФ ГК С255 0,98 Яу - - - -

7 06БФ ТУ С255 0,7 Яу 14,9 615 17,1 664

8 06МБФ ГК С345 0,7 Ну 15,1 620 17,1 665

9 06МБФ ГК С345 0,5 Яу >19 >700 >19 >700

Примечание Яу - предел текучести стали

Для уточнения данных расчета решена теплотехническая задача с учетом прогрева сечения во времени Расчет производили в программном комплексе /ШБУв. При решении задачи учтена большая часть факторов, в значительной мере влияющих на прогрев сечения изменение коэффициентов теплопроводности, теплоемкости стали, коэффициента теплопередачи

Проведенный расчет не учитывал теплообмен с окружающей средой, влияющий на огнестойкость исследуемых балок Этот процесс практически никогда не учитывается при решении задач огнестойкости При решении задачи трехстороннего обогрева учтен теплообмен с окружающей средой Этот фактор может в значительной мере влиять на результаты расчета огнестойкости балок

Кроме этого, пожарная кривая при натурных испытаниях моделирует стандартную температурную кривую в пределах допусков регламентируемых ГОСТ 30247 0-94 Поэтому каждому натурному испытанию соответствует своя температурная кривая, что также учтено в процессе расчетов

Для уточнения решения задачи огнестойкости исследуемых балок, дополнительным расчетом учтен процесс теплообмена образцов с окружающей средой через слой теплоизоляции на верхней полке Кроме этого в расчете использовались фактические пожарные кривые, полученные при испытаниях

В результате решения данной задачи для каждого образца получили расчетные кривые прогрева полок балок во времени Используя эти кривые прогрева и значения критических температур, определялась расчетная огнестойкость образцов Результаты реше-пия задачи для каждой балки приведены в табл. 5

Таблица 5

Результаты расчета огнестойкости с учетом теплообмена на верхней полке балки

№ п/п

Марка стали

Состояние поставки

Соотв сталь по ГОСТ 27772-88

Нагрузка

Расчеты в программном комплексе АШУв

Та,0С

мин

СтЗсп5

ГК

С255

0,5 Яу

620

18,0

СтЗсп5

ГК

С255

0,7 Яу

575

17,0

09Г2С

ГК

С345

0,7 Яу

568

15,2

06БФ

ГК

С255

0,7 Яу

664

21,8

06БФ

ГК

С255

0,98 Яу

593

17,5

06БФ

ГК

С255

0,98 Яу

06БФ

ТУ

С255

0,7 Яу

664

21,6

06МБФ

ГК

С345

0,7 Яу

665

22,5

06МБФ

ГК

С345

0,5 Яу

>700

>26,7

В результате численных исследований было установлено

- применение в расчете полученных данных об изменении временного сопротивления исследуемых сталей при температурном воздействии, позволило определить критические температуры стальных балок с погрешностью не превышающей 5 %,

- введение в расчет реальных условий обогрева конструкции, а также использование в качестве базовой характеристики стали временного сопротивления, позволило увеличить точность расчетов в среднем на 25%, по сравнению со стандартной методикой расчета по пределу текучести стали,

- значения огнестойкости образцов балок из новых сталей, полученные при расчете, на 12-24% ниже экспериментальных величин, что гарантирует запас несущей способности

В главе 5 приведены результаты исследования рабочих свойств огнестойких сталей. Дана оценка склонности проката к образованию холодных и слоистых трещин при сварке, а также хладостойкости проката и сварных соединений

Установлено, что исследованный прокат из огнестойких сталей, прежде всего из стали марки 06МБФ, имеет высокий комплекс эксплуатационных и технологических свойств

Установлено, что при сварке стали марки 06МБФ, тем более 06БФ, с применением режимов, рекомендованных СНиП П-23-81*, не возникает опасности образования холодных трещин, поскольку здесь НУшах < 250ед Полученная микроструктура стали на околошовном участке также свидетельствовала об отсутствии предпосылок для формирования холодных трещин в сварных соединениях обсуждаемых сталей

Исследованы механические свойства листов толщиной 30 и 40 мм из стали 06МБФ по толщине проката Они оказались очень высоки \|/г > 50 %, при нормах для сталей самых лучших сортов = 35 %

Хладостойкость проката оценивали, прежде всего, по результатам испытаний на ударный изгиб Ударная вязкость новых сталей очень высока Например, для термически улучшенной стали 06МБФ КСУ"60 > 100 Дж/см2 Полученный результат позволил, впервые в отечественной практике, ввести в ТУ гарантии по ударной вязкости на образцах с острым надрезом при минус 60°С Гарантии по ударной вязкости по критерию КСУ > 29 Дж/см2 установлены стандартами для стали СтЗсп5 (С255) - при плюс 20°С, для стали 09Г2С (С345) - при минус 20 °С

Сравнивая результаты испытаний стали 06МБФ со сталью 09Г2С, можно сказать, что при температурах минус 40 °С и ниже сталь 06МБФ имеет ударную вязкость и пластичность в несколько раз выше, чем сталь 09Г2С (рис 6)

При исследовании сварных образцов Кинцеля (см рис 1,а), в образцах с наплавкой вершина острого надреза по оси образца располагалась непосредственно в металле шва, а надрез пересекал все характерные участки сварного соединения металл шва, зону терми-

300

0

Рис 6 Ударная вязкость КСУ термически улучшенной стали 06МБФ (1) и 09Г2С (2) в прокате толщиной 10 мм

