الملخص

يهدف هذا البحث إلى دراسة التأثير الذي يحدثه الارتفاع في درجة الحرارة نتيجة لوجود حريق على عمود خرساني مسلح في مبنى، حيث تم إيجاد توزيع درجات الحرارة خلال العمود الخرساني وذلك بحل المعادلة العامة للتوصيل الحراري ثلاثي الأبعاد الغير مستقر مع الزمن حلاً عددياً ومن معرفة توزيع درجات الحرارة تم وضع نموذج رياضي مبسط يمكن بواسطته معرفة تأثير ارتفاع درجات الحرارة خلال العمود على إجهاد الضغط. تم حل المعادلة الحاكمة للتوصيل الحراري ثلاثية الأبعاد بواسطة التحليل العددي (طريقة رنج-كوتا) من الرتبة الخامسة. وتم مقارنة نتائج توقعات النموذج الرياضي لتوزيع درجات الحرارة مع نتائج دراسة عملية وقد بينت نتيجة المقارنة لتوزيع درجات الحرارة المحسوبة من النموذج الرياضي توافق جيد مع القراءات العملية. وقد أظهرت هذا الدراسة أن لزيادة درجات الحرارة الناتجة عن الحريق تأثير سلبي على إجهاد الضغط للعمود الخرساني على وجه العموم خصوصاً عند درجات الحرارة أعلى من100 درجة مئوية

ABSTRACT

In this paper, a basic heat transfer model for predicting the temperature distribution through the concrete column is presented. The governing partial differential equation is approximated by using the finite difference method into a set of Ordinary Differential Equations (ODE’s). The boundary as well as initial conditions are implemented and the fifth-order Runge-Kutta method is used for integrating the resulting set of ordinary differential equations.
The model predictions for the temperature distributions are validated by using experimental data from literature. The general behaviors of the model as well as the effect of the key model parameters are investigated at length in the review. Finally, by using a correlation from the existing literature, an estimation of the reduction in the column’s compression strength is presented.
The results show that the model predictions of the temperatures distributions within the concrete column are in good agreement with the experimental data and the increase of temperature of the High Strength Concrete (HSC) column due to fire shows a considerable reduction in the column compression strength.