MEMBRÁNOVÉ PŮSOBENÍ OCELOBETONOVÉ KONSTRUKCE VYSTAVENÉ POŽÁRU

Transkript

1 Moorafie vyila při práci a projetu MACS + Membráové půobeí při požárím ávrhu ocelobetoové tropí dey plotěými a prolamovaými oíy č. RFS-CT--5 MEMBRÁNOVÉ PŮSOBENÍ OCELOBETONOVÉ KONSTRUKCE VYSTAVENÉ POŽÁRU METODIKA NÁVRHU Bedář J. Dvořáová E. Wald F. Vaart O. Zhao B. V Praze červe

2 Membráové půobeí ocelobetoové otruce vytaveé požáru Metodia ávrhu Bedář J. Dvořáová E. Wald F. Vaart O. Zhao B. Moorafie vzila podporou projetu MACS + Membráové půobeí při požárím ávrhu ocelobetoové tropí dey plotěými a prolamovaými oíy č. RFS-CT--5 Ti Čeá techia - aladateltví ČVUT v Praze Červe ISBN výtiů 84 tra 9 tabule 4 obrázů

3 Obah PŘEDMLUVA... i SHRNUTÍ... ii ÚVOD... 6 PODKLADY NÁVRHU. Požárí bezpečot Kotruce Styčíy Stropí dea a oíy Rozděleí tropí otruce....4 Kombiace a zatížeí....5 Vytaveí požáru Požárí odolot Parametricá teplotí řiva... 6 POŽADAVKY NA KONSTRUKČNÍ PRVKY. Děleí tropu a čáti Stropí dea a oíy..... Výpočet teploty dey..... Výpočet teploty oíů..... Požárí ávrh dey Požárí ávrh obvodového oíu Detaily vyztužeí Výztužá íť Oraje Návrh epřažeých obvodových oíů Sloupy Přípoje Klaifiace Přípoj čelí deou Přípoj deou a tojiě Přípoj úhelíy a tojiě Požárí ochraa....7 Protorová tuhot... 4 POŽÁRNÍ ÚSEKY 4. Noíy ad požárě dělícími těami Návrh oíu Děleí a požárí úey ŘEŠENÝ PŘÍKLAD 5. Požárí ávrh otruce tropu Oblat B Oblat A Oblat E Oblat D Výztuž Požárí ochraa loupů... 8 LITERATURA... 8

4 Předmluva Moorafie je oučátí projetu terý byl podpoře ratem EU Reearch Fud for Coal ad Steel. Přípěve vyjadřuje pouze ázor autorů a Komie eí zodpovědá za použití zde uvedeých iformací. Publiace je založea a přípěvcích zejméa těchto projetů: - RFCS projet FICEB+ - RFCS projet COSSFIRE - projet Leoardo Da Vici Fire Reitace Aemet of Partially Protected Compoite Floor (FRACOF). - projet podporou ArcelorMittal a CTICM přípěvem CTICM a SCI. Jedoduchý ávrhový model byl připrave a podladě výledů zouše a otruci ocelobetoového eletu budovy v Cardito Buildi Reearch Etablihmet ve Velé Britáii. Zálady pozatů byla připravea v oci padeátých let miulého toletí a avazujících tudií při amáháí za běžé teploty. Prví verze modelu byla publiováa v SCI Dei Guide P88 Fire Safe Dei: A ew approach to Multi-tory Steel Framed Buildi. vyd. Využití modelu pro požárí ávrh je důladě ověřeo experimety ale relativě ové. Do proramového átroje byl jedoduchý ávrhový model připrave a SCI v a iovová v 6 za připěí: - Mary Brettle The Steel Cotructio Ititute - Ia Sim The Steel Cotructio Ititute - Loui Guy Cajot ArcelorMittal - Reata Obiala ArcelorMittal - Gièle Bihia CTICM - Mohe Rooefid CTICM Moorafie byla připravea pod vedeím oleů Dr. Bi Zhao ze CTICM Paříži a Dr. Oliviere Vaart z ArcelorMittal v Ech a loalizováa a podmíy Čeé republiy I. Evou Dvořáovou I. Jaem Bedářem a prof. I. Fratišem Waldem CSc. z Čeého vyoého učeí techicého v Praze. Receze moorafie e laavě ujali pl. I. Rudolf Kaier I. Ja Beeš Ph.D. a I. Petra Studecá Ph.D. Fratiše Wald V Paříži červe

5 Shrutí Pozorováí chováí otrucí při utečých požárech a požárí zoušy velého rozahu uázalo že účie požáru a celé přažeé ocelobetoové otruce je jiý ež doládají zoušy požárí odoloti amotatých otručích prvů. Kotruce jao cele může mít vyšší požárí odolot. Výledy zouše požárí odoloti jedotlivých prvů lze zpřeit zoušeím/modelováím větších celů. Publiace provádí výpočtem požárí odoloti ocelobetoového otruce tropu ad plotěými i prolamovaými oíy pomocí átroje terý byl vyviut a CTICM. Využívá e jedoduchého ávrhového modelu terý byl připrave a SCI a záladě pozorováí a vyhodoceí proramu požárích zouše velého rozahu v Carditou BRE 995 až. Model a otručí řešeí byly upravey a experimetálě ověřey ta aby platily pro evropé ávrhové ormy EN 99-- EN99-- a EN Předpolady výpočtů jou ozervativí a řešeí je omezeo a otruce teré jou podobé zoušeým tj. ocelová prutová otruce ocelobetoovými tropy. Při modelováí chováí celých tropů e určí teré prvy mohou při zachováí požadovaého tupě požárí odoloti zůtat echráěé a teré je třeba chráit. V práci e požár modeluje pomocí omiálí ormové teplotí řivy i poročilejšími modely teré jou hruty v ČSN EN V rámci projetu MACS + byly romě této publiace a oftwaru připravey teoreticé podlady teré romě popiu aalyticého modelu obahují i podroboti o požárích zoušách a jejich vyhodoceí metodou oečých prvů.