Л? <$5 ¡р ^

Температура, °С

ческого влияния, а также основной металл Полученные данные показали, что сварка является очень сильным охрупчивающим фактором

Показано, что температура нулевой пластичности Ткп резко понижается с увеличением чистоты стали по вредным примесям и неметаллическим включениям, в первую очередь сульфидам, поскольку при Тнп зарождение трещины идет по механизму порообразования, а у рассматриваемых чистых сталей количество порообразующих частиц резко сокращается

Известно, что у стали обычной прочности, например, СтЗсп - Тнг]= 0°С, у проката из стали повышенной прочности - Тт= -20°С, для сталей высокой прочности со, = 400 500 Н/мм2 Т,т= -40°С, в то время, как у исследуемых огнестойких сталей с низким содержанием вредных примесей выполняется требование Твп= -70°С Установлено, что Т^, определенная с помощью деформационных характеристик, удачно описывает повышение сопротивления хрупким разрушениям сталей высокой чистоты

Для оценки сопротивления нового проката распространению трещины проведены испытания модернизированной пробы Ван дер Вина (см рис 1, б) Установлено, что огнестойкие стали высокой чистоты имеют несколько более высокое содержание волокна в изломе по сравнению с обыкновенными сталями Для огнестойких марок стали

Т50% = Т1кр=-40°С, в сталях обычной чистоты Т50% = Т1кр= 0.. +20°С

При оценке сопротивления проката распространению трещины по критерию остановки ее вершины у нейтральной оси Тн в сталях обычной и повышенной прочности с феррито-перлитной структурой эта характеристика по обоим критериям примерно совпадает (Тв ~ Т50%)

Установлено, что у сталей с ог = 350 . 400 Н/мм2 высокой чистоты оценка по Т„ оказывается несколько более жесткой, чем по содержанию волокна Т„ = -20°С, Т50% = -40°С Показано, что повышение чистоты стали не слишком сильно понижает верхнюю критическую температуру вязко-хрупкого перехода

Установлено, что оценки первой критической температуры Т!кр представляют научный интерес, однако имеют небольшое практическое значение Реальное проектирование базируется на концепции Тт, очень низкой (~ минус 60-70°С) у новых огнестойких сталей

Показано, что применение проката большой толщины из огнестойких сталей с низким содержанием вредных примесей (8<0,005%, Р<0,010%) в современных крупных уникальных сооружениях повышает надежность сооружения при монтаже и эксплуатации

Выводы

1 В работе показано, что применение в строительных конструкциях термически улучшенного проката из стали 06МБФ по ТУ 14-1-5399-2000 с прочностью, соответствующей стали С345, может обеспечить фактическую огнестойкость незащищенных балочных конструкций на уровне ~45 мин при приведенной толщине сечения 8пр> 6 мм Установлено, что критические температуры конструкций из огнестойких сталей оказались выше на ~100 °С, по сравнению со стандартными сталями, например, С345 по ГОСТ 27772-88 (09Г2С по ГОСТ 19281-89)

2 Разработана методика расчета огнестойкости элементов металлических конструкций включающая, в первую очередь, алгоритм расчета огнестойкости с учетом изменения свойств стандартных и огнестойких сталей при повышении температуры Примененный программный комплекс АИБУЗ позволил точнее учесть реальные условия нагрева конструкций Впервые в качестве основной нормативной характеристики стали при расчете огнестойкости использована величина временного сопротивления Применение в расчете полученных данных об изменении временного сопротивления исследуе-

мых сталей при температурном воздействии позволило определить критические температуры балок с погрешностью, не превышающей 5 %

3 Введение в расчет реальных условий обогрева конструкции, а также использование в качестве базовой характеристики стали - временного сопротивления - позволило увеличить точность определения огнестойкости в среднем на 25%, по сравнению со стандартной методикой расчета по пределу текучести стали Полученное различие теоретических и экспериментальных результатов для новых сталей (12% - 24%) обеспечивает запас по огнестойкости при ее определении расчетными методами

4. Разработана модель влияния прочности стали на огнестойкость конструкции, согласно которой критические состояния наступают при пересечении лиши температур-но-временной зависимости прочностной характеристики с графиком номинального напряжения, соответствующим нагрузке при эксперименте Правильность предложенной модели подтверждена результатом эксперимента

5. Предложены предельные состояния стальных конструкций в условиях огневого воздействия Первое предельное состояние в работе связывается с условиями необрушения конструкции как в процессе пожара, так и в короткое время (часы, сутки) после, что позволит избежать больших материальных, а возможно, и человеческих потерь При этом может наблюдаться чрезмерное развитие пластических деформаций, потеря устойчивости формы Показано, что в проведенном эксперименте это предельное состояние связано со временем падения временного сопротивления стали на верхнем поясе балки (аввп) до уровня номинальных напряжений Установлено, что данные эксперимента совпадают с определением этого предельного состояния по прогибу согласно ГОСТ 30247 1-94

Второе предельное состояние предполагает ремонтопригодность конструкции после пожара Показано, что в эксперименте с балкой это состояние совпадает с моментом достижения временного сопротивления стали на нижнем поясе балки (а™) уровня номинальных напряжений (оп) Установлено, что, практически, это состояние совпадает со временем достижения предельного состояния по скорости нарастания деформаций по ГОСТ 30247 1-94

