12.1 Návrhové hodnoty vlastností materiálu

Transkript

1 12 Prvy za požáru Chování prvů ze dřeva a materiálů na bázi dřeva při požáru není možné jednoduše popsat. Odlišuje se chování při rozhořívání a při plně rozvinutém požáru. Při rozhořívání se uplatní hořlavost materiálu, stupeň jeho zápalnosti, rychlost šíření ohně/plamene na jeho povrchu a míra předávání tepla. Plně rozvinutý požár představuje ázi po vzplanutí, dy jsou všechny hořlavé materiály zachváceny ohněm. Požadavy na materiály během této áze jsou zaměřeny na jejich schopnost zachovat si své mechanicé vlastnosti a omezovat oheň na oblast jeho vzniu, aby nedocházelo šíření ohně nebo ouře a působení příliš vysoých teplot na straně odvrácené ohni, teré by mohly vést nepřímému přenosu požáru na sousední části onstruce. Schopnost odolávat plnému požáru je obecně označována jao požární odolnost. Tato schopnost může být přiřazena onstručnímu prvu, nioliv materiálu Návrhové hodnoty vlastností materiálu Pro ověření mechanicé odolnosti prvů vystavených účinům požáru se musí návrhové hodnoty pevnostních a tuhostních vlastností určovat ze vztahů: 20 d,i = mod,i (12.1) S d,i = mod,i S M,i 20 M,i (12.2) de d,i je návrhová pevnost při požáru; S d,i návrhová tuhostní vlastnost (modul pružnosti E d,i nebo modul pružnosti ve smyu G d,i ) při požáru; % vantil pevnostní vlastnosti při běžné teplotě; S % vantil tuhostní vlastnosti (modul pružnosti nebo modul pružnosti ve smyu) při běžné teplotě; mod,i modiiační součinitel pro požár; M,i dílčí součinitel spolehlivosti při požáru. Modiiační součinitel pro požár mod,i zohledňuje reduci pevnostních a tuhostních vlastností při zvýšených teplotách a nahrazuje modiiační součinitel pro navrhování při běžné teplotě mod. Doporučený dílčí součinitel spolehlivosti vlastnosti materiálu při požáru je M,i = 1,0. 20% vantil pevnostní nebo tuhostní vlastnosti se má vypočítat tato: 20 i (12.3) S20 i S05 (12.4) de 20 je 20 % vantil pevnostní vlastnosti při běžné teplotě; S % vantil tuhostní vlastnosti (modul pružnosti nebo modul pružnosti ve smyu) při běžné teplotě; S 05 5 % vantil tuhostní vlastnosti (modul pružnosti nebo modul pružnosti ve smyu) při běžné teplotě; i uveden v tab

2 Tab Hodnoty i i Rostlé dřevo 1,25 Lepené lamelové dřevo 1,15 Desy na bázi dřeva 1,15 LVL 1,1 Spoje se spojovacími prostředy ve střihu s bočními prvy ze dřeva a dese na bázi dřeva 1,15 Spoje se spojovacími prostředy ve střihu s bočními prvy z oceli 1,05 Spoje s osově zatíženými spojovacími prostředy 1, Návrhové hodnoty účinu zatížení Účine zatížení se má určovat pro čas t 0 při použití ombinačních součinitelů 1,1 nebo 2,1 podle EN :2002, ap Zjednodušeně může být účine zatížení E d,i stanoven z analýzy pro běžnou teplotu tato: E E (12.5) d,i i d de E d je návrhový účine zatížení při navrhování na běžnou teplotu pro záladní ombinaci zatížení, viz EN 1990; i je reduční součinitel pro návrhové zatížení při požární situaci. Reduční součinitel i pro ombinaci zatížení (6.10) v EN 1990:2002 se má uvažovat tato: G i Q,1 i G Q G Q,1,1 (12.6) nebo, pro ombinace zatížení (obr a) a (obr b) v EN 1990:2002, jao nejmenší hodnota zísaná z následujících dvou vztahů: G i Q,1 i G Q G Q,1,1 (12.7a) G Q i G i,1 Q G Q,1,1 (12.7b) de Q,1 je charateristicá hodnota hlavního proměnného zatížení; G charateristicá hodnota stálého zatížení; G dílčí součinitel pro stálá zatížení; Q,1 dílčí součinitel pro proměnné zatížení 1; i součinitel pro časté hodnoty proměnných zatížení při požární situaci, dané buď 1,1 nebo 2,1, viz EN :2002; reduční součinitel nepříznivých stálých zatížení G. 110

