Bevezetés

Annak ellenére, hogy cikkünk a termikus modellezéssel foglalkozik, nem tudjuk megkerülni az egyes szerkezeti anyagok tartószerkezeti viselkedésének érintőleges bemutatását, annak érdekében, hogy a szolgáltatott eredményeket megfelelő módon lehessen alkalmazni, valamint a kidolgozott nomogramokat is csak az észszerű határok között közöljük és értelmezzük. Mivel a közölt eredmények nem csupán a tervezés során alkalmazhatók, hanem akár a tűzeseti diagnosztika kezdő lépéseként a tűzterhelt falazat károsodási mértékének megállapítására, így olyan újszerű görbéket is megalkotunk a vasbeton falazatok vizsgálatához, amelyeket lehűlési szakasszal rendelkező tűzgörbék esetén lehet eredményesen alkalmazni, hiszen ezeknél a falazat belsejében az akkumulálódott hőmérséklet még a beljebb lévő zónákat tovább melegíti és azokban a lezajlódó kémiai folyamatok miatt további maradó szilárdságveszteség alakulhat ki. Hasonló módon, mint cikkünk első részében, itt is anyaguk szerint két fejezetben tárgyaljuk a fém- és betonszerkezetű falazatok kérdéskörét.

Öntöttvas és szénacél alagútfalazatok felmelegedésének vizsgálata

Cikkünk első részében az alkalmazott egyszerűsítések révén a fémszerkezetek felmelegedésére az 1. képlet szerinti összefüggést kaptuk.
ahol:
Δθa,t: a szénacél hőmérsékletének megváltozása [°C],
ca: a szénacél fajhője [J/kgK],
ρa: a szénacél sűrűsége [kg/m³],
Am/V: a profiltényező [1/m],
hnet,d: a hőáram egységnyi felületre jutó tervezési értéke [W/m²],
Δt: az időlépés nagysága [s].
Kutatásunk során elkészítettünk egy olyan MS Excel környezetbe implementált számítási eljárást, amelynek segítségével a tervezést segítő nomogramok előállítása a vizsgált szerkezeti anyagok és előíró módszer szerinti tűzgörbék esetén automatizálható. Ezt a számítási kapacitást kihasználva cikkünkben az alábbi tűzgörbékhez biztosítunk méretezési vonalsereget:

• szabványos tűzgörbe (1. ábra),
• szénhidrogén- és módosított szénhidrogéntűz-görbe (2. ábra és 3. ábra),
• RABT-ZTV közúti és RABT-ZTV vasúti tűzgörbe (4. ábra és 5. ábra),
• RWS alagúttűzgörbe (6. ábra).

A teljesítményen alapuló tűzfolyamatok esetén a paraméterek sokasága miatt a nomogramok kidolgozásának nincs létjogosultsága.

A nomogramokon az egyes görbeseregek az Am/V paraméter alapján kerültek előállításra. A profiltényező 10 és 400 [1/m] közötti értéket vesz fel minden esetben a grafikonokon. A szabvány [1] alapján Am/V értéke nem lehet kisebb, mint 10 [1/m]. Annak érdekében, hogy megkönnyítsük a profiltényező felvételét a speciális geometriájú tübbingelemeknél, javasoljuk, hogy annak meghatározásakor az alábbi módon járjon el a vizsgálatot végző:
1. A tübbinget ossza fel elemi lemezszegmensekre.
2. A lemezszegmenseknél határozza meg az arra vonatkozó elemi tűznek kitett kerületet (Ai) és az elemi keresztmetszeti területet (Vi).
3. Az elemi jellemzők alapján állítsa elő a tübbingre jellemző profiltényezőt.
Ennek a megoldásnak a nagy előnye, hogy olyan jól definiált lemezmezőkkel dolgozhatunk, amelyekre az egyes tényezők meghatározása a 7. ábra szerint könnyen elvégezhető. Ha a biztonság javára tett közelítésként elhanyagoljuk a lemezek egymáshoz történő csatlakozását, akkor két alapesetre egyszerűsíthetjük a vizsgálatunkat:

• négy oldalán tűznek kitett lemez,
• három oldalán tűznek kitett lemez.