6 Показано, что при повышенных температурах (+600°С) огнестойкие стали по прочностным показателям вдвое прочнее, чем стандартные, в частности, у стали 06МБФ от+б00~ 250 Н/мм2, у стали 09Г2С ст+б00= 100 Н/мм2, при этом термически улучшенные стали при +600 °С примерно на 20% прочнее, чем горячекатаные

7. Показано, что термически улучшенные огнестойкие стали имеют высокую хла-достойкость и хорошую свариваемость Мелкодисперсная структура и высокая чистота материала по неметаллическим включениям обеспечивают высокую ударную вязкость при низких температурах на образцах с острым надрезом КСУ"б0>ЮОДж/см2, впервые в отечественной практике оказалось возможным предъявить к строительным сталям требования по ударной вязкости при температуре минус 60 °С (КСУ60), что зафиксировано в ТУ 14-1-5399-2000

Показано, что новые огнестойкие стали не склонны к образованию холодных трещин, что подтверждается низким углеродным эквивалентом Сэ < 0,41% при максимальной твердости в сварном соединении 250НУ < 320НУ

Установлено, что новые стали не имеют склонности к слоистым трещинам, поскольку полученные значения относительного сужения при определении г-свойств находятся в пределах 35% < < 75%, что выше максимального нормативного уровня этой характеристики по ГОСТ 28870-90, исследуемая толстолистовая сталь оказалась фактически изотропной

Показано высокое сопротивление сварных соединений из новых сталей хрупким разрушениям на крупных имитационных сварных образцах получены значения температуры нулевой пластичности Т„п=-70 °С, что на ~20°С ниже, чем у лучших сортов стандартных строительных сталей Это практически исключает хрупкое разрушение конструкций из новых сталей во всем интервале климатических температур и обеспечивает возможность эффективного использования указанной стали даже в самых суровых природных условиях

8 Результаты проведенных исследований использованы во впервые разработанных в нашей стране технических условиях на производство проката из огнестойких сталей -ТУ 14-1-5399-2000 В этих ТУ впервые предусмотрена поставка толстолистового прока-

та с гарантиями по ударной вязкости на образцах с острым надрезом при температуре минус 60°С (КСУб0> 34 Дж/см2)

Результаты работы впервые позволили внести огнестойкие стали в национальную систему нормативных документов в строительстве СП 53-102-2004 «Общие правила проектирования стальных конструкций», М, 2005, дать их расчетные характеристики и обосновать их применение

Основное содержание работы изложено в следующих работах:

1 Назаров Ю П, Одесский П Д, Ведяков И И, Соловьев Д В

Требования к сталям для конструкций в сейсмоопасных регионах // Сейсмостойкое строительство Безопасность сооружений - 2003 - №5 - С 3 - 6

2 Соловьев Д В Новая огнестойкая сталь Исследование огнестойкости стальных балок, изготовленных с применением новой стали // Противопожарная защита зданий и сооружений, огнезащита строительных конструкций (новые технологии и разработки) Сб научных тр - ГУЛ ЦНИИСК им В А Кучеренко, - М, 2003 - С 40-50

3 Одесский П Д, Ведяков И И, Кулик Д В , Соловьев Д В

Использование эффектов ТМО при производстве проката массового назначения с высокими эксплуатационными свойствами // Бернштейновские чтения по термомеханической обработке металлических материалов - М Издательство «Учеба», 2001 - С 58

4 Одесский П Д , Кулик Д В , Соловьев Д В , Шабалов И П

Новые стали для ответственных строительных металлических конструкций // Монтажные и специальные работы в строительстве -2003 -№12 -С 2-4

5 Одесский П Д, Кулик Д В , Соловьев Д В

Предельные состояния стальных конструкций из проката с обычной и повышенной огнестойкостью// Сейсмостойкое строительство Безопасность сооружений - 2004 -№6 -С 41-48

6 Морозов Ю Д, Эфрон Л И., Чевская О Н, Штычков Н Н, Одесский П Д, Соловьев Д В , Москаленко В .А , Степашин А М, Шабалов И П, Кулик Д В

Сталь с повышенной огнестойкостью для металлических конструкций // Сталь -2004 -№9 - С 48-53

7 Одесский П Д, Соловьев Д В , Форхайм К

Оценка сопротивления распространению трещин в металлоконструкциях// Деформация и разрушение материалов - 2005 - №9 - С 11-18

8 Одесский П Д, Ведяков И И, Кулик Д В , Соловьев Д В

Об оценках хладостойкости стали для металлических конструкций// XVI Уральская Школа металловедов-термистов Проблемы физического металловедения перспективных материалов Тезизыдокладов - Уфа,2002-С 196

9 Голованов В И, Пехотиков АВ, Соловьев ДВ Материалы XVIII научно-практической конференции «Снижение риска гибели людей при пожарах» Исследование огнестойкости несущих конструкций из новых марок стали под нагрузкой Тезизы докладов -ВНИИПО, 2003 - С 145-146

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1 Поведение строительных стальных конструкций при пожаре.

1.2 Методы расчета на огнестойкость.

1.3 Противопожарные нормы отечественные и зарубежные.

1.4 Огнестойкость сталей.

1.4.1 Свойства сталей при повышенных температурах. Теплостойкие и жаропрочные стали.

1.4.2 Разработка огнестойких сталей.

1.5 Методы испытаний.

1.5.1 Испытания образцов на растяжение при повышенных температурах.

1.5.2 Испытания натурных конструкций.