3 Přílad průběhu redučního součinitele i v závislosti na poměru zatížení Q,1 /G pro různé hodnoty součinitele ombinace i podle vztahu (12.6) je zobrazen na obr s následujícími předpolady: GA = 1,0; G = 1,35; Q = 1,5. Dílčí součinitele jsou uvedeny v příslušných národních přílohách EN 1990:2002. Vztahy (12.7a) a (12.7b) dávají trochu vyšší hodnoty. Obr Přílady redučního součinitele i v závislosti na poměru zatížení Q,1 /G podle vztahu (12.6) Jao zjednodušení je doporučena hodnota i = 0,6, mimo užitná zatížení ategorie E, uvedená v EN :2002 (prostory citlivé na hromadění zboží včetně přístupových prostor), de je doporučena hodnota i = 0,7. Orajové podmíny v podpěrách mohou být uvažovány neměnné v čase Hlouby zuhelnatění Odolnost prvů ze dřeva a materiálů na bázi dřeva proti účinům požáru charaterizují především jejich hlouby zuhelnatění. Hlouba zuhelnatění je vzdálenost mezi vnějším povrchem původního prvu a polohou čáry zuhelnatění; určuje se z doby vystavení účinům požáru a příslušné rychlosti zuhelnatění. K zuhelnatění prvů ze dřeva a dese na bázi dřeva dochází především v případě, že jsou přímo vystaveny požáru. Posouzení průřezů na účiny požáru má vycházet z atuální hlouby jejich zuhelnatění, včetně zaoblení rohů. Alternativně může být stanoven nominální průřez bez zaoblení rohů, založený na nominální hloubce zuhelnatění. Poloha čáry zuhelnatění odpovídá poloze izoterm 300 C. Tento předpolad platí pro většinu dřeva jehličnatých a listnatých dřevin. 111

4 Rychlosti zuhelnatění jsou běžně rozdílné pro: povrchy nechráněné během doby vystavení účinům požáru; povrchy chráněné, u terých zuhelnatění dochází ještě před porušením pláště požární ochrany; povrchy chráněné, teré jsou vystaveny účinům požáru až po porušení pláště požární ochrany. Pravidla uvedená v následujícím textu platí pro normové vystavení účinům požáru, dané nominální normovou teplotní řivou závislosti teplota čas při požáru, terá odpovídá zejména celulózovému typu požárního zatížení (hoří dřevo, papír a láty). Proces hoření dřeva vypadá následovně. Při hoření dřeva a materiálů na bázi dřeva probíhá chemicý rozlad, při němž se vytváří dřevěné uhlí a hořlavé plyny. K samovznícení teného proužu dřeva dochází při teplotě mezi 340 a 430 C. Zápalná teplota může být i výrazně nižší (např. 150 C), byl-li dřevěný prve již delší dobu ohříván. Teploty menší než 100 C, ale vyšší než poojová teplota, přivádějí do dřeva teplo a urychlují jeho vysoušení. Při 100 C se voda ve dřevu začíná odpařovat a pára uniá cestou nejmenšího odporu, tj. v rozích, hranami, spoji, otevřenými póry a trhlinami. V těchto místech dřevo vysychá rychleji. Teplota zůstává onstantní až do doby, než se voda odpaří. V rozmezí 150 až 200 C se tvoří povrchové plyny (asi 70 % nehořlavého CO 2 a 30 % hořlavého CO). Do 275 C probíhá tepelný rozlad dřeva (pyrolýza) poměrně pomalu a výhřevnost plynů přitom je jen asi J m -3 hmoty. Teprve při zvýšení teploty nad 275 C nastávají již silně exotermicé reace a stoupá rychle teplota tvorbou leho zápalné směsi uhlovodíů o výhřevnosti J m -3 i více. Nejvíce hořlavá směs vzniá při teplotách mezi 400 až 420 C a její výhřevnost se zvyšuje až na J m -3. Při teplotách nad 500 C se tvoření plynů opět snižuje. Po prvém vznícení a hoření zápalné směsi plynů vša hoření poračuje dále, podporováno vyvíjejícím se teplem, teré rozládá i hlubší vrstvy dřeva na spalitelné produty. Na druhé straně se na povrchu vytváří vrstva nespáleného uhlíu, terý je špatným vodičem tepla a zamezuje přístupu tepla vnitřním nerozloženým vrstvám, čímž znemožňuje přívodu dalších spalitelných plynů na povrch. V tomto stadiu může u rozměrnějších průřezů prvů oheň i ustat, nedojde-li poprasání a odprýsání této vrstvy. Tepelná vodivost zuhelnatělé vrstvy (dřevěného uhlí) je pouze asi jedna šestina tepelné vodivosti rostlého dřeva. Vrstva dřevěného uhlí působí jao izolační vrstva a rozlad dřeva pod ní probíhá zpomaleně. Z tohoto důvodu a vzhledem nízé tepelné vodivosti dřeva zůstává teplota uprostřed průřezu mnohem nižší než na povrchu. Požární odolnost dřevěných onstrucí je proto podstatně vyšší, než se všeobecně předpoládá Povrchy nechráněné Rozlišují se dvě hodnoty rychlosti zuhelnatění: jednorozměrná návrhová rychlost zuhelnatění; nominální návrhová rychlost zuhelnatění. 112