6 ÚVOD Výpočet požárí odoloti ocelobetoových tropů v publiaci vychází z pozatů zíaých při požárech budov a požárích zoušách otrucí ve utečém měřítu viz [] [] a []. Navržeé řešeí lze podle čleěí v otručích Euroódech zařadit mezi poročilé aalyticé metody. Pro vícepodlaží budovy e v árodích předpiech pro tavby požaduje požárí odolot oé otruce R5 až R9. Požárí odolot lze taovit pomocí požárích zouše prvů podle zušebích orem ebo výpočtem podle platých ávrhových orem v tomto případě zejméa ČSN EN99-- [4] ČSN EN99-- [5] a ČSN EN994-- [6]. Při požárí zoušce amotatého a echráěého ocelového oíu průřezu I ebo H e doahuje požárí odoloti 5 až mi. Tradičě e ocelové dey a oíy otruce chráí přažeím betoovou čátí otruce požárě odolými deami átřiy ebo zpěňujícími átěr. Požárí zoušy velého rozahu viz [7] teré e uutečily v řadě zemí uázaly že ocelobetoové tropy echráěými ocelovými prvy doahují vyšší požárí odoloti ež by u zouše v peci izolovaými prvy. Zprávy ze utečých požárů uazují že ochraa ocelových prvů může být v ěterých případech použita při jedoduchém řešeí bez uvažováí amáháí otruce evhodě. Zejméa požárí zoušy v Carditou umožily přehodotit chováí utečých budov za požáru a využít i požárí odoloti echráěých ocelobetoových otrucí. Návrhové potupy v publiaci jou připravey i pro poročilé modely požáru lze je ale použít i pro modely požáru pomocí omiálí ormové řivy ja bylo doložeo při zoušce tropu ve utečém měřítu v rámci projetu MACS. Při ávrhu vícepodlažích budov ocelobetoovou otrucí jou výhody ejvětší. Návrhem e taovuje požárí odolot požárě echráěé otruce. Požadavy v publiaci zahrují i vhodé otručí řešeí teré odpovídá daému požárě bezpečotímu ávrhu. Řešeí může přiét eoomicé úpory. Software MACS umožňuje modelovat požár pomocí omiálí ormové teplotí řivy i parametricé teplotí řivy podle přílohy A ormy ČSN EN99-- dy e uvažuje veliotí požárího úeu veliotí otvorů a požárím zatížeím. Další teplotí řivu lze ačít z textového ouboru terý je výtupem jiého modelu rozvoje teploty plyu v požárím úeu. Zoušeá budova v Carditou a její otruce jou uázáy a obr. - a -. Pomůca udává otručí požadavy pro řešeí pomocí oftwaru MACS terý lze volě zíat a 6

7 Obráze - Zušebí budova v Carditou před betoáží dee Obráze - Pohled a požárě echráěou ocelovou otruci zušebí budovy v Carditou 7

8 PODKLADY NÁVRHU Kapitola hruje pricipy a předpolady jedoduché aalyticé ávrhové metody pro taoveí požárí odoloti otruce tropu. Podrobější iformace jou uvedey v doumetu [7]. V apitole je i vymeze typ otruce pro terou je teto ávrh vhodý. Návrhová metoda byla vypracováa výzumem problematiy pomocí požárích zouše zouše při běžé teplotě a aalýzou metodou oečých prvů.. Požárí bezpečot Jedoduchá ávrhová metoda je připravea aby byly plěy záladí požadavy a požárí bezpečot: byla doažea požadovaá polehlivot bezpečoti oob haičů a šířeí požáru vě požárího úeu evzily epříputé deformace otruce tropu terý je vytave požáru teré by způobily elháí celitvoti požárě dělících otrucí. Kotručí řešeí zajití že požár e ebude šířit vodorově ai vile.. Kotruce Výpočet jedoduchou aalyticou metodou je urče pro přažeou ocelobetoovou oou otruci ocelobetoovou deou oíy za předpoladu že e jedá o: prutovou otruci terá je vyztužea proti vodorového pouu a eí citlivá a ztrátu tability vytvořeím loubového mechaimu. tyčíy prutové otruce teré jou avržey jao loubové ocelobetoovou tropí deu terá je tvořea ocelovým trapézovým plechem jedou vrtvou výztužé ítě a ormálím ebo lehým betoem avrhutým v ouladu ČSN EN994-- [9] tropí oíy teré jou avržey ta aby půobily polečě e tropí deou a podle ČSN EN Metodiu elze přímo bez dalšího rozšířeí použít pro: tropy teré jou řešey pomocí prefabriovaých betoových dee vitří tropice teré byly avržey jao epřažeé oíy a oraji dey emuí být přažeé oíy obahují otvory... Styčíy Při ávrhu e předpoládá že tyčíy jou loubové a epřeáší ohybové momety. 8

9 Přípoje oíu a loup teré lze považovat za loubové jou zejméa: rátou čelí deou viz obr. - deou a tojiě viz obr. - úhelíy a tojiě viz obr. - Návrhu čátí loubových přípojů je popá v čáti 4.6 této moorafie. Obráze - Přílad přípoje rátou čelí deou Obráze - Přílad přípoje deou a tojiě 9

10 Obráze - Přílad přípoje úhelíy a tojiě.. Stropí dea a oíy Výpočet lze použít pro trapézový ocelový plech do výšy 8 mm tloušťou betoové dey ad ocelovým plechem od 6 do 9 mm. Požárí odolot ocelového plechu terý při požáru doahuje teploty plyu a eparuje e od betou dey e při ávrhu zaedbává. Ocelový plech účiě bráí otryáváí betou a dolí traě dey. Předpoládaá tropí otruce je zázorěa a obr. -4. Výpočet lze použit pro izotropí ebo ortotropí výztužou íť tj. ít tejé ebo rozdílé průřezové plochy v pravoúhlých měrech. Třída oceli pro výztužou íť by měla být upřeěa v ouladu ČSN EN 8. Aby výztužá íť umožila velé průhyby dey požaduje e tažot třídy B ebo třída C. Software MACS lze použít pouze pro jedu vařovaou výztužou íť tj. elze jej využít pro více ež jedu vrtvu výztuže. Výztuž v žebrech ocelobetoové dey terá zajišťuje ohybovou tuhot dey při požáru eí při tomto ávrhu požadováa. Software zahruje ateorii A i B běžě vyráběých ítí podle árodí orem VB [] a [] viz Tab. - a ítě podle fracouzých árodích orem [] a [4] viz tab. -. Dále lze v oftwaru MACS počítat i uživately defiovaou veliotí vařovaé ítě podle jedotlivých árodích požadavů.