1.5.3 Исследование инженерных свойств проката.

ВЫВОДЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1 Материалы исследований.

2.2 Образцы для исследований.

2.3 Выбор объекта исследования для испытаний натурных конструкций.

2.4 Методика численных исследований.

2.5 Метрологическое обеспечение экспериментальных исследований.

2.5.1 Испытания на одноосное растяжение.

2.5.2 Испытания на ударный изгиб.

2.5.3 Испытания на растяжение при повышенных температурах.

2.5.4 Натурные испытания балок на огнестойкость.

ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ОГНЕСТОЙКОСТИ

КОНСТРУКЦИЙ.

3.1 Стандартные свойства огнестойких сталей.

3.2 Механические свойства сталей при повышенных температурах.

3.3 Натурные испытания балок на огнестойкость.

3.3.1 О предельных состояниях при оценке огнестойкости.

3.3.2 Проведение испытаний конструкций на огнестойкость.

Выводы по главе.

ГЛАВА 4 ЧИСЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОГНЕСТОЙКОСТИ

БАЛОК.

Выводы по главе.

ГЛАВА 5 ИССЛЕДОВАНИЕ СВАРИВАЕМОСТИ

ОГНЕСТОЙКИХ СТАЛЕЙ.

5.1 Исследование склонности к холодным трещинам.

5.2 Оценка склонности к слоистым трещинам.

5.3 Оценка сопротивления хрупким разрушениям сварных соединений.

5.3.1 Оценка хладостойкости проката.

5.3.2 Испытания крупных имитационных образцов.

Выводы по главе.

В настоящее время во всех развитых странах придается большое значение исследованиям огнестойкости строительных конструкций, разработке новых материалов, обладающих повышенной огнестойкостью, а также разработке новых методов и материалов для защиты конструкций от пожара. Такой интерес к данному вопросу вызван постоянным увеличением количества пожаров в зданиях промышленного и гражданского назначения за последние годы. Рост этажности строительства также требует увеличения надежности конструкций при пожаре.

Элементы стальных конструкций, оказавшиеся в зоне высоких температур, достаточно сильно нагреваются: при этом, как в следствие повышения их температуры, так и в связи с изменениями в структуре стали, происходит снижение прочностных характеристик ниже уровня, при котором несущая способность на проектные нагрузки может быть гарантирована.

Строительные нормы России, ряда европейских стран, США и Японии предписывают защиту стальных конструкций с помощью огнестойких покрытий. Эти требования предъявляются к зданиям жилого и административного назначения, а также к ряду инженерных сооружений, расположенных в густонаселенных районах. Однако, применение защитных окрасок, обмазок и др. сопровождается ухудшением санитарно-гигиенического состояния рабочих мест, дополнительными трудовыми и материальными затратами, иногда значительным увеличением собственного веса конструкций, а также существенно увеличивает стоимость работ. Например, стоимость окраски 1 т стальных конструкций составляет в настоящее время 10000 руб. при стоимости 1 т стальных конструкций - 45000 руб.

Ослабить, а в ряде случаев исключить указанные негативные обстоятельства позволяет применение сталей с нормированными на достаточно высоком уровне прочностными характеристиками при кратковременном нагреве при пожаре в интервале температур 500-700°С, т.е. сталей с высокой огнестойкостью.

Стали с достаточно высокой прочностью при длительном воздействии повышенных температур - в основном теплостойкие стали, были разработаны для таких областей применения, как ёмкости, работающие под высоким давлением в агрессивных средах при высоких температурах, бойлерные трубы и т.п. Эти стали используются для длительной службы при повышенных температурах и отличаются от огнестойких сталей, которые должны противостоять пожару в течение относительно короткого времени.

Основной областью применения огнестойких сталей в зарубежных странах является промышленное и высотное гражданское строительство, особенно для районов с повышенной сейсмической активностью, где вероятность возникновения пожаров особенно высока, а применение огнезащитных окрасок существенно ухудшает экологическую обстановку. Использование для изготовления металлоконструкций указанных сооружений сталей, устойчивых к кратковременному воздействию высоких температур, позволяет существенно снизить расходы на строительство и повысить эксплуатационную надежность конструкций.

Специфика требований, предъявляемых к огнестойким сталям, заключается в том, что указанные материалы должны обеспечить работоспособность металлоконструкций как при обычных условиях (в том числе и при отрицательных температурах), так и в условиях кратковременного разогрева металлоконструкций при возникновении пожара. В связи с этим, огнестойкие стали должны в том числе обладать полным комплексом механических и технологических свойств, необходимым строительным сталям и включающим нормированные прочностные, пластические характеристики, определяемые при нормальной температуре(+20°С), ударную вязкость, определяемую при отрицательных температурах, иметь достаточную технологическую пластичность, гарантированную свариваемость.

Решение проблемы внедрения огнестойких сталей в промышленное и гражданское строительство вызвало необходимость проведения широких исследований, связанных с разработкой и изучением свойств этих новых сталей, с изучением поведения данных сталей в строительных конструкциях при нагреве, определением фактического увеличения огнестойкости конструкций, изготовленных с из новых сталей, с разработкой и практическим использованием методов испытаний новых материалов, а также оценки огнестойкости и методов соответствующего расчета.

Актуальность работы обусловлена необходимостью повышения огнестойкости стальных строительных конструкций, совершенствования методов обеспечения огнестойкости, путей ее регулирования и увеличения эксплуатационной надежности стальных строительных конструкций при пожаре.

