Программа ELCUT обеспечивает расчет огнестойкости с точки зрения определения времени достижения максимально допустимой температуры.
Рассмотрим задачу из монографии К. Ф. Фокина "Строительная теплотехника ограждающих частей здания", пример 21. Во времена написания книги для расчета температур при нестационарном режиме теплопередачи применялся ручной счет методом конечных разностей.
Колонна из ж/б сечением 300х300 мм подвергается со всех сторон воздействию высокой температуры во время пожара. Арматура находится на расстоянии 50 мм от граней. За предельное состояние принимается такая ситуация, когда средняя температура арматуры достигает 500 °С.
Коэффициент теплопроводности бетона 1.3 Вт/(м*°С), удельная теплоемкость 838 Дж/кг*°С, плотность 2200 кг/куб. м
Начальная температура конструкции - 18 °C, эффективный коэффициент теплопередачи тепла конвекцией от воздуха к колонне с учетом излучения равен 27.9 Вт/кв. м * °С
Нарастание температуры окружающего воздуха в монографии задано табличным способом и не соответствует графику температуры при стандартном пожаре.
Аппроксимируем табличные значения степенной функцией методом наименьших квадратов, поскольку изменение граничных условий в ELCUT задается формулами.
T = To + k*t^a,
здесь T - текущая температура, °C
Tо - начальная температура, 300 °С, t - время в мин
По расчету методом наименьших квадратов получаем k = 222.2, a = 0.241
Результаты расчета
На рисунке ниже температурное поле через 2 часа.
График температуры через 2 часа по линии AB
Таким образом средняя температуры арматуры (точки A и C) примерно через 2 часа достигает 500 °С
Огнестойкость колонны соответствует 2 часам