5 Jednorozměrná návrhová rychlost zuhelnatění platí pro jednorozměrné zuhelnatění, viz obr. 12.2, a uvažuje se onstantní v čase. Obr Jednorozměrné zuhelnatění široého průřezu (vystaveného účinům požáru z jedné strany) Návrhová hlouba zuhelnatění pro jednorozměrné zuhelnatění se určí tato: d char,0 = 0 t (12.8) de d char,0 je návrhová hlouba zuhelnatění pro jednorozměrné zuhelnatění; 0 jednorozměrná návrhová rychlost zuhelnatění; t doba vystavení účinům požáru. Nominální návrhová rychlost zuhelnatění, jejíž hodnota již zahrnuje účine zaoblení rohů, viz obr. 12.3, se též uvažuje onstantní v čase. Obr Hlouba zuhelnatění d char,0 pro jednorozměrné zuhelnatění a nominální hlouba zuhelnatění d char,n. 113

6 Nominální návrhová hlouba zuhelnatění se určí tato: d char,n = n t (12.9) de d char,n je nominální návrhová hlouba zuhelnatění, terá zahrnuje účine zaoblení rohů; n je nominální návrhová rychlost zuhelnatění, terá zahrnuje účine zaoblení rohů. Jednorozměrná návrhová rychlost zuhelnatění se používá za předpoladu, že je uváženo zvětšené zuhelnatění blízo rohů a jedná se o průřezy s původní minimální šířou b min, de b 2d 80 pro d 13mm (12.10a) min char,0 char,0 b 8,15 d pro d 13 mm (12.10b) min char,0 char,0 Když nejmenší šířa průřezu je menší než b min, používá se nominální návrhová rychlost zuhelnatění. Pro průřezy počítané s použitím jednorozměrných návrhových rychlostí zuhelnatění se poloměr zaoblení rohů uvažuje roven hloubce zuhelnatění d char,0. Pro povrchy dřeva nechráněné po dobu vystavení účinům požáru jsou návrhové rychlosti zuhelnatění 0 a n uvedeny v tab Návrhové rychlosti zuhelnatění pro rostlé dřevo listnatých dřevin, vyjma buu, s charateristicými hodnotami hustoty mezi 290 a 450 g/m 3, se mohou stanovit lineární interpolací mezi hodnotami z tab Rychlosti zuhelnatění buu se berou ta, ja jsou dány pro rostlé dřevo jehličnatých dřevin. Tab Návrhové rychlosti zuhelnatění 0 mm/min n mm/min a) Dřevo jehličnatých dřevin a bu Lepené lamelové dřevo s charateristicou hustotou 290 g/m 3 0,65 0,70 Rostlé dřevo s charateristicou hustotou 290 g/m 3 0,65 0,80 b) Dřevo listnatých dřevin Rostlé nebo lepené lamelové dřevo listnatých dřevin s charateristicou hustotou 290 g/m 3 0,65 0,70 Rostlé nebo lepené lamelové dřevo listnatých dřevin s charateristicou hustotou 450 g/m 3 0,50 0,55 c) LVL s charateristicou hustotou 480 g/m 3 0,65 0,70 d) Desy Dřevěné obložení 0,90 a Přeliža 1,00 a Desy na bázi dřeva jiné než přeliža 0,90 a a Hodnoty platí pro charateristicou hustotou 450 g/m 3 a tloušťu desy 20 mm. Pro návrhové rychlosti zuhelnatění dese na bázi dřeva a dřevěného obložení platí hodnoty uvedené v tab Hodnoty platí pro charateristicou hustotu desy 450 g/m 3 a tloušťu 114