Целью диссертационной работы является разработка методов оценки работоспособности огнестойкой стали в строительных конструкциях, изучение свойств этой стали, определение фактического увеличения огнестойкости конструкций, изготовленных из новых огнестойких сталей, определение областей применения новых материалов.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- выявить особенности работы огнестойкой стали в элементах металлических конструкций в условиях статического нагружения и нагрева; установить критерии и методы оценки огнестойкости строительных конструкций из новой стаж;

- разработать алгоритм расчета на ПЭВМ элементов стальных строительных конструкций на огнестойкость, выполнить расчеты элементов конструкций на огнестойкость при различных условиях нагружений;

- провести экспериментальные исследования огнестойкости натурных образцов из огнестойкой стали; выявить резерв огнестойкости новых сталей по сравнению с традиционными; сравнить экспериментально полученные данные с результатами численных исследований;

- исследовать эксплуатационные и технологические свойства новых огнестойких сталей;

- разработать рекомендации по проектированию конструкций из новых огнестойких сталей и установить области рационального применения исследуемой стали в строительных конструкциях.

Научную новизну работы составляют следующие результаты, выносимые на защиту:

- методика и результаты численных исследований огнестойкости элементов металлических конструкций из огнестойких, а также обыкновенных сталей;

- результаты экспериментальных исследований огнестойкости элементов металлических конструкций из новых огнестойких сталей;

- результаты исследований технологических и эксплуатационных свойств новых сталей.

Практическое значение работы состоит в разработке расчетно-экспериментальной методики определения огнестойкости строительных конструкций, изготовленных из новой огнестойкой стали, а также в увеличении огнестойкости металлических конструкций без значительного удорожания, сокращении применения защитных обмазок, окрасок и др., что влечет за собой уменьшение стоимости и улучшение экологических условий эксплуатации строительных конструкций в целом, в определении области применения в строительных конструкциях новой огнестойкой стали.

Исследования проводились автором в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко филиала ФГУП «НИЦ «Строительство». Впервые в стране разработаны технические условия (ТУ) на огнестойкую сталь.

Внедрение. Материалы исследования использованы при составлении требований в нормативно-технических документах в части назначения новых сталей в конструкции и сооружения. Огнестойкие стаж, как новые материалы, впервые включены в «Общие правила проектирования стальных конструкций» СП 53-1022004.

Апробация работы. Основные положения диссертации обсуждались на научно-технических конференциях.

По материалам исследования опубликованы 9 научных работ.

Диссертация состоит из введения, 5-и глав, основных результатов, выводов и приложения, изложенных на 170 страницах машинописного текста, содержит 53 рисунка, 30 таблиц, список литературы из 117 наименований.

Результаты работы впервые позволили внести огнестойкие стали в национальную систему нормативных документов в строительстве СП 53-102-2004 «Общие правила проектирования стальных конструкций», М., 2005, дать их расчетные характеристики и обосновать их применение.

-151

1. Б. Бартелеми, Ж. Крюппа. Огнестойкость строительных конструкций.-Перев. с франц., Москва: Стройиздат, 1985.

2. Климушин Н.Г. Пожарная безопасность зданий из легких металлических конструкций.- М.: Стройиздат, 1990.-112 е., ил.

3. World Trade Center Building Performance Study Data Col-Icction, Preliminary Observations, and Recommendations Feclci.il Emergency Management Agency. Report FEMA 403/ May 2002.

4. A.B. Козлов «Огнестойкость стального проката»// ж-л «Производство проката» №9,2004г, стр. 40.

5. Астапенко В.М., Кошмаров Ю.А„ Молчадский И.С., Шевляков А.Н. Термогазодинамика пожаров в помещениях. М.: Стройиздат, 1998. -448 е., ил.

6. An Introduction to Fire Dynamics/ D.Drysdale,- John Wiley and Sons. Chichester, 1985.

7. В.А.Котляревский, К.Е.Кочетков, А.В.Забегаев и др. Аварии и катастрофы. Предупреждение и ликвидация последствий: Учеб. Пособие в 3-х кн. -М.: Издательство АСВ, 1995. 320 е., ил. (кн.1).

8. D.Gross. Field burnout tests of apartment dwelling units, Building Research division, Institute for Applied Technology, National Bureau of Standards, Washington D.C., U.S.A.

9. K.Kawagoe Fire behavior in rooms, Building Research Institute, Ministry of Construction, Tokyo, Japan.

10. Structural Design for Fire Resistance. Proceedings of Conference in Birmingham, 1975.

11. Magnusson S.E. Probabilistic Analysis of Fire Exposed Steel Structures. Stockholm, 1974.

12. Яковлев А.И. "Расчет огнестойкости строительных конструкций". -М.:1. Стройиздат, 1988 г. 143с.

13. Сычев В.И., Жуков В.В. Огнестойкость строительных конструкций, 1976 г.

14. Романенко И.Г., Зигерн-Корн В.Н. Огнестойкость строительных конструкций из эффективных материалов. -М.: Стройиздат, 1984.240 е., ил.

15. О. Petterson, et al. "Fire Engineering Desing of Steel Structures", Swedish Institute of Steel Construction, Publication 50, Stockholm 1976.

16. Magnusson S.E. "Probabilistic Analysis of Fire exposed Steel Structures", Lund Institute Technology, Lund, Sweden 1974.

