Απόκριση χαλύβδινων κατασκευών σε θερμοκρασιακές συνθήκες πυρκαϊά

Τριανταφυλλίδου, Δομνίκη; Triantafillidou, Domniki

dc.contributor.author	Τριανταφυλλίδου, Δομνίκη	el
dc.contributor.author	Triantafillidou, Domniki	en
dc.date.accessioned	2015-03-06T09:07:36Z
dc.date.available	2015-03-06T09:07:36Z
dc.date.issued	2015-03-06
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/40397
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.4104
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Ναυτική και Θαλάσσια Τεχνολογία και Επιστήμη”	el
dc.rights	Default License
dc.subject	Πυρκαϊά	el
dc.subject	Μοντέλο υλικού σε υψηλές θερμοκρασίες	el
dc.subject	Xάλυβας	el
dc.subject	Μέθοδος πεπερασμένων στοιχείων	el
dc.subject	Μοντέλο πυρκαϊάς	el
dc.subject	Fire	en
dc.subject	Structural analysis	en
dc.subject	Steel	en
dc.subject	Material model at high temperatures	en
dc.subject	Finite element Analysis	en
dc.subject	ABAQUS	en
dc.title	Απόκριση χαλύβδινων κατασκευών σε θερμοκρασιακές συνθήκες πυρκαϊά	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Ανάλυση με τη μέθοδο των Πεπερασμένων Στοιχείων	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2014-03-31
heal.abstract	Η παρούσα εργασία πραγματεύεται την απόκριση 2 χαλύβδινων κατασκευαστικών στοιχείων πλάκας και δοκού σε θερμοκρασιακές συνθήκες πυρκαϊάς. Προς την κατεύθυνση αυτή, ήταν απαραίτητος ο προσδιορισμός θερμικών και μηχανικών ιδιοτήτων του χάλυβα σε υψηλές θερμοκρασίες, καθώς και ο προσδιορισμός του φορτίου της πυρκαϊάς. Με άλλα λόγια ο προσδιορισμός μοντέλου υλικού και μοντέλου πυρκαϊάς. Για την επίλυση των προβλημάτων της διπλωματικής εργασίας χρησιμοποιήθηκε ο κώδικας πεπερασμένων στοιχείων γενικής χρήσης Abaqus και ο κώδικας υπολογιστικής ρευστομηχανικής FDS- Συγκεκριμένα το graphical user interface του FDS, το PyroSim. Το μοντέλο υλικού που χρησιμοποιήθηκε είναι αυτό που περιγράφει ο Ευροκώδικα 3 για χάλυβες γενικής χρήσης σε υψηλές θερμοκρασίες. Από το μοντέλο ορίζονται: Ο συντελεστής θερμικής διαστολής, η ειδική θερμοχωρητικότητα, ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας, το μέτρο Ελαστικότητας και το όριο Διαρροής για κάθε θερμοκρασία. Ο προσδιορισμός της πυρκαϊάς πραγματοποιείται με 3 διαφορετικές προσεγγίσεις: 1) Χρήση προτύπων καμπυλών θερμοκρασίας-χρόνου, 2) Χρήση μοντέλου εξαπλωνόμενης πυρκαϊάς 3) Προσομοίωση σεναρίων καύσης. Στη προσέγγιση 1 και 2 κάνουμε χρήση καμπυλών Τ(t) ενώ στη προσέγγιση 3 χρησιμοποιούμε θερμικές ροές. Συγκεκριμένα, οι πρότυπες καμπύλες αφορούν την ISO 834 η οποία παραδοσιακά χρησιμοποιούταν στο σχεδιασμό κτιρίων έναντι πυρκαϊάς, καθώς και την καμπύλη υδρογονανθράκων (ΗC-curve) η οποία προσομοιάζει την ταχεία αύξηση θερμοκρασίας κατόπιν καύσης υδρογονανθράκων. Οι καμπύλες αυτές επιβάλλονται απευθείας ως θερμοκρασία της κατασκευής αλλά και ως θερμοκρασία του στρώματος αέρα που έρχεται σε επαφή με την κατασκευή. Ως μοντέλο εξαπλωνόμενης πυρκαϊάς χρησιμοποιούμε το μοντέλο φωτιάς που έχει αναπτυχθεί από τον Ufuah [5] χρησιμοποιώντας 3 διαφορετικά σενάρια εξάπλωσης της φωτιάς. Η προσέγγιση αυτή επιλέχθηκε γιατί προσομοιάζει τη διάδοση πυρκαγιών κηλίδας (pool fire) σε οριζόντιες επιφάνειες όπως αυτής καταστρωμάτων πλοίου ή πλωτής κατασκευής. Ο όρος αυτός αναφέρεται σε φωτιές οι οποίες χαρακτηρίζονται από τη διάδοση φλόγας που σχηματίζεται σε μια οριζόντια επιφάνεια στην οποία υπάρχει καύσιμο σε μηδενική ταχύτητα ή πολύ χαμηλή ορμή. Αναφορικά με τη 3η προσέγγιση μελετήθηκε η εντατική κατάσταση πλάκας η οποία αποτελεί την οροφή καμπίνας πλοίου στην οποία εκδηλώνεται πυρκαϊά από τσιγάρο. Η επίλυση ως προς τις θερμικές ροές, οι οποίες μεταφέρονται ως φορτίο στο Abaqus, πραγματοποιείται στο PyroSim. Για την προσομοίωση της καύσης πραγματοποιήθηκαν πειραματικά δεδομένα από δοκιμές καύσης τσιγάρου σε έπιπλα [29] . Στο σύνολο τους οι παραπάνω προσεγγίσεις, αποφέρουν διαφορετικές επιλύσεις σε ότι αφορά την εντατική κατάσταση. Τα αποτελέσματα από τις πρότυπες καμπύλες θέρμανσης είναι τα πιο δυσμενή. Ακολουθούν τα αποτελέσματα από το μοντέλο εξαπλωνόμενης πυρκαϊάς ενώ τις μικρότερες τιμές μετατόπισης παρουσιάζει η προσέγγιση του σεναρίου καύσης σε καμπίνα πλοίου. Εν κατακλείδι, δοκιμαστικές επιλύσεις που πραγματοποιήθηκαν, έδειξαν ότι ο μοντέλο υλικού-καμπύλη τάσεων παραμορφώσεων συναρτήσει θερμοκρασίας, ευθύνεται περισσότερο για τις τιμές των μετατοπίσεων σε σχέση με τη συνεισφορά της μείωσης του Ε και της αύξησης των διαστολών λόγω θερμοκρασίας.	el
heal.abstract	The purpose of this thesis is to examine the structural response of steel structures under fire conditions. To that extent, a stiffened plate and a beam combining both thermal and mechanical loads are studied, using Finite Element Analysis. Thermal load is defined using standard thermal curves, a model of traveling fire and thermal fluxes as a result of simulating of burning of certain materials. Material behavior at high temperatures is modeled using the Eurocode 3 material model. The solutions of each of the above approaches are compared in order to draw conclusions concerning the effect of fire on structure integrity.	en
heal.advisorName	Σαμουηλίδης, Μανώλης	el
heal.advisorName	Samuelides, Manolis	en
heal.committeeMemberName	Σαμουηλίδης, Μανώλης	el
heal.committeeMemberName	Καϊκτσής, Λάμπρος	el
heal.committeeMemberName	Τσούβαλης, Νικόλαος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο.Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	99
heal.fullTextAvailability	true