7 desy 20 mm. Pro ostatní charateristicé hustoty dese ρ a tloušťy dese h p menší než 20 mm se rychlost zuhelnatění určí tato: s 0,ρ,t = 0 ρ h (12.11) ρ = ρ = 450 p 20 h (12.12) (12.13) de ρ je charateristicá hustota desy v g/m 3 ; h p tloušťa desy v milimetrech Povrchy zpočátu chráněné U povrchů chráněných pláštěm požární ochrany, jinými ochrannými materiály nebo jinými onstručními prvy, viz obr. 12.4, je třeba uvážit, že: počáte zuhelnatění je posunut až do času t ch ; zuhelnatění může začít před porušením požární ochrany, ale nižší rychlostí než rychlostmi zuhelnatění uvedenými v tab. 12.2, až do času porušení požární ochrany t ; po čase porušení požární ochrany t, rychlost zuhelnatění je zvýšena nad hodnoty uvedené v tab až do času t a, popsaného dále; v čase t a, dyž se hlouba zuhelnatění rovná buď hloubce zuhelnatění stejného prvu bez požární ochrany nebo 25 mm, podle toho, co je menší, se rychlost zuhelnatění vrací hodnotě uvedené v tab Ochrana zajištěná dalšími onstručními prvy může být omezená s ohledem na: o pošození nebo olaps ochranného prvu; o nadměrnou deormaci ochranného prvu. Má se též uvážit účine nevyplněných mezer větších než 2 mm ve spojích a obložení na počáte zuhelnatění a, jestliže je to namístě, na rychlost zuhelnatění před porušením ochrany. 1 nosní 2 sloup 3 zálop 4 obložení (a) (b) Obr Přílady protipožárního obložení: (a) nosníů, (b) sloupů 115

8 Obr.12.5 Vývoj hlouby zuhelnatění v čase, dyž t ch = t a dyž hlouba zuhelnatění v čase t a je nejméně 25 mm 1 Průběh rychlosti zuhelnatění n (nebo β 0 ) pro prvy nechráněné během doby vystavení účinům požáru; 2 Průběh pro zpočátu chráněné prvy po porušení požární ochrany: 2a Po odpadnutí požární ochrany zuhelnatění začíná ve zvýšené míře; 2b Po dosažení hlouby zuhelnatění 25 mm se rychlost zuhelnatění reduuje na úroveň danou v tab Obr.12.6 Vývoj hlouby zuhelnatění v čase, dyž t ch = t a dyž hlouba zuhelnatění v čase t a je menší než 25 mm 1 Průběh pro prvy nechráněné během doby vystavení účinům požáru pro rychlost zuhelnatění, uvedenou v tab.12.2; 3 Průběh pro zpočátu chráněné prvy s dobami porušení požární ochrany t a s časovým limitem t a menším než je uvedeno v podmínce (12.15b). 116