17. В.П. Бушев, В.А. Пчелинцев, B.C. Федоренко, A.M. Яковлев «Огнестойкость зданий», Стройиздат, 1970,261 с.

18. Ф.Е.Гитман, В.Г.Олимпиев. Расчет железобетонных перекрытий на огнестойкость. М., 1970. 127 с.

19. К.Ковач, Д.Мейсарош. Расчет огнестойкости конструкций зданий: пер. с венгерск. Яз. Будапешт, 1970

20. Лай. Распределение температуры в колоннах зданий при пожаре.- в кн.: Теплопередача. М., 1977, № 4,118-126 с.

21. Лыков А.В. "Теория теплопроводности". -М: изд-во "Высшая Школа", 1967. 599 с.

22. Вильям X. Мак-Адаме. Теплопередача. М., Металлургиздат, 1961, 689 е., ил.

23. М.Я.Ройтман. Пожарная профилактика в строительном деле. М., 1961. 368 с.

24. Инструкция по расчету фактических пределов огнестойкости железобетонных строительных конструкций на основе применения ЭВМ.-М.,1975.222 с.

25. Сахота, Пагни. Температурные поля в строительных конструкциях, подверженных воздействию пламени. В кн.: Теплопередача. М., 1975, №4, с. 113-120.

26. Ройтман В.М. Инженерные решения по оценке огнестойкости проектируемых и реконструируемых зданий. М.: Ассоциация «Пожарная безопасность и наука», 2001 г. - 382 е., ил.

27. Башкирцев М.П. Задачник по теплопередаче в пожарном деле. М., 1971,210 с.

28. Яковлев А.И. О расчете огнестойкости стальных конструкций на основе применения ЭВМ// Огнестойкость строительных конструкций. М.: ВНИИПО МВД СССР, 1973.-Вып. 1.-С.З- 18.

29. Lie Т.Т. "Fire resistance jf structural steel", Engineering Journal American Institute of Steel Construction, Fourth Quarter, Vol. 15, №4.1978.

30. Зайцев A.M., Крикунов Г.Н., Яковлев А.И. Расчет огнестойкости элементов строительных конструкций: Воронеж, 1982 г.

31. А.П.Ваничев. Приближенный метод решения задач теплопроводности в твердых телах.- Издательство бюро новой техники. М., 1947. 62 с.

32. Мосалков И.Л., Плюснина Г.Ф., Фролов А.Ю. Огнестойкость строительных конструкций.- М: ЗАО «СПЕЦТЕХНИКА», 2001. 496 е., ил.

33. Вельский Г.Е., Насонкин В.Д. О расчете стальных конструкций на огнестойкость по методу предельных состояний// Строительная механика и расчет сооружений.-1981.- №5.

34. T.J. Shields&G.W.H. Silcock. Buildings and fire. Longman Group UK Limited, 1987.

35. Яковлев А.И., Голованов В.И. Расчет критической температуры при определении предела огнестойкости сжатых стальных конструкций. Огнестойкость строительных конструкций. М.: ВНИИПО МВД СССР, 1980.-Вып. 8.-с. 28-33.

36. Назаров Ю.П., Одесский П.Д., Ведяков И.И., Соловьев Д.В. Требования к сталям для конструкций в сейсмоопасных регионах // Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2003. - №5. - с. 3 - 6.

37. Металловедение и термическая обработка стали и чувгуна. Справочник под ред. И.Т. Гудцова. М: Металлургиздат, 1956 г.

38. Л.Н.Лариков. Труды семинара по жаростойким материалам. Киев, Изд-во АН УССР, 1958, №3,17.

39. Л.Н.Лариков, Е.Э.Засимчук, Ж.Я.Кутихина. Свойства и применение жаропрочных сплавов. М., "Наука", 1966, с. 24.

40. Л.Н.Лариков, Е.Э.Засимчук, Ж.Я.Кутихина, Ю.Ф.Юрченко. Исследования в области измерения твёрдости. М., "Стандарт", 1967,154.

41. Г.Я.Козырский, Л.Н.Лариков, Г.АЛетрунин, О.А.Шматко. ФММ, 1964, 18,454.

42. Л.КЛариков, Е.3.3аимчук, М.Н.Семененко ФММ, 1964,18,35.

43. Л.Н.Лариков. Вопросы физики металлов и металловедения. Киев, Изд-во АН УССР, 1961, №13,104.

44. Антикайн П.А. Металлы и расчет на прочность котлов и трубопроводов 4-е изд.- М: Энергосервис, 2001.- 440 с.

45. Потемкина Е.К., Харчевников В.П., Литвиненко Д.А., Гладпггейн Л.И. и др. Сталь для кожухов доменных печей // Сталь 1990. - №6, с. 76.80.

46. Горицкий В.М. Диагностика металлов М.: Металлургиздат, 2004-408 с.

47. Hiroshi Fujino, Kiyoshi Hitomi, Seiho Umezawa, Junji Hashimoto. Fire resistant steel for building structures// Kawasaki steel technikal report 29 November,-1993, р.89-93.

48. Yoshihiko Kamada, Yasuto Fukada, Takuzou Nakazato, Hiromi Hirayama, Kazuo Kawano, Ryuji Ogata. Fire resistant steel// Sumitomo Metals. -1991.-43, 7,p.23-33.

49. Elevated temperature and highstrain rate properties of offshore technology. Report № 2001/020. Health&Safety Executive. UK. 2001. 158 p.

