Numeerisella analyysilla voidaan tehokkaasti ennustaa teräsrakenteiden käyttäytymistä tulipalossa

Teräsrakenteiden paloturvallisuuden arviointi on haastavaa, kallista ja riskialtista. HAMK Tech on tarttunut tähän haasteeseen kehittämällä tarkoitukseen numeerista analyysitekniikkaa FE-SFS -hankkeessa. Hankkeen lopuksi tietoa tullaan jakamaan kouluttamalla suomalaisia suunnitteluyrityksiä.

Teräsrakenteiden haavoittuvuus tulipalossa aiheuttaa merkittäviä haasteita teräsrakennesuunnittelijoille, koska rakenteen käyttäytymisestä tulipalossa on vaikea saada tarkkaa käsitystä. Palotestin suorittaminen täysimittaiselle rakenteelle valvotussa ympäristössä on haasteellista, kallista ja siihen liittyy aina omat riskinsä.

Numeerinen analyysi voi kuitenkin olla erittäin tehokasta, kun simuloidaan ja ennustetaan teräsrakenteiden käyttäytymistä tulipalossa.

FE-SFS (numeeriset analyysitekniikat teräsrakenteiden paloturvallisuussuunnittelulle) -hankkeessa HAMK Techin Teräsrakenteet-tutkimusryhmä on kehittänyt edistykselliset numeeriset analyysitekniikat rakenteiden paloanalyyseille sekä benchmarkannut ja validoinut rakenteiden palotestit käyttäen Abaqus- ja Ls-Dyna-ohjelmistoja.

Hankkeen päätavoitteisiin kuuluvat analyysitekniikan kehittäminen sekä tiedonsiirto suomalaisille suunnittelutoimistoille ja tutkijoille. Tämän hankkeen lopussa HAMK Tech tarjoaa myös koulutusta suorituskykyyn perustuvasta paloturvallisuussuunnittelusta ja edistyksellisistä analyysitekniikoista suunnitteluyrityksille Suomessa. Lisätietoa hankkeesta löydät täältä.

Tässä simulointivideossa nähdään tulipalon aiheuttaman lämmönnousun vaikutus ajan funktiona yksinkertaiseen palkki-pilarirakenteeseen.

Seuraavassa on havainnollistettu esimerkki lämmönsiirtoanalyysistä, jossa Abaqusta käytetään luonnollisen palotestin suorittamiseksi täysin kuormitetulla teräsrakenteella. Lämmönsiirtoanalyysissä lähtötietona käytetään tulipalotilanteen lämpötilaa ja generoimalla saadaan lämpötila koko rakenteessa. Rakenneanalyysi suoritettiin, jotta voitaisiin ennustaa rakenteen käyttäytyminen, kun ylitetään rakenteiden stabiliteettiraja.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• Tiedote
• Tutkimus
• HAMK Tech – tulevaisuuden teknologiaa
• Teräsrakenteet