mtnipМосковский транспорт. Наука и проектированиеMoscow Transport. Science and Designn3034-5162ГБУ НИИ "МосТрансПроект"mtnip-5Research ArticleСТРОИТЕЛЬСТВОCONSTRUCTIONЭкспериментальная оценка огнестойкости сжатых элементов из легкого высокопрочного бетона для зданий и сооружений транспортного комплексаExperimental Assessment of the Fire Resistance of Compressed Elements Made of Lightweight High-Strength Concrete for Buildings and Structures of a Transport Complexhttps://orcid.org/0000-0002-0906-716XФедоровВ. С.FedorovV. S.

Федоров Виктор Сергеевич академик Российской академии архитектуры и строительных наук, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой«Строительные конструкции, здания и сооружения»

127994, ГСП-4, г. Москва, ул. Образцова, д. 9, стр. 9

Fedorov Viktor Sergeevich Academician of the Russian Academy of Architecture and Construction Sciences, Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of theDepartment of «Building Structures, Buildings andFacilities»

127994, GSP-4, Moscow, Obraztsova Street, 9, building 9

fvs_skzs@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0007-8451-2503АсмаловскийД. Р.AsmalovskyD. R.

Асмаловский Даниил Романович аспирант кафедры «Строительные конструкции, здания и сооружения»

127994, ГСП-4, г. Москва, ул. Образцова, д. 9, стр. 9

Asmalovsky Daniil Romanovich PhD Student of the Department of «Building Structures, Buildings and Facilities»

127994, GSP-4, Moscow, Obraztsova Street, 9, building 9

dan.asmall2609@yandex.ruРоссийский университет транспортаРоссияRussian University of TransportRussian Federation202505042025013342Copyright © Федоров В.С., Асмаловский Д.Р., 20252025Федоров В.С., Асмаловский Д.Р.Fedorov V.S., Asmalovsky D.R.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://mtnip.elpub.ru/jour/article/view/5

В статье рассматривается методология и планирование эксперимента для оценки огнестойкости сжатых элементов, изготовленных из легкого высокопрочного бетона для применения в зданиях и сооружениях транспортного комплекса. Легкий высокопрочный бетон представляет собой инновационный строительный материал, который сочетает в себе высокую прочность и низкую плотность, что делает его крайне перспективным для использования в большепролетных балках. Однако его поведение в условиях пожара при резкорежимном воздействии высокой температуры не изучено. В статье описываются ключевые аспекты планирования эксперимента, включая выбор методов испытаний, подготовку образцов, определение параметров нагрузки и температурного режима. Особое внимание уделяется методам измерения и анализа данных, которые позволяют оценить изменения механических свойств материала при воздействии огня. Результаты исследования имеют важное значение для разработки нормативных документов и стандартов, а также для повышения безопасности строительных конструкций в условиях пожара.

This paper deals with the methodology and experiment planning to evaluate the fire resistance of compressed members made of lightweight high-strength concrete. Lightweight high-strength concrete is an innovative construction material that combines high strength and low density, which makes it extremely promising for use in various structures. However, its behavior when exposed to high temperatures remains poorly understood. The paper describes key aspects of experiment planning, including the selection of test methods, specimen preparation, and determination of loading and temperature parameters. Particular attention is paid to the methods of measurement and data analysis, which allow estimation of changes in the mechanical properties of the material when exposed to fire. The results of the study have important implications for the development of regulations and standards, as well as for improving the safety of building structures under fire conditions.