11 Tabula - Sítě a britém trhu podle BS 448 [] Druh ítě Oa (mm) Hmotot (/m ) Podélé pruty Průměr (mm) Plocha (mm /m) Příčé pruty Průměr (mm) Plocha (mm /m) A A A A B B B B Tabula - Sítě a fracouzém trhu Druh ítě Oa (mm) Hmotot (/m ) Podélé pruty Průměr (mm) Plocha (mm /m) Příčé pruty Průměr (mm) Plocha (mm /m) ST ST ST ST ST ST ST 5 C ST 5 C ST 4 C ST 5 C ST 6 C

12 Obráze -4 Řez ocelobetoovou tropí otrucí Požárí odolot tropí otruce ovlivňuje průřez oíu. Návrh vychází ze zvoleé eometrie průřezu jeho materiálu a myové úooti přažeí oíů ve tropí dece. Rozhraí oftwaru MACS umožňuje uživateli výběr ze ezamu otevřeých průřezů teré jou dotupé a britém evropém a americém trhu.. Rozděleí tropí otruce a oblati Pro výpočet e tropí dea dělí do ěolia oblatí ja je vidět a obr. -5. Noíy a oraji oblati jou avržey požárě chráěy aby doáhly taové požárí odoloti terá e požaduje pro tropí deu. Oblat ohraičeá požárě chráěými oíy by měla plňovat áledující podmíy: být obdélíová být uložea a všech traách a oíy uvitř oblati tropice avržey je v jedom měru loupy by e eměly acházet oblati; měly by být umítěy po jejím obvodě pro větší požárí odolot ež 6 mi ebo při použití parametricé teplotí řivy by všechy loupy měly být pojey alepoň jedím požárě ochráěým oíem v aždém olmém měru. Stropice uvitř oblati e emuí požárě chráit a požárí odolot tropí dey včetě jejich úooti za požárí ituace e ověří proramem MACS. Vhodá velot a rozmítěí echráěých tropích oíů připěje úooti tropí otruce v požárí ituaci. Přílad jedoduché tropí otruce je uázá a obr. -5.

13 Nechráěý oí Chráěý oí Obr. -5 Přílad avrhovaé oblati tropí otruce.4 Kombiace zatížeí Pro ověřeí požárího odoloti e využije ombiace zatížeí pro ahodilé ávrhové ituace teré jou uvedey v čl a tab. A. ormy ČSN EN99 viz [5]. Pro epřízivé účiy tálého zatížeí bez předepjetí e uvažuje ombiace zatížeí: or Q G jup Ad iq i de G jup A d Q a Q i i je epřízivé tálé zatížeí ahodilé tálé zatížeí přidaé proměé zatížeí hlaví a otatí oučiitel pro čatou hodotu proměého zatížeí oučiitel pro vazitálou hodotu proměého zatížeí. Užití oučiitelů ebo pro Q je taoveo v přílušé árodí příloze. Pro reprezetativí hodotu proměého zatížeí Q e v ČR použije vazitálá hodota Q. Podle charateru otruce budovy a jejího umítěí e doporučuje zejméa u halových objetů pro zatížeí ěhem a větrem během půobeí požáru uplatit použití čaté hodoty Q. Doporučeé hodoty oučiitelů pro ČR a jou uvedey v EN 99 tab. A.. Hodota oučiitele pro proměé zatížeí jou a záladě jeho výytu doporučey pro budovy v tab. A. ormy ČSN EN 99. Hodoty oučiitele pro podlahy budov ve VB a Fracii jou hruty v tab. -. Pro rovoměrě rozděleé zatížeí pro přemítitelé příčy je uvedeo v čl. 6...(8) ormy ČSN EN99-- [6]: Přemítitelé příčy hmototi N/m dély těy q = 5 N/m Přemítitelé příčy hmototi N/m dély těy q = 8 N/m Přemítitelé příčy hmototi N/m dély těy q = N/m.

14 Pro přemítitelé příčy hmototí větší ež N/m dély těy e počítá jejich umítěím. Doporučeé hodoty pro daé proměé zatížeí a trop je uvedeo v tab. 6. ormy ČSN EN Hodoty jou upřeěy v árodích přílohách. Tab. -4 uazuje doporučeé hodoty v textu ormy a v přílohách pro Velou Britáii a Fracii pro daé zatížeí acelářé podlahy. Pro Čeou republiu e uvažuje ormou doporučeými hodotami. Tabula - Hodoty oučiitele doporučeé v árodích přílohách Druh provozu Pro Čeou republiu Pro Velou Britáii Pro Fracii Domácoti aceláře a dopraví plochy de: N < hmotot vozidla 6 N Sladovací plochy Jié* *Klimaticé účiy ejou zahruty. Tabula -4 Hodoty zatížeí v acelářích doporučeé v árodích přílohách Kateorie oblati Pro Čeou republiu Pro Velou Britáii Pro Fracii q (N/m ) Q (N) q (N/m ) Q (N) q (N/m ) Q (N) B acelářé plochy * ebo.** * Nadzemí podlaží **Přízemí ebo podzemí podlaží.5 Vytaveí požáru Potup ávrhu lze požít pro budovy v terých otručí čáti mohou být vytavey požáru podle omiálí ormové teplotí řivy parametricé teplotí řivy ebo poročilého modelu požáru podle ČSN EN Teplotí řivu lze do oftwaru MACS vložit ve formě textového ouboru. Při přípravě řešeí je třeba dbát a požadavy árodích předpiů o úiových cetách..5. Požárí odolot Požárí zoušy v Carditou imulovaly utečý požár hořeím hraic dřeva. Pro model požáru pomocí omiálí ormové teplotí řivy bylo řešeí ověřeo umericy. Požadovaé doby požárí odoloti prvů otruce jou taovey v požárě techicém řešeí objetu. Hodoty v ěterých árodích předpiech jou uvedey v tab. -5 a -6. 4