9 Obr Vývoj hlouby zuhelnatění v čase, dyž t ch < t 1 Průběh rychlosti zuhelnatění n (nebo β 0 ) pro prvy nechráněné během doby vystavení účinům požáru; 2 Průběh pro zpočátu chráněné prvy, de zuhelnatění začíná před porušením ochrany: 2a Zuhelnatění začíná v t ch v reduované míře, dyž ochrana je stále na místě; 2b Po odpadnutí ochrany zuhelnatění začíná ve zvýšené míře; 2c Po dosažení hlouby zuhelnatění 25 mm se rychlost zuhelnatění reduuje na úroveň danou v tab Rychlosti zuhelnatění Pro t ch t t se rychlosti zuhelnatění dřevěných prvů uvedené v tab přenásobí součinitelem 2. V případě, dy je dřevěný prve chráněn jedinou vrstvou sádroartonové desy typu F, se 2 určí tato: 2 = 1 0,018 h p (12.14) de h p je tloušťa vrstvy v mm. Jestliže se obložení sládá z něolia vrstev sádroartonové desy typu F, za h p se bere tloušťa vnitřní vrstvy. Jestliže je dřevěný prve chráněn vlnou z minerálních vláen s minimální tloušťou 20 mm a minimální hustotou 26 g/m 3, terá zůstane celistvá až do C, je možno 2 brát z tab Pro tloušťy mezi 20 a 45 mm se může použít lineární interpolace. Tab Hodnoty 2 pro dřevo chráněné vlnou z minerálních vláen Tloušťa h ins [mm] ,6 117

10 Pro období po porušení ochrany dané t t t a, se rychlosti zuhelnatění v tab přenásobí součinitelem 3 = 2. Pro t t a se rychlosti zuhelnatění v tab použijí bez přenásobení součinitelem 3. Časové omezení t a viz obr a obr. 12.6, se pro t ch = t uvažuje jao min. hodnota ze vztahu (12.15a) a (12.15b): t a = 2 (12.15a) 25 t a = 3 + t (12.15b) n nebo pro t ch < t (viz obr. 12.7) 25 t tch 2 n t a = + t (12.16) 3 n de n je předpoládaná návrhová rychlost zuhelnatění, v mm/min. Podmíny (12.15a), (12.15b) a (12.16) platí taé pro jednorozměrné zuhelnatění, dyž n je nahrazeno 0. Výpočet t je popsán dále. Podmína (12.15b) v sobě zahrnuje sutečnost, že vrstva zuhelnatění 25 mm představuje dostatečnou ochranu, aby byla rychlost zuhelnatění reduována na hodnoty v tab Počáte zuhelnatění Pro pláště požární ochrany sládající se z jedné nebo něolia vrstev dese na bázi dřeva nebo dřevěného obložení se čas počátu zuhelnatění t ch chráněného dřevěného prvu určuje tato: t ch = h p 0 (12.17) de h p je tloušťa desy, v případě něolia vrstev celová tloušťa vrstev; t ch čas počátu zuhelnatění. Pro pláště tvořené jednou vrstvou sádroartonové desy typu A, F nebo H podle EN 520, ve vnitřních částech nebo na obvodě sousedícím s vyplněnými spoji, nebo nevyplněnými dutinami o šířce 2 mm nebo méně, se čas počátu zuhelnatění t ch uvažuje tato: t ch = 2,8 h p 14 (12.18) de h p je tloušťa desy v mm. V místech sousedících se spoji s nevyplněnými dutinami s šířou větší než 2 mm se čas počátu zuhelnatění t ch určí tato: t ch = 2,8 h p 23 (12.19) de h p je tloušťa desy v mm. Sádroartonová desa typu E, D, R a I podle EN 520 má stejné nebo lepší tepelné a mechanicé vlastnosti než typu A a H. 118

