Behavior of structural steel members in fire conditions
Συμπεριφορά Χαλύβδινων Δομικών Μελών σε συνθήκες πυρκαγιάς
Λέξεις κλειδιά
Λέξεις-κλειδιά: Στατικός χάλυβας, παθητική πυροπροστασία, ενεργητική πυροπροστασία,θερμική συμπεριφοράΠερίληψη
Ο δομικός χάλυβας είναι από τα πιο δημοφιλή υλικά κατασκευής λόγω της αντοχής και της
προσαρμοστικότητάς του. Ωστόσο, η συμπεριφορά του σε συνθήκες πυρκαγιάς παραμένει ένα
αναπάντητο ερώτημα στη δομική μηχανική, καθώς οι υψηλές θερμοκρασίες μειώνουν δραστικά
τις μηχανικές του ιδιότητες, ενδεχομένως οδηγώντας σε δομική αποτυχία. Αυτή η μελέτη
εξετάζει πώς τα χαλύβδινα δομικά μέλη αντιδρούν στην έκθεση σε φωτιά, εστιάζοντας στις
θερμικές και μηχανικές αλληλεπιδράσεις που επηρεάζουν τη σταθερότητά τους και την
ικανότητά τους να φέρουν φορτία. Η έρευνα σκοπεύει να βελτιώσει την κατανόηση της
αποσύνθεσης των κατασκευών λόγω πυρκαγιάς μέσω θεωρητικής ανάλυσης, αριθμητικών
προσομοιώσεων με το εργαλείο σχεδιασμού πυρκαγιάς OZone V2 και συγκριτικών
αξιολογήσεων συστημάτων πυροπροστασίας. Η εργασία διερευνά κρίσιμες παραμέτρους όπως
τους μηχανισμούς μετάδοσης θερμότητας, τις εξισώσεις ισορροπίας μάζας και ενέργειας, και τα
σενάρια ανάπτυξης πυρκαγιάς για να αξιολογήσει την απόδοση των χαλύβδινων δομικών μελών
σε πραγματικές πυρκαγιές. Αξιολογεί επίσης τις παθητικές και ενεργητικές μεθόδους
πυροπροστασίας, αξιολογώντας την αποτελεσματικότητά τους στη μείωση των ζημιών που
σχετίζονται με τις πυρκαγιές. Τα ευρήματα βοηθούν στην ανάπτυξη αποτελεσματικών τακτικών
πυροπροστασίας και στη βελτίωση των προγνωστικών μοντέλων για σχεδιασμό ανθεκτικό σε
φωτιά. Ο τελικός στόχος της εργασίας είναι να συμβάλει στη βελτίωση της πυρομηχανικής
προσφέροντας γνώσεις σχετικά με την ανθεκτικότητα των χάλκινων κατασκευών και
καθοδηγώντας τις καλύτερες πρακτικές στην πρόληψη πυρκαγιών και την ασφάλεια των
κατασκευών.
Λέξεις-κλειδιά: Στατικός χάλυβας, παθητική πυροπροστασία, ενεργητική πυροπροστασία,θερμική συμπεριφορά
Περίληψη
Structural steel is one of the most popular construction materials due to its strength and
adaptability. However, its behavior in fire circumstances remains a crucial concern in structural
engineering, as high temperatures drastically reduce its mechanical properties, potentially
resulting in structural failure. This study looks at how steel structural elements respond to fire
exposure, focusing on the thermal and mechanical interactions that influence their stability and
load-bearing capability. The research intends to improve understanding of fire-induced structure
degradation by conducting theoretical analysis, numerical simulations with the OZone V2 Fire
Design Tool, and comparative evaluations of fire protection systems. The study investigates
critical parameters such as heat transmission mechanisms, mass and energy balance equations,
and fire development scenarios to evaluate steel elements' performance in real-world fires. It also
assesses passive and active fire protection methods, assessing their effectiveness in reducing fire
related damage. The findings help to build effective fire safety tactics and improve predictive
models for fire-resistant design. The study's ultimate goal is to help enhance fire engineering by
offering insights into the resilience of steel structures and guiding best practices in fire
prevention and structural safety.
Keywords: Structural steel, passive fire protection, active fire protection, thermal behavior