15 Pro otručí prvy většiy dvoupodlažích budov e požaduje mi požárí odoloti a v budovách mezi třemi a pěti podlažími e požaduje 6 mi. Pro požárě dělící otruce e v budovách ědy pro jejich prvy požaduje požárí odolot ad mi pro vytaveí požáru podle omiálí ormové teplotí řivy []. Ve většiě předpiů e zjedodušeě předpoládá že pro ocelobetoové tropy budov lze uvažovat požárí odolotí 5 mi. Tabula -5 Požadavy a požárí odolot doumetu B pro Alii a Wale Požárí odolot (mi) Pro výšu horího patra (m) <5 8 > Obyté domy 6 9 Kaceláře 6 9 * Výša horího podlaží eobahuje horí třeší roviu Obchody omerčí protory 6 9 * Uzavřeé paroviště 6 9 * Otevřeé paroviště Pro prilery e umožňuje ížit dobu požárí odoloti z 6 a mi a z 9 a 6 mi pro ejvíc expoovaé prvy. * Sprilery jou požadováy ale požárí odolot otruce tropu může být je 9 mi. Heiht Výša of top torey exclude roof-top plat area horího podlaží meřea od horího tropu Heiht vrchí of top torey meaured from tray upper floor urface podlahy of top floor to roud level teréu o lowet a ide ejižší of buildi traě budovy třecha Roof Tabula -6 Shrutí požadavů požárí odoloti ve fracouzých árodích předpiech Bytový objet < patra patra < 4 patra 4 patra < 8 m 8 m < H < 5 m > 5 m R5 R R6 R9 R Přízemí Výša horího patra 8 m Výša horího patra > 8 m Výša horího patra > 8 m Kacelář R6 R Obchody omerčí protory motáží a rereačí < oob < 5 oob > 5 oob R6 R R6 R R6 R9 R Přízemí > patra Výša horího patra > 8 m Uzavřeé paroviště Otevřeé paroviště Pozáma:. Kaceláře uzavřeé pro veřejot H je výša horího patra R R6 R9 5

16 .5. Parametricá teplotí řiva Proram MACS umožňuje využít parametricé teplotí řivy podle přílohy A ormě ČSN EN Pomocí parametricé teplotí řivy e při rozděleí teploty přihléde : veloti požárího úeu o délce o šířce o výšce výšce a ploše otvorů: o výšce o délce o oeficietu otvorů možtví hořlavi a jejich rozděleí v protoru o požárímu zatížeí o oučiiteli hořeí o rychloti uvolňováí tepla tepelým vlatotem obvodových otrucí. Teplota při modelováí požáru parametricou teplotí řivou může růt v počátečím tadiu rychleji ež omiálí ormovou teplotí řivou ale jamile palivo vyhoří teplota pochopitelě leá. Teplota při modelováí omiálí ormovou teplotí řivou rote eutále. Nomiálí ormová a parametricá teplotí řiva jou zázorěy a obr. -6. Ča mi Parametricá teplotí řiva Temperature [ o C ] Stadard Nomiálí ormová teplotí řiva Time [mi] Ča mi Obr. -6 Porováí příladu parametricé a omiálí ormové teplotí řivy 6

17 Požadavy a otručí prvy. Děleí tropu a čáti Pro výpočet požárí odoloti lze otruci tropu rozdělit a čáti viz Kapitola.. Rozděleí podlaží a čáti je uázáo a obr. -. Požárí odolot čáti otruce tropu terou jou ozačey A lze taovit proramem MACS. Pro čáti ozačeé B proram elze použít protože obahuje loup a oíy v oblati ejou a celé rozpětí ve tejém měru. Jedoduchá oblat otruce tropu a obr. - uazuje rozpětí oíů teré jou avržey proramem MACS. Předpoládá e že zatížeí podlahy je přeášeo tropicemi do průvlaů. Předládaá metoda předpoládá že při zvýšeé teplotě za požáru odolot echráěých tropích oíů podtatě lee a ocelobetoová dea tropu zače půobit dvouměrě uložea po obvodě protě. Aby e zajitilo že dea doáhe membráového půobeí počítá e v proramu MACS momety půobící a oíy ze zatížeí a oblat požárího ávrhu. Úoot obvodových oíů je ověřea tupěm využití a přílušé riticé teploty. Požárí ochraa oíů e avrhe pro daou riticou teplotu pro a doby požárí odoloti otruce tropu požadovaou árodími předpiy. Kriticá teplota a tupeň využití pro jedotlivý obvodový oí e udá pro tray A až D požárí oblati viz obr. -. V Kapitole.. je uvedeo že proramu MACS je vhodý pro požadovaou požárí odolot 6 mi ebo větší. Hraice požárích úeů mají v tomto případě odpovídat rozděleí loupů a orajové oíy e uvažují požárě chráěé. Pro požárí odolot mi emuí požárí úe odpovídat poloze loupů. Např. v tab. - oblati A a A mají jeom dva loupy v rozích a lze je uvažovat pro tropy požárích úeů požadavem a požárí odolot e větším ež mi. B A() Schody Schody Jádro A() A() Vyvětlivy obrázu A: Oblati teré lze avrhout proramem MACS A() bez požadavu a dobu požárí odoloti A() & A() je pro požárí odolot do mi B: proram MACS elze využít Obráze - Oblati otruce tropu vhodé ověřeí jedoduchou metodou 7

18 L STRANA A STRANA D STRANA B L Nechráěé vitří oíy Chráěé obvodové oíy STRANA C Obráze - Určeí rozpou (L) a (L) umítěí oíu při požadovaé požárí odoloti 6 mi. Stropí dea a oíy Jedoduchá ávrhová metoda v proramu MACS + předpoládá že avrhovaá oblat otruce tropu má odpovídající podporu a obvodě. Tohoto e doáhe požárí ochraou obvodových oíů oblati otruce tropu. Pro ověřeí úooti e proramem počítá riticá teplota obvodových oíů pro daé zatížeí a oblat otruce tropu... Výpočet teploty tropí dey Rozděleí teploty v ocelobetoové dece lze pro přeý tvar trapézového plechu taovit výpočtem pomocí teplotích diferecí ebo oečých prvů při repetováí pricipů a pravidel v čl v EN994-- [6]. Rozděleí teploty v požárě echráěé ocelobetoové dece lze při vytaveí omiálí ormové teplotí řivce alterativě určit pomocí hodot v Chyba! Nealeze zdroj odazů. terá byla vypracováa podle v EN 99-- [7] a árodích přílohách pro účiou tloušťu dey h eff terá e taoví podle D. 4 v příloze EN994-- [6]. 8