50. Mitsumasa Fushimi, Koichiro Keira, Hiroshi Chikaraishi. Development of fire-resistant steel frame building structure// Nippon steel technical report No 66 July,-1995, p.29-36.

51. Rikio Chijiiwa a.o. Развитие и практическое использование пожаро-устойчивой стали для гражданского строительства. Nippon Steel Technical Report, №696 April 1996.

52. M.Assefpour-Dezfuly a.o. Fire Resistant Higt Strength Low Alloy Steels// Materials Science and Technology, December 1990, Vol. 6.

53. М.Г. Лозинский. Строение и свойства металлов и сплавов при высоких температурах. М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1963, 535 с.

54. М.Г. Лозинский, С.Г. Федотов. Влияние содержания углерода на твердость углеродистых сталей при высоких температурах. М.

55. Thomas Р.Н. Studies of fires in buildings using models// Research, feb-march, 1964.

56. Malhotra H.L. Design of fire-resisting Structures// Surrey University Press, 1982.

57. Petterson O., et al. Fire Engineering Design of Steel Structures// Swedish Institute of Steel Construction, Publication 50, Stockholm, 1976.

58. Романенков И.Г., Абашидзе Г.С. Зарубежные и отечественные методы огневых испытаний строительных материалов. Обзорная информация. -ГрузНИИТИ. Тбилиси, 1978.

59. Методика испытаний строительных конструкций на огнестойкость ивозгораемость. М., 1971.12 с.

60. С. Куомо. Огнестойкость конструкций и её определение

61. Взрывобезопасность и огнестойкость в строительстве. Под ред. Н.А. Стрельчука. М., 1970.127 с.

62. В.Р.Хлевчук, Е.Т. Артыкпаев. Огнезащита металлических конструкций зданий. М., 1973.97 с.

63. Лай. Распределение температуры в колоннах зданий при пожаре.- в кн.: Теплопередача. М., 1977, № 4,118-126 с.

64. Н.М. Золотухин. Нагрев и охлаждение металла. М., 1972.192 с.

65. Скороходов В.Н., Одесский П.Д., Рудченко А.В. Строительная сталь. -М.: ЗАО «Металлургиздат», 2002. 624 с.

66. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. Изд.3-е перераб. И доп. В двух частях. Часть вторая. Механические испытания. Конструкционная прочность.- М.: «Машиностроение», 1974. 368 с. С ил.

67. Ю.М.Лахтин. Металловедение и термическая обработка. М: Издательство металлургия, 1964.-471 с.

68. Тылкин М.А., Большаков В.И., Одесский П.Д. Структура и свойства строительной стали. М.: Металлургия, 1983 -287 с.

69. Гольдштейн Я.Е. Низколегированные стали в машиностроении. М.: Машгиз, 1963-216 с

70. Одесский П.Д., Ведяков И.И. Ударная вязкость сталей для металлических конструкций—М.: Интермет Инжиниринг, 2003 — 232с.

71. Одесский П.Д., Ведяков И.И., Горпинченко В.М. Предотвращение хрупких разрушений металлических строительных конструкций. М.: СП Интермет Инжиниринг, 1998 -220с.

72. Георгиев М.Н., Межова Н.Я. Метод Шарпи в наших исследованиях // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. -2001. т.67.-№7.-с.56-62.

73. Екобори Т. Физика и механика разрушения и прочность твёрдых тел.-157

74. М.: Металлургия, 1971. 261с.

75. Екобори Т. Научные основы прочности и разрушения материалов. Киев: Наукова думка, 1971. - 351с.

76. Нотт Дж. Ф. Основы механики разрушения. М.: Металлургия, 1978. -256с.

77. Вуллер Р. Области применения ударных испытаний с осциллографиро-ванием. В сб.: Ударные испытания металлов. - М.: Мир, 1972. - С. 157174.

78. Давиденков Н.Н. Избранные труды в 2-х томах. Т. 1 Динамическая прочность и хрупкость металлов. Киев: Наукова думка, 1981. - 704с.

79. Харсем Ф., Финтермарк X. Оценка материалов по результатам ударных испытаний образцов Шарпи. В сб.: Ударные испытания металлов. - М.: Мир, 1972. - С. 64-84.

80. Тылкин М.А.,Ю Большаков В.И., Одесский П.Д. Структура и свойства строительной стали.- М.: Металлургия, 1983. 287с.

81. Стрелецкий Н.С. К вопросу развития методики расчета по предельным состояния. М.: Стройиздат, 1971. - С. 5-37.

82. Муханов Н.А. Деформационные критерии разрушения и расчет элементов конструкций на прочность. М.: Машиностроение, 1981. - 272с.

83. Проектирование металлических конструкций: спец. курс/В.В.Бирюлев, И.И.Кошин, И.И.Крылов, А.В.Сильвестров. Л.: Стройиздат, 1990. -430с.

84. Одесский П.Д. О развитии методики оценки хладостойкости конструкций с учетом конструктивно-технологических факторов и условий экс-плуатации//Строительная механика и расчет сооружений. 1992. - № 3. -С.76-83.

85. Мельников Н.П. Металлические конструкции. Современное состояние и перспективы развития. М.: Стройиздат, 1983. - 372с.

86. Ведяков И.И., Одесский П.Д. Переход из вязкого состояния в хрупкое ивыбор минимальных температур эксплуатации стальных строительных конструкций//Монтажные и специальные работы в строительстве. -1998. -№№Ц, 12. -С. 21-27.

