По статистике «Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий» за последний год произошло около 200 тысяч пожаров, преимущественно в жилых зданиях. В настоящее время основным строительным материалом для возведения зданий различного назначения является железобетон, поэтому изучение напряженно-деформированного состояния железобетонных конструкций при огневом воздействии представляется весьма актуальным. С целью предотвращения снижения срока службы железобетонных конструкций при огневом воздействии, необходимо проводить исследования для проверки несущей способности железобетонных элементов под влиянием стандартного пожара. В работе представлены численные исследования напряженно-деформированного состояния железобетонной балки при воздействии стандартного пожара. Решены теплотехническая и статическая задачи в программном комплексе Ansys Workbench. В качестве закона для прогрева конструкции до высоких температур использовано дифференциальное уравнение теплопроводности Фурье при нелинейных граничных условиях. Величина защитного слоя бетона должна быть достаточной для защиты стальной арматуры от воздействия высоких температур, сохраняя прочностные и упругопластические характеристики арматуры и бетона, поэтому в данной работе сравнивались различные толщины защитного слоя: 20, 30, 40 и 50 мм. В процессе моделирования были разработаны нелинейные модели материалов бетона и арматуры, включающие в себя прочностные и теплотехнические свойства. В результате исследований произведен сравнительный анализ при различных толщинах защитного слоя, температурных полей и рассмотрены прогибы железобетонной конструкции. Установлены причины и последствия потери огнестойкости железобетонной балки. В заключении приводятся основные выводы.
According to statistics from the «Ministry of the Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Disaster Relief», about 200 thousand fires occurred over the past year, mainly in residential buildings. Currently, the main building material for the construction of buildings for various purposes is reinforced concrete, so the study of the stress-strain state of reinforced concrete structures under fire exposure seems very relevant. In order to prevent a decrease in the service life of reinforced concrete structures when exposed to fire, it is necessary to conduct research to check the bearing capacity of reinforced concrete elements under the influence of a standard fire. The paper presents numerical studies of the stress-strain state of a reinforced concrete beam under the influence of a standard fire. Thermal engineering and static problems were solved in the Ansys Workbench software package. The differential equation of Fourier thermal conductivity under nonlinear boundary conditions was used as a law for heating the structure to high temperatures. The size of the protective layer of concrete should be sufficient to protect steel reinforcement from exposure to high temperatures, while maintaining the strength and elastic-plastic characteristics of reinforcement and concrete, therefore, in this work, different thicknesses of the protective layer were compared: 20, 30, 40 and 50 mm. During the modeling process, nonlinear models of concrete and reinforcement materials were developed, including strength and thermal properties. As a result of the research, a comparative analysis was carried out at different thicknesses of the protective layer, temperature fields and the deflections of the reinforced concrete structure were considered. The causes and consequences of the loss of fire resistance of a reinforced concrete beam have been established. The conclusion provides the main conclusions.