легкий высокопрочный бетоногнестойкостьсжатые элементымеханические свойствапожарная безопасностьтемпературный режимlightweight high-strength concretefire resistancecompressed elementsmechanical propertiesfire safetytemperature conditionsReferencesВаракин М. Ю. Особенности применения современных видов бетона в транспортном строительстве / М. Ю. Варакин, И. Г. Овчинников // Транспортные сооружения. — 2020. — Т. 7. — № 2. — С. 19. — DOI 10.15862/22SATS220. — EDN NVKHEG.Varakin, M. Yu. Osobennosti primeneniya sovremennykh vidov betona v transportnom stroitel’stve / M. Yu. Varakin, I. G. Ovchinnikov // Transportnyye sooruzheniya. – 2020. – T. 7, № 2. – S. 19. – DOI 10.15862/22SATS220. – EDN NVKHEG. [Varakin, M. Yu. Features of Modern Concrete Types Application in Transport Construction / M. Yu. Varakin, I. G. Ovchinnikov // Transport Structures. – 2020. – Vol. 7, № 2. – P. 19. – DOI 10.15862/22SATS220. – EDN NVKHEG.]Fedorov V. S., Levitsky V. E. Modeling of concrete thermal power resistance during the high-temperature heating // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Novosibirsk, 2018. С. 012041.Fedorov V.S., Levitsky V.E. Modeling of concrete thermal power resistance during the high-temperature heating // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Novosibirsk, 2018. p. 012041.Федоров В. С., Левитский В. Е. Эффект повышения деформативности бетона в условиях кратковременного нестационарного нагрева под нагрузкой // Вестник центрального регионального отделения Российской академии архитектуры и строительных наук, 2005. — С. 125–129.Fedorov V.S., Levitskiy V.E. Effekt povysheniya deformativnosti betona v usloviyakh kratkovremennogo nestatsionarnogo nagreva pod nagruzkoy // Vestnik tsentral’nogo regional’nogo otdeleniya Rossiyskoy akademii arkhitektury i stroitel’nykh nauk, 2005. s. 125-129. [Fedorov V.S., Levitsky V.E. Effect of Increasing Concrete Deformability Under Short-Term Non-Stationary Heating Under Load // Bulletin of the Central Regional Branch of the Russian Academy of Architecture and Construction Sciences, 2005. pр. 125-129.]Buchanan A. H. Structural design for fire safety, 2002.Buchanan A.H. Structural design for fire safety, 2002.Purkiss J. A. Fire safety engineering design of structures // Butterworth-Heinemann, Oxoford, UK, 2007.Purkiss J.A. Fire safety engineering design of structures // Butterworth-Heinemann, Oxford, UK, 2007.Kodur V. R. and Raut N. Performance of concrete structures under fire hazard: emerging trends // The Indian Concrete Journal, 2010. Vol. 84 (2). — P. 23–31.Kodur V.R. and Raut N. Performance of concrete structures under fire hazard: emerging trends // The Indian Concrete Journal, 2010. Vol. 84(2). pp. 23–31.Venkatesh Kodur. Properties of Concrete at Elevated Temperatures, 2014.Kodur Venkatesh. Properties of Concrete at Elevated Temperatures, 2014.Standardtest methods for fire tests of building construction and materials, 2008.Standard test methods for fire tests of building construction and materials, 2008.“Fire design of concrete structures — materials, structures and modelling, 2007.Fire design of concrete structures— materials, structures and modelling, 2007.Kodur V. K. R., Wang T. C., a n d Cheng F. P. Predicting the fire resistance behaviour of high strength concrete columns // Cement and Concrete Composites, 2004. — Vol. 26 (2). — P. 141–153.Kodur V.K.R., Wang T.C., and Cheng F.P. Predicting the fire resistance behaviour of high strength concrete columns. // Cement and Concrete Composites, 2004. Vol. 26(2). pp. 141–153.Kodur V., M. Dwaikat, and N. Raut. Macroscopic FE model for tracing the fire response of reinforced concrete structures // Engineering Structures, 2009. — Vol. 31 (10). — P. 2368–2379.Kodur V., Dwaikat M., and Raut N. Macroscopic FE model for tracing the fire response of reinforced concrete structures. // Engineering Structures, 2009. Vol. 31(10). pp. 2368–2379.Fedorov V. S., Levitsky V. E. , Isaeva E. A. Basic principles in the theory of force and thermal force resistance of concrete. // Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings, 2022. — Т. 18. — № 6. — С. 584– 596.Fedorov V.S., Levitsky V.E., Isaeva E.A. Basic principles in the theory of force and thermal force resistance of concrete. // Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings, 2022. Vol. 18. № 6. pp. 584-596.