11 Pro pláště tvořené dvěma vrstvami sádroartonové desy typu A nebo H se čas počátu zuhelnatění t ch určí podle vztahu (12.18), de tloušťa h p se bere jao tloušťa vnější vrstvy a 50 % tloušťy vnitřní vrstvy, předpoládaje, že rozteč spojovacích prostředů ve vnitřní vrstvě není větší než rozteč spojovacích prostředů ve vnější vrstvě. Pro pláště tvořené dvěma vrstvami sádroartonové desy typu F se čas počátu zuhelnatění t ch určí podle vztahu (12.18), de tloušťa h p se bere jao tloušťa vnější vrstvy a 80 % tloušťy vnitřní vrstvy, předpoládaje, že rozteč spojovacích prostředů ve vnitřní vrstvě není větší než rozteč spojovacích prostředů ve vnější vrstvě. Pro nosníy nebo sloupy chráněné vlnou z minerálních vláen se čas počátu zuhelnatění t ch určí tato: t ch = 0,07(h ins 20) de t ch je čas počátu zuhelnatění v minutách; h ins tloušťa izolačního materiálu v mm; ins hustota izolačního materiálu v g/m 3. Časy do porušení plášťů požární ochrany ins (12.20) Porucha plášťů požární ochrany může nastat z důvodu: zuhelnatění nebo mechanicé degradace materiálu pláště; nedostatečné dély průniu spojovacích prostředů do nezuhelnatělého dřeva; neúměrných roztečí a vzdáleností spojovacích prostředů. Pro pláště požární ochrany z dřevěného obložení a dese na bázi dřeva připevněných nosníům nebo sloupům se čas do porušení určí následovně: t = t ch (12.21) de t ch se stanoví podle vztahu (12.17). Pro sádroartonovou desu typu A a H se čas do porušení t uvažuje tato: t = t ch (12.22) de t ch se stanoví podle vztahu (12.18) a h p se stanoví podle shora uvedených zásad. Všeobecně je pošození způsobené mechanicou degradací závislé na teplotě a rozměru dese a jejich orientaci. Normálně je svislá poloha příznivější než vodorovná. Déla průniu la spojovacích prostředů do nezuhelnatělého dřeva má být nejméně 10 mm. Požadovaná déla spojovacího prostředu l,req se stanoví tato: l,req = h p + d char,0 + l a (12.23) de h p je tloušťa desy; d char,0 hlouba zuhelnatění dřevěného prvu; l minimální déla průniu spojovacího prostředu do nezuhelnatělého dřeva. a Zvětšené zuhelnatění blízo rohů je přitom třeba vzít v úvahu. 119

12 12.4 Metoda reduovaného průřezu Účinný průřez se má vypočítat pomocí reduce počátečního průřezu o účinnou hloubu zuhelnatění d e (viz obr. 12.8): d = d + d (12.24) e char,n 0 0 s d 0 = 7 mm, d char,n se určuje podle vztahu (12.9), 0 je vysvětlen v následujícím textu. Předpoládá se, že materiál v blízosti čáry zuhelnatění ve vrstvě tloušťy 0 d 0 má nulovou pevnost a tuhost, zatímco vlastnosti pevnosti a tuhosti zbytového průřezu se uvažují nezměněné. 1 Počáteční povrch prvu 2 Oraj zbytového průřezu 3 Oraj účinného průřezu Obr Deinice zbytového průřezu a účinného průřezu Pro nechráněné povrchy se má 0 určit z tab Tab Určení 0 pro nechráněné povrchy s t v minutách (viz obr a) 0 t < 20 minut t/20 t 20 minut 1,0 Pro chráněné povrchy s t ch 20 minut se má předpoládat, že se 0 mění lineárně od 0 do 1 během časového intervalu od t 0 do t = t ch, viz obr b. Pro chráněné povrchy s t ch 20 minut platí tab (a) (b) Obr Průběh 0 : (a) pro nechráněné prvy a chráněné prvy, de t ch 20 minut; (b) pro chráněné prvy, de t ch 20 minut

13 Pro dřevěné povrchy lemující prázdnou dutinu ve stropní nebo stěnové sestavě (normálně široé strany sloupu nebo stropnice) platí následující: Kde se protipožární obvodový plášť sládá z jedné nebo dvou vrstev sádroartonové desy typu A, desy ze dřeva nebo dese na bázi dřeva, má se 0, v čase porušení obvodového pláště t, uvažovat 0,3. Potom se má předpoládat, že se zvyšuje lineárně na jednotu během následujících 15 minut. Kde se protipožární obvodový plášť sládá z jedné nebo dvou vrstev sádroartonové desy typu F, má se 0, v čase začátu zuhelnatění t ch, uvažovat rovné 1,0. Pro časy t < t ch se má použít lineární interpolace, viz obr b. Návrhové pevnostní a tuhostní vlastnosti účinného průřezu se mají počítat s mod,i = 1, Metoda reduovaných vlastností Pro obdélníové průřezy ze dřeva jehličnatých dřevin, vystavené požáru ze tří nebo čtyř stran, a ruhové průřezy, vystavené požáru podél jejich celého obvodu, platí následující pravidla. Zbytový průřez se má určovat podle ap Pro t 20 minut se má modiiační součinitel pro požár mod,i uvažovat následovně (viz obr ): pro pevnost v ohybu: mod,i pro pevnost v tlau: mod,i 1 p 1, 0 (12.25) 200 A r r 1 p 1, 0 (12.26) 125 A pro pevnost v tahu a modul pružnosti: mod,i 1 p 1, 0 (12.27) 330 A r de p je obvod zbytového průřezu vystaveného požáru v m; A r plocha zbytového průřezu v m 2. Pro nechráněné a chráněné prvy se má pro čas t = 0 uvažovat modiiační součinitel pro požár mod,i = 1. Pro nechráněné prvy se může pro 0 t 20 minut určovat modiiační součinitel lineární interpolací. 121