19 Tabula - Rozděleí teplot v dece pro h eff max = 5 mm při vytaveí teplotě podle omiálí ormové teplotí řivy až 8 mi Vzdáleot x [mm] Teplota betoové dey c [ C] mi 6 mi 9 mi mi 8 mi Požáru vytaveý dolí líc dey ta h Z rozděleí teploty v tab. - lze taovit tyto tři paramety: : teplotu dolí líce dey vytaveé požáru; : teplotu horí líce dey terá eí požáru vytavea; : teplotu dey v mítě výztuže. Pro omiálí ormovou teplotí řivu e pro taoveí teplot a použije pro hodotu x v tab. -: pro bude x = 5 mm; pro bude x = h eff ; a pro bude x = h - d + Φ de d je vzdáleot oy výztuže a horího líce dey viz obr. - a Φ je v tab. -. 9

20 .. Výpočet teploty echráěých oíů Teplota požárě echráěých ocelových oíů teplotě plyů podle omiálí teplotí řivy e taoví podle čl ormy EN V tab. - jou teploty vypočteé pro přílušé doby vytaveí teplotě pro jedotlivé oučiitele průřezu požárě echráěých oíů teré jou již opravey o přílušé oučiitele zatíěí.

21 Tabula - Teplota požárě echráěého ocelového oíu při vytaveí teplotě podle omiálí ormové teplotí řivy až 8 mi Výledý oučiitel průřezu A i h Vi [m - ] Teplota ocelového průřezu a [ C] mi 6 mi 9 mi mi 8 mi Požárí ávrh tropí dey Úoot ocelobetoové tropí dey Při výpočtu úooti oblati e odolot ocelobetoové dey a echráěých oíů počítá odděleě. Předpoládá e že dea je podél obvodu oblati otruce tropu epojitá. Zatížeí je přeášeo ohybovým půobeím ocelobetoové dey uvitř oblati otruce tropu. Staoví e pro daý tvar mechaizmu platicých lomových čar viz Obr -.

22 Platicé lomové čáry Po obvodě protě podepřeá oblat Obr. - Předpoládaý mechaizmu lomových čar výpočtu požárí odoloti dey Požárí odolot tažeé membráy e zvětšujícími průhyby zvyšuje. Průhyby dey jou omezey porušeím celitvoti při přetržeí výztuže apříč ratšího rozpětí dey ebo rozdrceí betou v rohách dey viz obr. -4. Veliot průhybu e ve výpočtu uvažuje včetě přírůtu od teplotího zařiveí a apětí ve výztuži T T w 9.h l.5 f Ea 8 y L eff Průhyb e omezuje deformací výztuže výrazem T T w 9.h l l eff de (θ θ ) je rozdíl teplot mezi horím a dolím povrchem dey C L delší rozměr tropí ávrhové zóy l ratší rozměr tropí ávrhové zóy f y mez luzu ve výztužé íti E modul pružoti ocele h tloušťa ocelobetoové dey oeficiet tepelé roztažoti betou. Zoušy proázaly že tato taoveá veliot průhybu bude meší ež průhyb při ztrátě úooti dey. Předpovězea odolot je ozervativí. Celový průhyb dey e omezuje dále výrazem: L l w

23 Trhliy po celé tloušťce dey Tlaové porušeí betou Porušeí výztuže v delším měru Tvar platicých liií (a) Porušeí výztuže Oraj dey e poouvá do tředu a leá apětí ve výztuži v ratším rozpětí Porušeí betou vůli ilám v roviě Tvar platicých liií Oraj dey e poouvá do tředu a leá apětí ve výztuži v ratším měru (b) Rozdrceí betou Obráze -4 Druhy porušeí oblati tropí otruce Ohybová úoot echráěých ocelobetoových oíů e pro taoveí požárí odoloti otruce tropu připočte membráové úooti dey. Celitvot a izolačí chopot ocelobetoové dey Proram MACS + eotroluje celitvot a izolačí chopot tropí dey. Při ávrhu je třeba amotatě ověřit plěí obou ritérii pro daou tloušťu dey v ouladu doporučeími uvedeých v ČSN EN Pro zajištěí celitvoti ocelobetoové dey je třeba zejméa dbát a právé oteví přeahy výztužé ítě. Zvláště důležité jou přeahy v oblati echráěých oíů a oolo loupů. Požadavy a oteví dély a umítěí výztužé ítě jou uvedey v apitole. moorafie.

