Ενότητα Εργασίας 9: Υπολογιστικά εργαλεία για πυρκαγιά, μεταφορά θερμότητας και μηχανικές αναλύσεις τρισδιάστατων κτιρίων από σκυρόδεμα για υψηλή θερμοκρασία

Θα αναπτυχθεί μία υπολογιστική μονάδα για τις ροές θερμότητας και την ανάπτυξη της πυρκαγιάς, η οποία θα χρησιμοποιηθεί στις ΕΕ2 και ΕΕ9. Ως δεδομένα εισόδου θα χρησιμοποιεί την κατανομή του θερμικού φορτίου, τη γεωμετρία των θερμο-διαμερισμάτων και τις θερμικές ιδιότητες και ιδιότητες αερισμού του κελύφους (όπως στο σχεδιασμό έναντι πυρκαγιάς με βάση την επιτελεστικότητα). Η μονάδα θα υλοποιεί διάφορες μεθόδους και προσομοιώματα, από απλά έως σύνθετα. Θα αναπτυχθεί μία δεύτερη μονάδα για τη μετάδοση θερμότητας, η οποία θα δέχεται ως δεδομένα εισόδου από τη μονάδα για την πυρκαγιά την ανομοιόμορφη ροή θερμότητας στην επιφάνεια μελών από σκυρόδεμα, θα επιλύει στο χρόνο το πρόβλημα μετάδοσης της θερμότητας στο εσωτερικό τους (σε μία ή δύο διαστάσεις) και θα παράγει τη χρονοϊστορία της θερμοκρασίας στο εσωτερικό των μελών, ως δεδομένο εισόδου για τις μηχανικές αναλύσεις. Οι μονάδες για την πυρκαγιά, τη μετάδοση θερμότητας και τις μηχανικές αναλύσεις θα πραγματοποιούν υπολογισμούς ταυτόχρονα αλλά ανεξάρτητα. Το υπολογιστικό εργαλείο για τη μηχανική ανάλυση χρονοϊστορίας υπό πυρκαγιά θα αναπτυχθεί για τρισδιάστατους φορείς, με έμφαση στα κτίρια από σκυρόδεμα. Στη γενική του μορφή θα χρησιμοποιεί διακριτοποίηση των διατομών μελών από σκυρόδεμα με Ίνες και την παραδοχή των επίπεδων διατομών (Navier-Bernoulli) για τις συνολικές παραμορφώσεις (θερμικές και μηχανικές). Σε κάθε σημείο της διατομής θα ακολουθείται μη-γραμμικός καταστατικός νόμος τάσης-παραμόρφωσης για το χάλυβα και το σκυρόδεμα υπό υψηλή θερμοκρασία. Η αύξηση των τάσεων θα προκύπτει από τις θερμικές και μηχανικές παραμορφώσεις (συμπεριλαμβανομένου του παροδικού ερπυσμού). Τα μητρώα Δυσκαμψίας / Ευκαμψίας των μελών θα υπολογίζονται με ολοκλήρωση στη διατομή και κατά μήκος του μέλους. Θα λαμβάνονται υπόψη οι μεγάλες μετακινήσεις. Η μονάδα θα έχει τη δυνατότητα να παρακολουθεί τη φάση ψύξης, η οποία είναι η πιο επικίνδυνη για την κατάρρευση λόγω της αλληλεπίδρασης μεταξύ της δυσκαμψίας, της αντοχής και της ικανότητας παραμόρφωσης σε συνάρτηση με τη θερμοκρασία. Θα γίνει διακρίβωση της υπολογιστικής μονάδας με βάση το λογισμικό SAFIR, το οποίο είναι ένα καθιερωμένο υπολογιστικό εργαλείο για τη δομική απόκριση κτιρίων υπό πυρκαγιά για δεδομένες θερμοκρασίες σε θερμο-διαμερίσματα ή για καθαρές ροές θερμότητας στην κατασκευή (www.argenco.ulg.ac.be/logiciels/SAFIR).

Παραδοτέο 9:

Υπολογιστικά εργαλεία για πυρκαγιά, μεταφορά θερμότητας και μηχανικές αναλύσεις κτιρίων από σκυρόδεμα για υψηλή θερμοκρασία