Spřažené ocelobetonové konstrukce požární návrh. Prof.J.Studnička, ČVUT Praha

Transkript

1 Spřažené ocelobetonové konstrukce požární návrh Prof.J.Studnička, ČVUT Praha

2 Pevnostní charakteristiky stavebních materiálů se s rostoucí teplotou zhoršují k = vlastnost při teplotě θ vlastnost při teplotě 20 C

3 Závislost součinitele k na teplotě 1,0 0,8 k max, θ 0,6 k c,lehký, θ 0,4 k E, θ k c, normal, θ 0,2 0 k p, θ θ a, C

4 Jak stanovit únosnost konstrukce při požáru? Zkouškami (věrohodné, drahé, výsledky platí jen pro zkoušený prvek) Výpočtem (různé úrovně přesnosti, relativně levné, lze propočítat více variant a tak optimalizovat návrh)

5 Standardizované výpočty ČSN P ENV : platí od roku 1996 EN : schválena 2003, nyní se překládá do češtiny a převezme se do ČSN EN se od ENV nijak výrazně neliší, jedná se výhradně o zpřesnění formulací atd.

6 Výpočty podle evropské normy Zcela jednoduché (tabulky) pro typické konstrukce Jednoduché (lze dělat ručně) Pokročilé (software)

7 Tabulky Nosníky: Sloupy:

8 Nosník s deskou Podmínky pro použití: c A = b. e f A A s f e w b eff b u 2 u 1 e f h c h deska h c 120 mm b eff 5 m ocelový průřez b/e w 15 e f /e w 2 přídavná výztuž A s /(A s + A c ) 0,05 Minimální rozměry pro úroveň zatížení h fi, t 0,3 Minimální b v mm a přídavná výztuž A s ve vztahu k ploše pásnice A s /A f h 0,9 min b h 1,5 min b h 2,0 min b Normová požární odolnost R 30 R 60 R 90 R 120 R /0,0 60/0,0 60/0,0 100/0,0 100/0,0 100/0,0 170/0,0 150/0,0 150/0,0 200/0,0 180/0,0 180/0,0 260/0,0 240/0,0 240/0,0

9 Obetonovaný sloup H Požadavky na obetonovaný H profil sloupu c c u s h c Normová požární odolnost u s bc R 30 R 60 R 90 R 120 R 180 R Minimální rozměry hc a bc, v mm Minimální krytí ocelového profilu c, v mm Minimální osová vzdálenost výztuže us, mm (20) nebo 2.1 Minimální rozměry hc a bc, v mm Minimální krytí ocelového profilu c, v mm Minimální osová vzdálenost výztuže us, mm - (20) (20) Poznámka: Hodnota v závorce ( ) se musí zkontrolovat podle normy (EN : 2004)

10 Sloup H s betonem mezi pásnicemi Požadavky na sloup H profilu s vybetonováním mezi pásnicemi A c e f A s u s h Normová požární odolnost e w b u s e w /e f 0,5 R 30 R 60 R 90 R 120 Minimální rozměry pro úroveň zatížení η fi,t 0,28 Minimální rozměry h a b, v mm Minimální krytí výztuže us, v mm Minimální poměr vyztužení As / (Ac + As) v %

11 Dutý sloup vyplněný betonem Požadavky na dutý sloup vyplněný betonem A c A s Normová požární odolnost e b u s us e d u s 1 b/e 25 d/e 25 R 30 R 60 R 90 R 180 R 180 Minimální rozměry pro úroveň zatížení η i,t 0, Minimální h a b nebo minimální d, v mm Minimální vyztužení A s / (Ac + As) v % 0 1,5 3,0 6,0 6,0 1.3 Minimální vzdálenost výztuže us, v mm

12 Jednoduché výpočty Založeny na přibližném výpočtu šíření teploty v průřezu Pro známé teploty jsou známy všechny pevnostní vlastnosti Z nich se vypočítá únosnost (v ohybu, v tlaku) Ze známého zatížení lze vypočítat dobu, za kterou se dosáhne únosnosti (doba požární odolnosti)

13 Průběh teploty ve spřaženém nosníku h h c b eff b 2 e w b 1 h w e 2 e 1 h u θ c( x) θ 2 θ w θ 1 f f f f a,max, θ 2 /γ M,fi,a a,max, θ w /γ M,fi,a a,max, θ 1 /γ M,fi,a c,20 C θ /γ M,fi,c y T T + F + y F

14 Redukovaný průřez pro výpočet Rozdělení napětí v betonu Rozdělení napětí v oceli b fi u s,3 u s 2 b eff b c x e w b fi e f h c h u s u 1,2 1 3 b

15 Redukovaný průřez sloupu b z u 1 e ef b c,fi y h h w,fi b c,fi u 2 e w

16 Složité výpočty Programy pro řešení konstrukčních prvků nebo celých požárních úseků

17 Příklady staveb Domy IPB Real v Praze - Strašnicích Commerzbank Frankfurt (Německo) Jin Mao (Šanghaj)

18 Domy ve Strašnicích

19 Domy ve Strašnicích

20 Domy ve Strašnicích

21 Domy ve Strašnicích

22 Domy ve Strašnicích

23 Commerzbank Frankfurt

24 Commerzbank Frankfurt

25 Commerzbank Frankfurt

26 Jin Mao Building (4.nejvyšší budova světa)

27 Jin Mao (380 m)

28 Jin Mao (Šanghaj)