Požární odolnost betonových konstrukcí

Transkript

1 Požární odolnost betonových konstrukcí K.B.K. fire, s.r.o. Heydukova 1093/ Ostrava - Přívoz Ing. Petr Bebčák, Ph.D. Tel bebcakp@kbkfire.cz

2 Základním ukazatelem, který vyplývá z kodexu norem požární bezpečnosti ve vztahu ke stavebním konstrukcím je pojem požární odolnost stavební konstrukce. Požární odolnost stavebních konstrukcí je doba v minutách, po kterou jsou stavební konstrukce schopny odolávat účinkům požáru podle normou definovaných podmínek a kritérií, aniž by došlo k porušení jejich funkce specifikované mezními stavy požární odolnosti. Požární odolnost konstrukce se vztahuje zejména k nosným a požárně dělícím konstrukcím a to ke stěnám, stropům, střešním konstrukcím, nosníkům a sloupům, obvodovým stěnám, požárním uzávěrům a klapkám, vzduchotechnickým potrubím, zavěšeným podhledům atd. Stanovení požární odolnosti stavebních konstrukcí se provádí na základě zkoušek, případně výpočtem, nebo kombinací těchto metod.

3 Dle kodexu norem požární bezpečnosti staveb jsou mezní stavy požární odolnosti jednotlivých druhů stavebních konstrukcí definovány takto: R E nosnost celistvost Mezní stavy požární odolnosti I W S M C izolační schopnost mezní teploty na neohřívaném povrchu izolační schopnost mezní hustota tepelného toku z neohřívané strany odolnost proti průniku kouře odolnost proti mechanickému poškození opatření samouzavíracím zařízením Tyto mezní stavy požární odolnosti se vztahují na všechny konstrukce mající požárně dělící funkci

4 Na dosažení mezních stavů požární odolnosti stavebních konstrukcí má pochopitelně vliv časový průběh požáru a to zejména nárůstu teplot při konkrétním požáru, který je různý a závisí na mnoha proměnných a to zejména na povaze hořlavého materiálu, jeho výhřevnosti, uložení, větrání při požáru, konstrukčním a architektonickém řešení objektu, meteorologických podmínkách atd. Vzhledem k těmto skutečnostem jsou mezinárodně jednotně stanoveny průběhy požáru dle teplotních křivek dle ČSN EN a ČSN EN V současné době jsou do soustavy českých norem zavedeny následující základní normy pro zkoušení požární odolnosti: ČSN EN Zkoušení požární odolnosti Část 1: Základní požadavky

5 ČSN EN Zkoušení požární odolnosti Část 2: Alternativní a doplňkové postupy ČSN EN Zkoušení požární odolnosti nenosných prvků Část 1: Stěny ČSN EN Zkoušení požární odolnosti nenosných prvků Část 2: Podhledy ČSN EN Zkoušení požární odolnosti nosných prvků Část 1: Stěny ČSN EN Zkoušení požární odolnosti nosných prvků Část 2: Stropy a střechy ČSN EN Zkoušení požární odolnosti nosných prvků Část 3: Nosníky ČSN EN Zkoušení požární odolnosti nosných prvků Část 4: Sloupy

6 Evropské normy pro stanovení požární odolnosti stavebních konstrukcí EN a EN : ČSN EN zavádí čtyři druhy tepelného namáhání zkušebního vzorku ve zkušební peci a to: Teplotní normová křivka je definována vztahem: T = 345 log 10 (8t + 1) + 20 kde: T je průměrná teplota v peci ve stupních Celsia, t čas v minutách. Uhlovodíková teplotní křivka je definována vztahem: T = 1080 [1-0,325 e -0,167 t - 0,675 e -2,5 t ] + 20 kde T průměrná teplota v peci ve stupních Celsia, t čas v minutách.

7 Teplotní křivka vnějšího požáru je definována vztahem: T = 660 [1-0,687 e -0,32 t - 0,313 e -3,8 t ] + 20 kde T průměrná teplota v peci ve stupních Celsia, t čas v minutách. Teplotní křivka pomalého zahřívání je definována vztahy: pro 0 < t 21 T = 154 t 0, pro t > 21 T = 345 log 10 (8 (t - 20) + 1) + 20 kde T průměrná teplota v peci ve stupních Celsia, t čas v minutách.

8 teplota [ C] teplota [ C] Stavební řešení Volba teplotního namáhání stavebních konstrukcí při požáru Teplotní křivky čas [min] Normová křivka Uhlovodíková křivka Křivka vnějšího požáru Křivka pomalého zahřívání RWS křivka Průběh RWS křivky RWS čas [min]

9

10 Zkouška požární odolnosti Ve zkušebních laboratořích v Batizovcích firmy FIRES, s.r.o. byla vykonána zkouška odolnosti výseku nosné železobetonové stěny tunelu. Vzorek mel rozměry 3000 x 3000 x 350 m, byl vyroben ze stejného betonu jako definitivní ostění tunelu (C30/37 s přídavkem PP vláken, výztuž R) Zkušební vzorek byl zatížen silou 1000 kn působící na horní hranu vzorku. Výsledkem zkoušky bylo vyhodnocení: nosnost min bez porušení celistvost 181 min bez porušení

11

12 Stanovení požární odolnosti betonových konstrukcí podle ČSN EN v závislosti na rozměru konstrukce a vrstvě krytí ocelové výztuže: -železobetonových sloupů -betonových nenosných stěn s výztuží i bez -nosných železobetonových stěn -prostě podepřených nosníků z ŽB a předpjatého betonu -spojitých nosníků z ŽB a předpjatého betonu Literatura: Hodnoty požární odolnosti stavebních konstrukcí podle Eurokodů. Roman Zoufal a kolektiv