Левитский В. Е. Деформативные характеристики нагруженного бетона при нестационарном нагреве // Строительство и реконструкция. — 2024. № 1 (111). — С. 64–77.Levitskiy V. E. Deformativnyye kharakteristiki nagruzhennogo betona pri nestatsionarnom nagreve. // Stroitel’stvo i rekonstruktsiya, 2024. №1 (111). s. 64-77. [Levitsky V.E. Deformation Characteristics of Loaded Concrete Under Non-Stationary Heating. // Construction and Reconstruction, 2024. №1 (111). p. 64-77.]Король О. А. Экспериментальные исследования трехслойных стеновых панелей с наружными слоями из конструкционного бетона и средним слоем из бетона низкой теплопроводности / О. А. Король, Е. Н. Дегаев // Строительство и архитектура. — 2023. — Т. 11. — № 4. — С. 5. — DOI 10.29039/2308–0191–2023–11–4–5–5. — EDN LMXBIR.Korol’, O. A. Eksperimental’nyye issledovaniya trekhsloynykh stenovykh paneley s naruzhnymi sloyami iz konstruktsionnogo betona i srednim sloyem iz betona nizkoy teploprovodnosti / O. A. Korol’, E. N. Degayev // Stroitel’stvo i arkhitektura. – 2023. – T. 11, № 4. – S. 5. – DOI 10.29039/2308-0191-2023-11-4-5-5. – EDN LMXBIR. [Korol, O. A. Experimental Studies of Three-Layer Wall Panels with Structural Concrete Outer Layers and Low Thermal Conductivity Concrete Middle Layer / O. A. Korol, E. N. Degaev // Construction and Architecture. – 2023. – Vol. 11, № 4. – P. 5. – DOI 10.29039/2308-0191-2023-11-4-5-5. – EDN LMXBIR.]Сугрова В. Е. Современные методы конструктивной огнезащиты зданий транспортной инфраструктуры / В. Е. Сугрова, П. А. Матвиенко // Современное состояние, проблемы и перспективы развития отраслевой науки: материалы Всероссийской конференции с международным участием. Москва, 23–24 ноября 2017 года. — М.: Перо, 2017. — С. 70–75. — EDN VPGJYI.Sugrova, V. E. Sovremennyye metody konstruktivnoy ognezashchity zdaniy transportnoy infrastruktury / V. E. Sugrova, P. A. Matviyenko // Sovremennoye sostoyaniye, problemy i perspektivy razvitiya otraslevoy nauki: Materialy Vserossiyskoy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiyem, Moskva, 23–24 noyabrya 2017 goda. – Moskva: Izdatel’stvo «Pero», 2017. – S. 70-75. – EDN VPGJYI. [Sugrova, V. E. Modern Methods of Structural Fire Protection for Transport Infrastructure Buildings / V. E. Sugrova, P. A. Matvienko // Current State, Problems and Prospects for Industry Science Development: Proceedings of the All-Russian Conference with International Participation, Moscow, November 23-24, 2017. – Moscow: «Pero» Publishing House, 2017. – P. 70-75. – EDN VPGJYI.]Пожарная безопасность: современные вызовы. Проблемы и пути решения: материалы Всероссийской научно-практической конференции, Санкт-Петербург, 18 апреля 2024 года. — Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский университет государственной противопожарной службы МЧС России им. Героя Российской Федерации генерала армии Е. Н. Зиничева, 2024. — EDN NAHKOW.Pozharnaya bezopasnost’: sovremennyye vyzovy. Problemy i puti resheniya: Materialy Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, Sankt-Peterburg, 18 aprelya 2024 goda. – Sankt Peterburg: Sankt-Peterburgskiy universitet gosudarstvennoy protivopozharnoy sluzhby MCHS Rossii im. Geroya Rossiyskoy Federatsii generala armii E.N. Zinicheva, 2024. – 142 s. – ISBN 978 5-907724-81-5. – EDN NAHKOW. [Fire Safety: Modern Challenges. Problems and Solutions: Proceedings of the All-Russian Scientific and Practical Conference, St. Petersburg, April 18, 2024. – St. Petersburg: St. Petersburg Universityof State Fire Service of EMERCOM of Russia named after Hero of the Russian Federation Army General E.N. Zinichev, 2024. – 142 p. – ISBN 978 5-907724-81-5. – EDN NAHKOW.]Кружнова А. А. Анализ причин и последствий отказов с использованием FMEA методологии при производстве железобетонных конструкций // Студенческий форум. — 2021. — № 16–1 (152). — С. 34–35. — EDN BOJTDA.Kruzhnova, A. A. Analiz prichin i posledstviy otkazov s ispol’zovaniyem FMEA metodologii pri proizvodstve zhelezobetonnykh konstruktsiy / A. A. Kruzhnova // Studencheskiy forum. – 2021. – № 16-1(152). – S. 34-35. – EDN BOJTDA. [Kruzhnova, A. A. Analysis of Failure Causes and Consequences Using FMEA Methodology in Reinforced Concrete Structures Production / A. A. Kruzhnova // Student Forum. – 2021. – № 16-1(152). – P. 34-35. – EDN BOJTDA.]Патент № 2809739 C1 Российская Федерация, МПК B01J 2/02. Способ электростатической грануляции сероцемента: № 2023112438: заявл. 11.05.2023: опубл. 