Analýza požární odolnosti betonových konstrukcí s využitím různých modelů požáru

Abstract

Práce se zabývá analýzou požární odolnosti betonových konstrukcí s využitím různých modelů požáru. Práce je rozdělena na dvě základní části. V první části práce je popsán úvod do problematiky, je řešen požár a jeho hlavní jednotlivé jevy, jak se požár modeluje a jaké jsou modely požáru. Práce se věnuje jak deterministickým, tak stochastickým matematickým modelům požáru. V závěru první části této práce jsou popsány metody posuzování požární odolnosti konstrukcí. Druhá část je zaměřena na autorovy výsledky. Byla provedena analýza modelů požáru s využitím deterministických modelů požáru, zjednodušených i zpřesněných, a stochastických modelů požáru, které byly řešeny pomocí metody Monte Carlo a Latinských Nadkrychlí. Pro analýzu zjednodušených modelů požáru byly využity vlastní zdrojové kódy vytvořené převážně v prostředí MATLAB nebo OCTAVE. Pro zpřesněné modely byly využity programy CFAST a FDS. Analýza následně vedla k vytvoření vlastních podpůrných softwarových nástrojů FMC a DataPlot. Analýza modelů požáru částečně vedla i k detailnějšímu zaměření se na rychlost uvolňování tepla. Závěr druhé části je věnován analýze posuzování požární odolnosti konstrukcí. Pro zjednodušené výpočtové posuzování požární odolnosti betonových konstrukcí byl vytvořen vlastní zdrojový kód, který je založen na 1-D proužkové metodě s vlastním vedením tepla. Součástí práce je také soubor vědeckých článků prezentující dosažené výsledky. Za hlavní přínos lze uvažovat vytvořené softwarové nástroje FMC a DataPlot, které jsou volně dostupné ke stažení. A dále provedené analýzy modelů požáru a posuzování konstrukcí, které byly následně publikovány.

The thesis is focused on the analysis of fire resistance of concrete structures based on different fire models. This thesis is divided into two main parts. The first part of the thesis describes a brief overview of the problem; fire and its main phenomena, modelling of fire and models of fire are solved. The thesis is devoted to the deterministic and stochastic mathematical models of fire. At the end of the first part, methods for assessment of the fire resistance of structures are described. The second part is focused on the author’s results. The analysis of models of fire with the use of the deterministic fire models, simplified and advanced, and stochastic fire models was done. The stochastic approach was solved by the Monte Carlo and Latin Hypercube sampling method. For the analysis of the simplified models of fire, the in-house MATLAB or OCTAVE codes were used. For advanced models, the available software tools CFAST and FDS were used. The analysis subsequently led to the creation of the in-house supporting software tools FMC and DataPlot. The analysis of models of fire partly led to the focus on the heat release rate in detail. At the end of the second part, the analysis of the assessment of the structures is described. For simplified calculation assessment of the fire resistance concrete structures, the in-house code based on the one-dimensional strip method with the heat transfer was developed. The main part of the thesis is the collection of the author’s papers presenting achieved results. As the major benefit could be considered created software tools FMC and DataPlot which are freely available for download. And further the performed analysis of models of fire and assessment of structures that were published.