24 ..4 Požárí ávrh obvodových oíů Obvodové oíy oblati a obr. - ozačey A až D mají doáhout požárí odoloti požadovaé pro tropí deu aby zajitili její vilé podepřeí po obvodu. Noíy e obvyle avrhují požárě chráěé. Proram MACS + počítá ávrhový účie zatížeí a obvodové oíy mometovou úoot oíu za běžé teploty a tupeň využití podle čl v ormě ČSN EN 99-- : E R d d de E tid je ávrhový účie zatížeí a oí za požáru R did ávrhová odolot oíu v čae t =. Ze tupě vyžití e dále taoví riticá teplota dolí páice obvodového oíu. Tato riticá teplota je ve výtupu z proramu MACS + pro daou požárí ochrau pro všechy obvodové oíy oblati. Podroboti výpočetí metody lze alézt v podladech projetu viz [7]. Pro obvodový oí e oblatmi membráovým půobeím po obou traách e bere ižší hodota riticé teploty v ávrzích přilehlých oblatí. Potup pro obvodový oí díleý dvěma oblatmi membráovým půobeím je uázáa a příladu v Kapitole 5. Při taoveí požárí ochray pro obvodový oí e vychází ze oučiitele průřezu a požadovaé doby požárí ochray a riticé hodotu. Výrobci požárí ochray mají výroby poouzeé podle ouladu ČSN EN 8-4 [6] ebo pro zpěňující átěry ČSN EN 8-8 [8]. Tloušťa požárí ochray e taoví pro teplotu meší ež odpovídající riticá teplota prvu.. Vyztuž Mez luzu a tažot výztuže e určí v ouladu požadavy ČSN EN 8. Charateriticá mez luzu výztuže podle ČSN EN 8 je 4 MPa a 6 MPa. Výztuž muí mít dotatečou tažot aby umožila vývoj membráového půobeí. Za dotatečé e uvažuje výztuž třídy B ebo lépe třída C. V ocelobetoových deách e výztužé ítě za běžé teploty avrhují a omezeí trhli betou. Výztužá íť bývá umítěa u povrchu betou miimálí tloušťou rycí vrtvy betou pro požadovaou trvalivot v ouladu ČSN EN 99-- [9]. Při požárí ituaci ovliví umítěí výztuže teplotu výztuže a rameo il při výpočtu úooti v ohybu. Největší odoloti e doahuje pro výztuž terá je umítěa 5 mm až 45 mm pod horím povrchem betoové dey. Kapitola.. iformuje o podrobotech vyztužeí. Další iformace lze zíat v ČSN EN [9] a ČSN EN [6] ebo v literatuře []... Výztužé ítě Výztužé ítě e dodávají o velioti 48 4 m. Při apojováí ítí je třeba zabezpečit dotatečý přeah výztuže. Doporučeé dély přeahu jou uvedey v apitole v ČSN EN 99-- viz [9] a v tab. -. Miimálí déla přeahu výztužé ítě by měla být 4

25 5 mm. Optimálí ávrh je volými pruty a ocích viz obr. -5 bez atavováí prutů pro přeah. Volé oce Obráze -5 Výztuž volými pruty a ocích Tabula - Doporučeé přeahy v tahu a oteví dély pro vařovaé ítě Typ výztuže Druh profilů Třída betou LC 5/8 NC 5/ LC 8/ NC 8/5 LC /5 NC /4 Třída 5 pruty průměru d Žebírová 5d 4d 47d 8d 44d 5d Pruty 6 mm Žebírová Pruty 7 mm Žebírová Pruty 8 mm Žebírová Pruty mm Žebírová Pozámy: Tato doporučeí lze ozervativě využít ávrhu v ouladu ČSN EN Pro přeah v horí čáti průřezu a rytí meší ež dvojáobe tray výztuže v přeahu by přeah měl vzrůt 4rát. Žebrovaté pruty jou určey v ČSN EN 8... Oraje ocelobetoové dey Podroboti uložeí výztužé ítě a obvodových ocelobetoových oících tropí dey má vliv a úoot obvodových oíů a tropí dey při požáru. 5

26 Orajová lišta by měla být připevěa mimo ou oíu C Noí L Plech Obráze -6 Oraj ocelobetoové dey Obvyle je oraj dey tvoře páy poziovaého plechu terý je připevě oíu viz obr. -6. Háy a oci výztužých prutů bráí odděleí oraje ocelobetoové dey. Detaily oraje dey pro oba měry plechu jou uvedey a obr. -7 Pro žebra dey olmo obvodovému oíu a ozole vyložeé a meší vzdáleot lze upevit pá poziovaého plechu podle obr. -7(a) ozola větší ež 6 mm v záviloti a tloušťce dey a typu požitého plechu. Pro žebra plechu paralelě orajovým oíem u prefabriovaé dey e avrhují malé vzdáleoti a podélé oraje ejou podporováy obr. -7(b). Pro deu delší ež mm e přidává mezi oí a orajový lem rátý oí viz obr. -7(c). Tyto ráté oíy jou běžě méě ja m od ebe a jou oučátí dodávy hlaví oé ocelové otruce. 6

27 Výztužá íť Upevěí přibližě po 6mm Přidaé pruty háy požadovaé proti podélému oddělováí Miimum 4 mm (pro try 9 mm) 75mm Maximum 6 mm Kozola (/4 přilehlého rozpětí ebo méě a) Běžé zaočeí ozoly (žebra plechu jou příčě a oí) Pruty háy předcházeí podélému oddělováí Upevěí vrchí čáti orajové lišty Přidaé pruty háy požadovaé proti podélému oddělováí Upevěí přibližě po 6mm Upevěí Upevěí přibližě Po 6mm Max. mm Kozolová výztuha avržeá tatiem Ocelový plech uřízutý a traě ta aby tvořil orajový detail > mm b) Běžý orajový detail (žebra plechu jou rovoběžě oíem) c) Vyozolovaá traa vyztužeá odřezem (žebra plechu jou rovoběžě oíem) Obráze -7 Uočeí ocelobetoové dey a oíu.4 Návrh epřažeých obvodových oíů Noíy a orajích tropí dey lze avrhout jao epřažeé. Cea příčé myové výztuže bývá větší ež cea vyššího oíu terý eí přažeý. Stropí dea muí být vhodě uotvea orajovému oíu a oraji oblati membráovým půobeím. Pro ávrh za zvýšeé teplotě e doporučuje aby přahovací prvy byly po mm a výztužé tyče háy umítěy oolo přahovacích prvů viz Kap.... Obvodové oíy podporují přilehlé čáti dee a obvyle eou i plášť budovy. Průhyb rajích oíů e obvyle omezuje aby při požáru eovlivil celitvot pláště..5 Sloupy Sloupy romě poledího podlaží e avrhují a požadovaou dobu požárí odoloti. Požárí ochraa e apliuje po celé jejich výšce i v oblati připojeí oíů viz obr