87. Розенштейн И.М., Вомпе Г.А. Хрупкие разрушения резервуаров и повышение их надежности. В сб.: Прочность металлов, работающих в условиях низких температур. - М.: Металлургия, 1987. - С. 94-99.

88. Тишаев С.И., Одесский П.Д., Паршин В.А. Структурно- технологические способы повышения хладостойкости сталей для металлических строительных конструкций//Сталь. 1993. - № 10. - С. 64-71.

89. Одесский П.Д., Кудайбергенов Н.Б., Барышев В.М. Об оценках сопротивления хрупким разрушениям толстых листов из строительной стали при испытаниях образцов с наплавкой//Заводская лаборатория. 1993. -№9.-С. 40-50.

90. П.Д. Одесский, И.И. Ведяков. Малоуглеродистые стали для металлических конструкций. М.: «Интермет Инжиниринг», 1999. 224 с.

91. Кулик Д.В., Одесский П.Д. Свариваемость сталей для металлических конструкций. М.: «Интермет Инжиниринг», 2003. 55 с.

92. Одесский П.Д., Соловьев Д.В., Форхайм К.

93. Оценка сопротивления распространению трещин в металлоконструкциях// Деформация и разрушение материалов. 2005. - №9. - с. 11 - 18.

94. Одесский П.Д. Перспективные требования к сталям для металлических конструкций// Деформация и разрушение материалов. 2005, №1, с. 1120.

95. Одесский П.Д., Кулик Д.В. Сталь нового поколения в уникальных сооружениях. М.: «Интермет Инжиниринг», 2005. - 176 е.: ил.

96. Морозов Ю.Д., Эфрон Л.И., Чевская О.Н., Штычков Н.Н., Одесский П.Д., Соловьев Д.В., Москаленко В.А., Степашин A.M., Шабалов И.П., Кулик Д.В. Сталь с повышенной огнестойкостью для металлических конструкций // Сталь. 2004. - №9. - с. 48 - 53.

97. Одесский П.Д., Кулик Д.В., Соловьев Д.В., Шабалов И.П.

98. Новые стали для ответственных строительных металлических конструкций // Монтажные и специальные работы в строительстве. 2003. - №12. -с. 2-4.

99. Шабалов И.П., Морозов Ю.Д., Эфрон Л.И. Стали для труб и строительных конструкций с повышенными эксплуатационными свойствами. М.: ЗАО «Металлургиздат», 2003 - 520 с.

100. Кулик Д.В., Одесский П.Д., Горпинченко В.М., Морозов Ю.Д., Эфрон Л.И. и др. патент № 2183222 по заявке № 2001130954, 10.11.2001, приоритет от 16.11.2001, зарегистрирован в госреестре изобретений РФ 10.06.2002, г. Москва.

101. Ansys, Inc/ Theory Reference.

102. Одесский П.Д., Кулик Д.В., Соловьев Д.В.

103. Предельные состояния стальных конструкций из проката с обычной и повышенной огнестойкостью// Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. 2004. - №6. - с. 41 - 48.

104. Металлические конструкции. В 3 т. Т. 1 Элементы стальных конструкций: Учеб. Пособие для строит, вузов/ В.В. Горев, Б.Ю. Уваров, В.В. Филиппов и др. / под ред. В.В. Горева М.: Высш. шк., 1997 - 527 с.

105. Москвичёв В.В. Основы конструкционной прочности технических систем и инженерных сооружений: В 3 ч. Новосибирск: Наука, 2002. -4.1: Постановка задач и анализ предельных состояний - 106 с.

106. Развитие методики расчета по предельным состояниям / Сб. статей под ред. Е.И. Беленя -М.: Издат. лит. по стр-ву, 1971 175 с.

107. Милованов А.Ф. Огнестойкость железобетонных конструкций. М: Стройиздат, 1986. - 224 е., ил.

108. Ройтман В.М. Теория расчета конструкций на огнестойкость. Вчерашние стереотипы или новые подходы?// Пожарное дело №5, 1989, с. 8-10.

109. Бехтин В.И., Ройтман В.М., Слуцкер А.И., Кадомцев А.Г. Кинетика разрушения нагруженных материалов при переменной температуре// Журнал технической физики, 1998, т. 68, №11, с. 76-81.

110. СП 53-102-2004 «Общие правила проектирования стальных конструкций».

111. Итон Н., Гловер А., Мак-Грант Дж. Особенности разрушения при изготовлении и эксплуатации сварных конструкций// Разрушение конструкций. Механика разрушения. -М.: Мир, 1980, с. 92-120.

112. Одесский П.Д., Ведяков И.И., Кулик Д.В., Соловьев Д.В.

113. Об оценках хладостойкости стали для металлических конструкций// XVI

114. Уральская Школа металловедов-термистов. Проблемы физического металловедения перспективных материалов. Тезизы докладов. Уфа, 2002 -с. 196.

115. Ботвина Л.Р. Физические и механические критерии ударного разрушения // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2001 - т.67.-№8. - с.56-62.

116. Одесский П.Д. Микромеханические модели разрушения сталей для металлических конструкций// Физико-химическая механика материалов, 1992, №2, с. 20-25.

117. Штремель М.А. Измерение качества металла// Металловедение и термическая обработка стали и чугуна: Справ. Изд. Т.1. Методы испытаний и исследования. М: Интермет Инжиниринг, 2004.- 688 с.