14 1 Pevnost v tahu, modul pružnosti 2 Pevnost v ohybu 3 Pevnost v tlau Obr Zobrazení vztahů (12.25) (12.27) Přílad 12.1 Návrh nosníu na účiny požáru Návrh prostě podepřeného nosníu na požární odolnost R60. Rozpětí nosníu je 5,0 m a je zatížen návrhovým zatížením g d + q d = 6,5 N/m. Poměr rozhodujícího proměnného zatížení (sněhu) a součtu stálých zatížení Q,1 /G = 1,0. Příčná a torzní stabilita nosníu je zajištěna bedněním. Nosní je ze smrového dřeva třídy S13 a je zabudován ve třídě provozu 1. Návrh na běžnou teplotu Ohybový moment g q l 2 2 6,5 5 d d M d 20,31 Nm 8 8 Návrhová pevnost v ohybu m,d m, 22 mod 0,9 15, 2 MPa 1, 3 Navržený průřez 180/220 mm. Posouzení normálového napětí za ohybu M m,d crit m,d crit 1, 0 (příčná a torzní stabilita nosníu je zajištěna) 6 M d 6 20,3110 m,d 2 14,0 MPa 15,2 MPa W Nosní na ohyb při běžné teplotě vyhoví. 122

15 Návrh na účiny požáru Ohybový moment Q / G 1,0,1 i (1, 0 1,1 ) / ( G Q,1 ) 1, 0 0, 2 1, 0 / 1, 35 1, 5 1, 0 0, 42 0,65 Md,i i Md 0, , 53 Nm 1) Metoda reduovaného průřezu mod,i 1, 0 i 1, 25 M,i 1, 0 n 0,8 mm/min (rostlé dřevo) d0 7 mm 0 1,0 (povrch nosníu není chráněn) Účinná hlouba zuhelnatění d t d 0,8 60 1, mm e n 0 0 Průřezový modul (nosní je vystaven požáru ze tří stran) b b 2 d mm i e hi h de mm 2 2 i bi h 3 Wi mm Návrhová pevnost v ohybu m, 22 m,d,i mod,i i 1, 0 1, 25 27,5 MPa 1, 0 M,i Posouzení normálového napětí za ohybu m,d,i crit m,d,i crit 1, 0 (příčná a torzní stabilita nosníu je zajištěna) M 26,8 MPa 27,5 MPa d,i 6 8,53 10 m,d,i Wi Nosní na ohyb pro R60 vyhoví. 123

16 2) Metoda reduovaných vlastností i 1, 25 M,i 1, 0 n 0,8 mm/min (rostlé dřevo) Hlouba zuhelnatění d char t 0, mm n Průřezový modul (nosní je vystaven požáru ze tří stran) b b 2d mm r char hr h dchar mm 2 2 r br h 3 Wr mm Návrhová pevnost v ohybu Ar br hr 0, 084 0,172 1, 4 10 m p b 2 h 0, ,172 42,8 10 m r r -2-2 mod,i 1 p 1, A r 1 42,8 10 1, 0 0, , m, 22 m,d,i mod,i i 0,85 1, 25 23, 4 1, 0 M,i MPa Posouzení normálového napětí za ohybu m,d,i crit m,d,i crit 1, 0 (příčná a torzní stabilita nosníu je zajištěna) M 20,6 MPa 23,4 MPa d,i 6 8, m,d,i Wr Nosní na ohyb pro R60 vyhoví. Přílad 12.2 Návrh sloupu na účiny požáru Navrhněte loubově uložený sloup na požární odolnost R30. Déla sloupu je 3,0 m a je zatížen osovou silou N d = 33 N. Poměr rozhodujícího proměnného zatížení (užitného) a součtu stálých zatížení Q,1 /G = 2,0. Sloup je ze smrového dřeva třídy S13 a zabudován je ve tří- 124