28 Řešeí zabráí mítímu bouleí loupu a zajití loalizaci pošozeí otruce případým požárem pouze v jedom podlaží. Supia šroubů terá evyžaduje ochrau Ochraa a podí traě tropí dey Obráze -8 Požárí ochraa u loupu V požárích zoušách v Carditou odolávali požárě chráěé loupy dobře bez porušeí i bez požárí ochray loupu v oblati přípoje oíu a loupy. Numericé modely ale proázaly ížeí riticé teploty loupu a možot porušeí loupu [] vyvolaým ohybovým. Kozervativě e u dvou a více podlažích budov doporučuje loupy a orajích tropích dee ochráit a riticou teplotu pro ižší z hodot 5 C a hodotu riticá teploty vypočteé podle ČSN EN 99-- ížeé o 8 ºC. Pro většiu dee požárí ochray edojde e zvýšeí jejich tloušťy..6 Přípoje Ve eletech e přepoládá využití loubových přípojů podle Kap... jao jou přípoj čelí deou deou a tojiě a úhelíy viz [5]. Ocelobetoové prutové otruce budovy v Carditou byly avržey e poji a loup rátou čelí deou a e poji tropic a průvlay deou a tojiě. Čátečé porušeí ěterých pojů bylo pozorováo v průběhu chladoucí fáze zouše bez ztráty oé fuce otruce. Ocelobetoové půobeí přípojů zvýšilo i jejich myovou úoot zachováím celitvoti poje. Úoot loubových pojů e ověří podle záad v ČSN EN []..6. Klaifiace tyčíů Styčíy mají plňovat předpolady ávrhového modelu. V ČSN EN99--8 e podle tuhoti tyčíy dělí a: Kloubové tyčíy Styčí přeee vitří myové íly bez přeeeí výzamých mometů. Polotuhé tyčíy 8

29 Styčí eplňuje ritéria loubového ai tuhého pojeí Tuhé tyčíy Styčí poytuje plou pojitot. Čl. 5. v ormě EN uvádí záady pro laifiaci pojů a záladě jejich tuhoti úooti a rotačí apacity. V tomto výpočtu e předpoládá použití loubových tyčíů viz Kapitola... Přípoj emá přeášet výzamé ohybové momety a má mít dotatečou rotačí apacitu. Toho lze doáhout vhodou eometrii poje. Poyy pro eometrii zajištěí dotatečé tvároti poje jou uvedey v doumetu AcceSteel viz [4]..6. Přípoj čelí deou Přípoje čelí deou e liší podle výšy čelí dey terou lze avrhou a čát výšy tojiy připojovaého oíu ebo a celou výšu připojovaého oíu. Podle AceSteel text SN e doporučuje: čelí dea a čát výšy pro V Ed 75 V crd a čelí dea a celou výšu pro 75 V crd < V Ed V crd de V Ed V crd je ávrhová myová íla půobící a přípoj ávrhová myová úoot připojovaého oíu. Úoot čáti poje lze ověřit podle ČSN EN Při běžé teplotě e ve poji ověřuje úoot: upia šroubů v čelí dece* upia šroubů ve loupu/průvlau čelí dea ve myu v plém průřezu čelí dea ve myu v olabeém průřezu čelí dea ve vytržeí upiy šroubů u široých čelích dee čelí dey v ohybu tojia oíu ve myu*. Pro úplot e ověřují všechy výše uvedeé úooti. Poudy ozačeé * většiou rozhodují. Poyy pro plěí požadavů ČSN EN99--8 jou rozpracováy a hruty v textu Acce-Steel viz [6]. Iformace o taoveí odoloti připevěí čelích dee lze alézt v textu doporučeí SN5 viz [6]. 9

30 .6. Přípoj deou a tojiě V přípoji deou a tojiě lze avrhout jedu ebo dvě vilé řady šroubů viz texty SN4 [6] ve terém e doporučuje volit: jeda vilá řada šroubů pro V Ed 5 V crd dvě vilé řady šroubů pro 5 V crd < V Ed 75 V crd a pro 75 V crd < V Ed použití čelí dey de: V Ed V crd je ávrhová myová íla půobící a přípoj ávrhová myová úoot připojovaého oíu. Při běžé teplotě e ve poji ověřuje úoot: šrouby a myu* dey a tojiě ve myu pro plý celý průřez* dey a tojiě ve myu pro olabeý průřez vytržeí upiy šroubů v dece dey a tojiě v ohybu dey a tojiě při bouleí tojiy oíu ve myu pro plý celý průřez* tojiy oíu pro olabeý průřez vytržeí upiy šroubů v tojiě protlačeí výztuhy podporovaým profilem euvažuje e při připojeí výztuhy páici. Pro úplot e ověřují všechy výše uvedeé úooti. Pro obvylé eometrie rozhodují poudy ozačeé *. Poyy pro plěí požadavů ČSN EN99--8 jou rozpracováy a hruty v textu SN8 viz [7] v materiálu AcceSteel viz [7]..6.4 Přípoj úhelíy a tojiě Přípoje úhelíy a tojiě oíů ebyly při požárích experimetech a objetu v Carditou ověřey. Řada experimetů ocelovými a ocelobetoovými přípoji proázala jejich dobrou požárí odolot viz SCI [8]. Byly zoušey přípoje e dvěma úhelíy a aždé traě tojiy oíu e dvěma šrouby. Spoje mají dobrou rotačí apacitu a umožňují velá atočeím běžé i za zvýšeé teploty. Pro epřažeé poje pro V Ed 5 V crd e doporučuje použít jeom jedu řadu šroubů. Návrhová úoot přípoje e ověří pravidly v apitole v ČSN EN Tab.. v ČSN EN99--8 udává maximálí a miimálí veliot oraje a roztečí mezi šrouby.

31 .6.5 Požárí ochraa V případech dy jou oba připojovaé prvy požárě chráěy je vhodé použít požárí ochrau i a poj. Pro pouze jede prve chráě může poj echráěým prvem zůtat bez požárí ochray..7 Protorová tuhot K zajištěí protorové tuhoti prutové otruce podlaží budovy e avrhují ztužující těy jádro ebo ztužidla teré mají mít odpovídající požárí odolotí. Ve dvoupodlažích budovách lze zajitit protorovou tuhot za požáru ztužidly bez utoti požárí ochray ztužidel. Ve vyšších budovách je třeba všechy prvy ztužidel požárě chráit. Ztužidla lze výhodou umítit do požárě chráěých čátí objetu jao jou chodišťové těy výtahové šachty ebo jádro. Ocelové oíy loupy a ztužidla v tomto případě mohou být požárě echráěé. Ocelové otruce v požárě dělících otrucích muí mít odpovídající požárí odolot.

