POŽÁRNÍ ODOLNOST OCELOVÝCH, OCELOBETONOVÝCH A DŘEVĚNÝCH KONSTRUKCÍ. Zdeněk Sokol. Velké požáry. Londýn, září 1666

Transkript

1 POŽÁRNÍ ODOLNOST OCELOVÝCH, OCELOBETONOVÝCH A DŘEVĚNÝCH KONSTRUKCÍ Zdeněk Sokol 1 Velké požáry Londýn, září

2 Velké požáry Londýn, září Velké požáry Praha, Týnský chrám, 29. července

3 Velké požáry Praha, Národní divadlo, 12. srpna The great Chicago fire začátek: neděle 8. října 1871 večer konec: úterý 10. října ráno (vytrvalý déšť) Dům O'Learyových 6 3

4 The great Chicago fire 7 The great Chicago fire 8 4

5 The great Chicago fire 9 The great Chicago fire Následky: přes 300 mrtvých lidí bez domova (celkem obyvatel) zničená plocha 6 km dlouhá a 1 km široká (celkem 8 km 2 ) zničeno 120 km ulic, budov > zničena třetina města 10 5

6 The great Chicago fire Long John Fred Gund R. A. Williams 11 Pražští hasiči 12 6

7 Sylabus 1. Úvod, požární bezpečnost 2. Zatížení při požáru 3. Teplotní analýza 4. Přestup tepla do konstrukce, chráněné a nechráněné prvky, ochrana konstrukcí proti požáru 5. Analýza konstrukce, video o požární zkoušce v Cardingtonu 6. Navrhování ocelových konstrukcí - tah, tlak, ohyb, kombinace namáhání, přípoje 7. Navrhování ocelobetonových konstrukcí - plechobetonová deska, nosníky, sloupy 8. Navrhování dřevěných konstrukcí 9. Příklad návrhu konstrukce 13 Co dále? Bakalářská práce zpravidla vychází ze zadání projektu PJ2C, které prohlubuje, tzn. podrobně zpracovává konkrétní část konstrukce posouzení požární odolnosti navržené konstrukce Magisterské studium volitelný předmět POOK pokročilé metody posuzování požární odolnosti konstrukcí Postgraduální studium??? 14 7

8 Požární bezpečnost je schopnost stavby maximálně omezit riziko vzniku a šíření požáru a zabránit ztrátám na životech a zdraví osob včetně osob provádějících požární zásah, zvířat a ztrátám na majetku v případě požáru. Stavby mají být navrženy tak, aby zůstala zachována stabilita a únosnost konstrukcí po dobu požadované požární odolností konstrukce bránily vzniku a šíření požáru a jeho zplodin mezi jednotlivými požárními úseky uvnitř stavby bránily šíření požáru mimo stavbu, například na sousední stavbu nebo její část umožňovaly bezpečnou evakuaci osob a zvířat z hořící nebo požárem ohrožené stavby na volné prostranství nebo do jiného požárem neohroženého prostoru umožnily účinný a bezpečný zásah požárních jednotek při hašení a zásahových pracích 15 Požární bezpečnost dělení na požární úseky únikové cesty odstupové vzdálenosti požárně nebezpečný prostor požární vodovod způsob vedení zásahu. nebudeme probírat statika - únosnost konstrukce při požáru 16 8

9 Trojúhelník hoření Palivo + Okysličen ení = Zplodiny hořen ení CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 0 C 3 H 8 + 5O 2 = 3CO 2 + 4H 2 0 Teplo Reakce nastane při dostatečně vysoké teplotě Palivo Kyslík 17 Průběh požáru 1: Vznik požáru zatížení čas 2: Tepelné zatížení R 3: Teplota konstrukce ocelové sloupy 4: Mechanické zatížení čas 5: Analýza konstrukce 6: Možnost zřícení 18 9

10 Průběh požáru Zvýšení teploty teplotní roztažnost + snížení tuhosti a únosnosti zvětšení deformací možnost zřícení konstrukce t = 0 min θ = 20 C t = 16 min θ = 620 C t = 22 min θ = 720 C t = 31 min θ = 850 C 19 Průběh požáru Požární prevence Teplota Požární represe Před vzplanutím Po vzplanutí teplota C Poslední možnost účinného zásahu automatického hasicího zařízení Poslední možnost účinného zásahu požární jednotky Vzplanutí Křivka přirozeného hoření Nahlášení požáru na požární stanici Detekce požáru Iniciace Čas Doutnání Rozvoj Chladnutí 20 10

11 Hašení požáru Typ aktivních protipožárních opatření Veřejná požární jednotka 100/1000 Pravděpodobnost, že se požár vymkne kontrole Sprinklery 20/1000 Podniková požární jednotka a automatická detekce požáru Sprinklery a podniková požární jednotka 10/1000 až 1/ Zabránění šíření požáru uvnitř objektu Dělení do požárních úseků Požárně dělící konstrukce Stupeň požární bezpečnosti požárního úseku ČSN EN a související ČSN Stupnice požární odolnosti stavebních konstrukcí 15, 30, 45, 60, 90, 120 a 180 minut Požadavky na požární odolnost konstrukcí stanoví ČSN , ČSN a navazující normy 22 11

12 Klasifikace konstrukcí R únosnost nebo stabilita R(t), např. R30 E celistvost E(t) I teplota na neohřívané straně I(t) W hustota tepelného toku W(t) S prostup zplodin hoření S(t) Dalších hlediska: M mechanické působení (např. náraz způsobený zřícením části konstrukce) C samouzavírací mechanismus 23 Hodnocení požární odolnosti stavebních konstrukcí Nosné konstrukce bez požárně dělící funkce R Stropní konstrukce REI Nenosné stěny uvnitř objektu EI Obvodové stěny z vnitřní strany a) u stěn zajišťujících stabilitu objektu nebo jeho částí - REW. b) u stěn nezajišťujících stabilitu objektu nebo jeho částí - EW. zvnější strany a) u stěn zajišťujících stabilitu objektu nebo jeho částí - REI. b) u stěn nezajišťujících stabilitu objektu nebo jeho částí - EI

13 Ověření spolehlivosti časem požární odolnost prvku požadovaná požární odolnost t fi,d t fi,req teplotou kritická teplota teplota prvku nebo průřezu dosažená při požáru během požadované doby požární odolnosti crit a,t pevností únosnost při požáru účinky zatížení při požáru M fi,rd M fi,sd 25 Cíl řešení 26 13

14 Literatura Wald F. a kol., Výpočet požární odolnosti stavebních konstrukcí, ČVUT Praha, 2005 Buchanan A. H., Structural Design for Fire Safety, John Wiley and Sons, Chichester 2003 Franssen J. M., Zaharia R., Design of Steel Structures Subjected to Fire, Background and Design Guide to Eurocode 3, University Liège, Děkuji za pozornost 28 14