17 dě provozu 1. Proti účinům požáru je sloup chráněn OSB desami, jejichž tloušťa je 20 mm a hustota 550 g/m 3. Návrh na běžnou teplotu Návrhová pevnost v tlau c,0,d mod c,0, M 20 0,8 12, 3 1, 3 MPa Navržený průřez 100/100 mm (příčine OSB dese do únosnosti sloupu není započítán) Štíhlostní poměry le ,8 i 0, E 2 0,05 c,crit ,14 6, ,8 rel c,0, c,crit 20 1,8 6,1 Součinitel vzpěrnosti 2 2 0,5 1 c rel 0,3 rel 0,5 1 0, 2 1,8 0,3 1,8 2, 27 c 1 1 0, 27 Posouzení sloupu na vzpěr rel 2, 27 2, 27 1,8 c N d A c,0,d 1, ,99 1,0 4 0, ,3 Sloup na vzpěr při běžné teplotě vyhoví. Návrh na účiny požáru Q / G 2,0,1 (1, 0 ) / ( ) i 1,1 G Q,1 Nd,i i Nd 0, , 2 N 1, 0 0, 5 2, 0 / 1, 35 1, 5 2, 0 0, 46 0,60 125

18 Doba do porušení pláště požární ochrany (OSB desy, hp 20 mm, 0,450,20 0,9 mm/min) ρ ,9 550 h 1, 0 0,ρ,t 0,450,20 ρ h 0,550,20 0,9 0,9 1,0 0,81 mm/min t ch h p 0,550,20 20 tch 24,5 min 0,81 1) Metoda reduovaného průřezu mod,i 1, 0 i 1, 25 M,i 1, 0 n 0,8 mm/min (rostlé dřevo) d0 7 mm ti,req tch 30 24, 5 5, 5 min t 0 i,req t 30 24,5 0, Účinná hlouba zuhelnatění d 2 t d 2 0,8 5,5 0,3 7 11mm e n 0 0 Štíhlostní poměry b b 2d mm i e le i 0, E 2 0,05 c,crit ,14 3,

19 rel c,0, c,crit 20 2,3 3, 7 Součinitel vzpěrnosti 2 2 0,5 1 c rel 0,3 rel 0,5 1 0,2 2,30,3 2,3 3,3 c 1 1 0,17 Návrhová pevnost v tlau rel 3,3 3,3 2,3 c,0,d,i mod i c,0, M,i 20 1, 0 1, MPa 1, 0 Posouzení sloupu na vzpěr Ai bi mm 2 N A d,i c i c,0,d,i 3 1, 0 15, ,6 1,0 3 0, Sloup na vzpěr pro R30 vyhoví. 2) Metoda reduovaných vlastností i 1, 25 M,i 1, 0 n 0,8 mm/min (rostlé dřevo) Hlouba zuhelnatění d char Štíhlostní poměry r 2 t 20,85,59mm n b b 2 d mm char le i 0, E 2 0,05 c,crit ,14 4,1 MPa

20 rel c,0, c,crit 20 2, 2 4,1 Součinitel vzpěrnosti 2 2 0,5 1 c rel 0,3 rel 0,5 1 0, 2 2, 2 0,3 2, 2 3,1 c 1 1 0,19 Návrhová pevnost v tlau rel 3,1 3,1 2, Ar br 0, m 2 p 4 b 4 0, ,8 10 m r mod,i, Ar mod,i,5 0, p 1 32,8 10 1, 0 1, 0 0, 6-2 c,0, c,0,d,i mod,i i M,i 20 0,9 1, 25 22,5 MPa 1, 0 Posouzení sloupu na vzpěr c N r d,i A c,0,d,i 1, ,2 10 0,53 1,0 3 0,19 6, , 5 Sloup na vzpěr pro R30 vyhoví. 128