Dřevěné konstrukce požární návrh. Doc. Ing. Petr Kuklík, CSc.

Transkript

1 Dřevěné konstrukce požární návrh Doc. Ing. Petr Kuklík, CSc.

2 ČSN P ENV ( ) NAVRHOVÁNÍ DŘEVĚNÝCH KONSTRUKCÍ Část 1-2: Obecná pravidla Navrhování konstrukcí na účinky požáru

3 Kritéria R, E a I pro dřevěné prvky Pouze požárně dělicí: E a I Pouze nosné: R Požárně dělicí a nosné: R, E a I

4 Dřevěné prvky před a po namáhání požárem Zbytkový průřez Zuhelnatělá vrstva Požárně ochranná vrstva Požárně ochranná vrstva Zbytkový průřez Zuhelnatělá vrstva

5 Popis vlastností dřeva a materiálů na bázi dřeva Plášť požární ochrany Rychlost zuhelnatění Hloubka zuhelnatění Návrhové vlastnosti

6 Změny dřeva při požáru Vrstva tepelně nezměněného dřeva Vrstva zuhelnatělého dřeva, dřevěné uhlí Vrstva pyrolýzy, tepelného rozkladu dřeva

7 Teplota pod vrstvou pyrolýzy Teplota, C Čas, min

8 Hloubky zuhelnatění dchar 0 = β t = β t d char kde β o (β) je rychlost zuhelnatění t čas v minutách

9 Rychlost zuhelnatění pro dřevo

10 Vztah mezi hustotou ρ a mírou zuhelnatění dřeva RC RC % min ρ kgm

11 Rychlost zuhelnatění pro desky na bázi dřeva Pro desky s charakteristickou hustotou 450 kg/m 3 a tloušťkou desky 20 mm, se používají tyto rychlosti zuhelnatění: β o = 1,0 mm/min β o = 0,9 mm/min pro překližky; pro desky na bázi dřeva jiné než překližky. Pro jiné hustoty a tloušťky desek na bázi dřeva se rychlost zuhelnatění určí pomocí těchto vzorců β 0, ρ,t = β 0,450,20 k ρ kt kde k ρ = 450 ρ k k t = min ( 20 t p ; 1,0 ) ρ k se dosazuje v kg/m 3 a t p v mm

12 Plášť požární ochrany Obecně mají být doby do porušení pro materiály a desky užívané jako plášť požární ochrany určovány na základě zkoušek. Pro pláště požární ochrany ze dřeva a desek na bázi dřeva je možno dobu do porušení určit následujícím způsobem t pr t p = β 0 t r kde β o je rychlost zuhelnatění; t p tloušťka pláště ze dřeva nebo desek na bázi dřeva (v případě dvou nebo více vrstev pláště je t p součtem tlouštěk jednotlivých vrstev); t r prodleva se uvažuje t r = 4 min

13 Připevnění pláště požární ochrany Desky mají být připevněny k vlastnímu prvku a nikoliv k jiné desce. U vícevrstvých plášťů má být každá vrstva připevněna zvlášť a boční spoje mají být uspořádány vystřídaně s roztečí alespoň 60 mm. Rozteče spojovacích prostředků nemají být větší než 300 mm.

14 Návrhové vlastnosti dřeva a materiálů na bázi dřeva f fi,d = k mod,fi k fi γ f k M,fi přičemž k mod,fi je modifikační součinitel pro požár, který zohledňuje účinky teploty a vlhkosti na parametry pevnosti; k fi součinitel, kterým se převádí charakteristická hodnota na hodnotu průměrnou: k fi = 1,25 pro rostlé dřevo; k fi = 1,15 pro lepené lamelové dřevo a desky na bázi dřeva; g M,fi dílčí součinitel spolehlivosti při požáru g M,fi = 1,0 f k charakteristická pevnost při běžné teplotě.

15 Návrh prvků Metoda účinného průřezu k mod = 1,0 β 0, d o Metoda redukované pevnosti a tuhosti - bez zaoblení rohů β 0 - se zaoblením rohů β Parametrická metoda k mod < 1,0.. určí se výpočtem

16 Metoda účinného průřezu Počáteční povrch prvku d = d + ef char k 0 d 0 Okraj zbytkového průřezu Okraj účinného průřezu d char d 0 d ef přičemž d o = 7 mm k o 1,0 dchar 0 = β t kde β o je rychlost zuhelnatění t čas v minutách

17 k 0 Součinitel tloušťky vrstvy nulové pevnosti k 0

18 E fi,d = 0,65 E d f fi,d f k = kmod,fi kfi k γ mod,fi = 1,0 M,fi k fi = 1,25 k fi = 1,15 pro rostlé dřevo; pro lepené lamelové dřevo a desky na bázi dřeva; γ M,fi = 1,0

19 Metoda redukované pevnosti a tuhosti Počáteční povrch prvku Okraj zbytkového průřezu Okraj účinného průřezu d char d 0 d ef dchar 0 = β t = β t d char

20 E fi,d = 0,65 E d pro pevnost v ohybu k mod, fi = 1, p A r f fi,d = k mod,fi k fi γ f k M,fi pro pevnost v tlaku k mod, fi = 1, p A r pro pevnost v tahu k mod, fi = 1, p A r kde p je obvod zbytkového průřezu namáhaného požárem v m; A r plocha zbytkového průřezu v m 2. k fi = 1,25 pro rostlé dřevo; k fi = 1,15 pro lepené lamelové dřevo a desky na bázi dřeva; γ M,fi = 1,0

21 Návrh spojů Nechráněných Chráněných

22 Nechráněný spoj a fi a 3t a 4t a fi a 4 a fi t 1 a fi t 1,min

23 Poměry zatížení a únosnosti při navrhování na běžnou teplotu Spojovací prostředky η 30 Podmínky Hřebíky 0,80 Svorníky 0,45 t d L max. 130 mm t 1 75 mm d 12 mm Kolíky (nevyčnívající) 0,80 Hmoždíky 0,45 L 2 t 1 + t 2 L 150 mm t max / d 6 se svorníky: 0,80 s hřebíky t 1 75 mm d 12 mm

24 Chráněný spoj Vlepené zátky Ochranné desky Ochranné desky a fi Vlepené zátky a fi a fi a fi a fi a fi

25 Stěna Návrh stěn a stropů dřevěný nosník Strop OSB deska izolace sádrokarton spojovací prostředky izolace sádrokarton I nosník izolace spojovací prostředky OSB deska sádrokarton spojovací prostředky

26 Exponovaná strana Zmenšení izolace Zmenšení izolace Izolace minerální vlna

27 Exponovaná strana Odtavení čela izolace Izolace odtavena Izolace skelná vata

28 Exponovaná strana Bez izolace

29 Příklady připevnění desek k dřevěnému rámu a fi a fi a fi a fi a fi a fi 60 mm mm a fi a fi Spoj desky a fi a fi Spoj desky

30 Příklady připevnění izolačních materiálů k dřevěnému rámu Těsně připevněno a slepeno

31 Požární odolnost stěn a stropů

32 Požární odolnost lepeného lamelového dřeva

33 Čtyřpodlažní dřevostavba R 60

34 Interiér dřevostavby R 60

35 Zvýšení požární odolnosti nátěrem PROMADUR o 14 až 20 minut

36 Zkouška v Cardingtonu

37 Zkušební šestipodlažní objekt

38 Požární úsek po požáru R 60

39 Požární zkouška dřevěného schodiště R 30

40 DĚKUJI ZA POZORNOST