15.12.2023 / Н. В. Купчикова, Р. И. Шаяхмедов, Т. В. Золина; заявитель: Государственное автономное образовательное учреждение Астраханской области высшего образования Астраханский государственный архитектурно-строительный университет. — EDN TSFRDA.Patent № 2809739 C1 Rossiyskaya Federatsiya , MPKB01J2/02 . Sposob elektrostaticheskoy granulyatsii serotsementa : № 2023112438 : zayavl. 11.05.2023 : opubl. 15.12.2023 / N. V. Kupchikova, R. I. Shayakhmedov, T. V. Zolina ; zayavitel’ Gosudarstvennoye avtonomnoye obrazovatel’noye uchrezhdeniye Astrakhanskoy oblasti vysshego obrazovaniya Astrakhanskiy Gosudarstvennyy Arkhitekturno Stroitel’nyy Universitet. – EDN TSFRDA. [Patent № 2809739 C1 Russian Federation, IPC B01J 2/02. Method for Electrostatic Granulation of Sulfur Cement : № 2023112438 : filed 11.05.2023 : publ. 15.12.2023 / N. V. Kupchikova, R. I. Shayakhmedov, T. V. Zolina ; applicant State Autonomous Educational Institution of Higher Education Astrakhan State University of Architecture and Civil Engineering, Astrakhan Region. – EDN TSFRDA.]Федоров В. С. Комплексная модель управления обеспечением пожарной безопасности высотных зданий / В. С. Федоров, Н. В. Купчикова, А. С. Реснянская // Инновационное развитие регионов: потенциал науки и современного образования: материалы VI Национальной научно-практической конференции с международным участием, приуроченной ко Дню российской науки. Астрахань, 08–09 февраля 2023 года / Под общ. ред. Т. В. Золиной. — Астрахань: Астраханский государственный архитектурно-строительный университет, 2023. — С. 14–25. — EDN SFLRPB.Fedorov, V. S. Kompleksnaya model’ upravleniya obespecheniyem pozharnoy bezopasnosti vysotnykh zdaniy / V. S. Fedorov, N. V. Kupchikova, A. S. Resnyanskaya // Innovatsionnoye razvitiye regionov: potentsial nauki i sovremennogo obrazovaniya : Materialy VI Natsional’noy nauchno-prakticheskoy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiyem, priurochennoy ko Dnyu rossiyskoy nauki, Astrakhan’, 08–09 fevralya 2023 goda / Pod obshchey redaktsiyey T.V. Zolinoy. – Astrakhan’: Astrakhanskiy gosudarstvennyy arkhitekturno-stroitel’nyy universitet, 2023. – S. 14-25. – EDN SFLRPB. [Fedorov, V. S. Comprehensive Management Model for Fire Safety Provision in High-Rise Buildings / V. S. Fedorov, N. V. Kupchikova, A. S. Resnyanskaya // Innovative Regional Development: Potential of Science and Modern Education: Proceedings of the VI National Scientific and Practical Conference with International Participation, Dedicated to Russian Science Day, Astrakhan, February 08-09, 2023 / Under general editorship of T.V. Zolina. – Astrakhan: Astrakhan State University of Architecture and Civil Engineering, 2023. – P. 14 25. – EDN SFLRPB.]Купчикова Н. В. Причины длительных деформаций бетона сооружений в природных климатических условиях юга России / Н. В. Купчикова, В. Н. Ланг // Инновационное развитие регионов: потенциал науки и современного образования: материалы VI Национальной научно-практической конференции с международным участием, приуроченной ко Дню российской науки, Астрахань, 08–09 февраля 2023 года / Под общ. ред. Т. В. Золиной. — Астрахань: Астраханский государственный архитектурно-строительный университет, 2023. — С. 265–273. — EDN LBJPRS.Kupchikova, N. V. Prichiny dlitel’nykh deformatsiy betona sooruzheniy v prirodnykh klimaticheskikh usloviyakh yuga Rossii / N. V. Kupchikova, V. N. Lang // Innovatsionnoye razvitiye regionov : potentsial nauki i sovremennogo obrazovaniya : Materialy VI Natsional’noy nauchno-prakticheskoy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiyem, priurochennoy ko Dnyu rossiyskoy nauki, Astrakhan’, 08–09 fevralya 2023 goda / Pod obshchey redaktsiyey T.V. Zolinoy. – Astrakhan’: Astrakhanskiy gosudarstvennyy arkhitekturno-stroitel’nyy universitet, 2023. – S. 265-273. – EDN LBJPRS. [Kupchikova, N. V. Causes of Long-Term Concrete Deformations in Structures Under Natural Climatic Conditions of Southern Russia / N. V. Kupchikova, V. N. Lang // Innovative Regional Development: Potential of Science and Modern Education: Proceedings of the VI National Scientific and Practical Conference with International Participation, Dedicated to Russian Science Day, Astrakhan, February 08-09, 2023 / Under general editorship of T.V. Zolina. – Astrakhan: Astrakhan State University of Architecture and Civil Engineering, 2023. – P. 265 273. – EDN LBJPRS.]

The authors declare that there are no conflicts of interest present.