32 4 POŽÁRNÍ ÚSEKY Jedím ze záladích pravidel pro zvýšeí požárí odoloti budov je jejich děleí a požárí úey. Stěy požárích úeů muí být po dobu požadovaé požárí odoloti tabilí celitvé a plňovat izolačí fuci. Stabilita popiuje chopot otruce ezřítit e. U oých otrucí muí být zároveň plěa podmía úooti. Celitvot popiuje odolot otruce vůči proiáí plameů a horých plyů. Izolačí fuce popiuje chopot otruce zamezit přetupu tepla ze tray vytaveé požáru a trau požáru evytaveou. 4. Noíy ad požárě dělícími těami Noí terý je oučátí požárě dělící těy muí zajitit odpovídající požadavy a těu její tabilitu celitvot a izolačí vlatoti. Optimálí řešeím předtavují požárě dělící těy teré jou umítěy v oe oíů. Noíy v roviě těy Požárí zoušy v Carditou proázaly že echráěé oíy umítěé ad požárě dělící těou v její oe viz obr. 4- teré jou ohříváy z jedé tray e eprohýbají do taové míry aby porušily celitvot požárě dělících otrucí. Pro volou tepelou deformaci oíu potačují běžé vůle. Je třeba plit i požadavy izolačí a je utá požárí ochraa po dobu ebo 6 mi. Všechy protupy a dutiy muí být požárě uzavřey. Noíy opatřeé zpěňujícím átěrem e opatřují dodatečou izolací jia teplota a traě odvráceé od požáru přeáhe požadovaé meze viz [9] a []. Vůle pro deformaci oíu Požárí ochraa oíu átřiem ebo obladem Požárě dělící těa Noíy procházející těami Obráze 4- Noí ad požárě dělící těou U tě mimo íť loupů mohou velé deformace požárě echráěých oíů pošodit celitvot tě terými procházejí. V těchto případech by měl oí být buďto požárě

33 chráě ebo by měla být zajištěa dotatečý protor pro deformace. Požárí zoušy v Carditou proázaly že požárí odolot otruce tropu může být zajištěa i v případě že echráěý oí vyazuje velé deformace. Pro těy terými oí prochází v jeho vitří poloviě e doporučuje vůle / rozpou. V orajových čtvrtiách rozpětí oíu lze požadovaou vůli taovit iterpolací do uly v mítě podpory viz obr. 4-. Požárě dělící otruce mají doahovat až e tropu požárího úeu. Deformovatelá těící cloa Stěa požárího úeu Obráze 4- Deformovatelá těící cloa požárě dělící těy 4. Návrh oíu Při ávrhu otruce terá odděluje požárí úey e uvažuje deformací otruce vytaveé zvýšeým teplotám. Deformace oíů teré jou umítěy ad požárě dělící těou v její oe bývají malé a běžá deformačí vůle většiou potačuje. Poud je těa umítěa mimo oí mohou být deformace otruce tropu příliš velé aby je těa byla chopa přeét. Proto e doporučuje aby požárě dělící těy byly umiťováy pod oíy. Volot tepelé deformace oíu lze zajitit pohyblivým přípojem. Pro větší deformace za požáru e avrhují deformovatelé těící cloy viz obr Děleí a požárí úey Ocelové oíy teré jou oučátí požárě dělící těy mají plňovat tejé požadavy jao těa. Ocelový oí bez protupů plňuje podmíu celitvoti. Protupy rz oí a případé dutiy u přažeých oíů muí být řádě požárě utěěy. Nechráěý ocelový oí terý je v oe požárě dělící těy většiou eplňuje izolačí požadavy. Proto je doporučeo aby všechy oíy acházející e a hraici požárího úeu byly opatřey dodatečou požárí ochraou viz obr. 4-.

34 5 ŘEŠENÝ PŘÍKLAD Kapitola popiuje realizovaou otruci přažeého tropu terá je avržea pomocí proramu MACS. Strop je oučátí čtyřpodlaží ocelové rámové admiitrativí budovy. Požadave a požárí odolot otruce podle árodích předpiů je 6 mi. Stropí otruce aždého patra je tvořea přažeou deou pomocí trapézového plechu Cofraplu 6 běžého betou a jedé vrtvy výztužé ítě. Dea je puta mezi tropicemi dlouhými 9 m teré jou avržey jao přažeé a jou uložey do přažeých průvlaů o délách 9 a m. Krají oíy jou avržey jao epřažeé oíy podle ormy ČSN EN Schémata řešeé otruce jou a obr. 5- až 5-6. Obr. 5- zachycuje chéma upořádáí. Upořádáí e v přilehlých podélých polích opauje po celé délce objetu. Sloupy jou avržey jao epřažeé z profilu HD 58 podle ormy ČSN EN Je uvažováo e zatížeím otruce: užité provozí zatížeí: 4 N/m užité zatížeí lehými příčami: N/m tálé zatížeí: 7 N/m vlatí tíha oíu: 5 N/m. Pro ávrh rajích oíů e uvažuje zatížeí od faády: N/m. Výlede ávrhu otruce při běžé teplotě je zobraze a obr. 5-. Vitří oíy jou přažeé. Spřažeí oíů je uvedeo v tab. 5-. Na obr. 5-4 je zobraze řez přažeým tropem. Betoová dea je z běžého betou C5/ výša dey je mm. Dea je vyztužea ítí ST 5C mez luzu výztuže je 5 MPa. Návrh při běžé teplotě vyhovuje. Poud tato avržeá otruce ebude vyhovovat při požáru lze zvětšit průřez výztužé ítě plochu výztuže. Oblat E byla avržea použitím přažeých prolamovaých oíů ruhovými otvory teré byly vyrobey ze za tepla válcovaých oíů IPE oceli S5 (viz obr. 5-). Obráze 5- Kotruce přažeého prolamovaého oíu 4

35 Oblat D a F byla avržea použitím přažeých oíů Aelia TM e iuovými otvory teré byly vyrobey ze za tepla válcovaých oíů IPE 7 oceli S55 (viz obr. 5-). Obráze 5- Kotruce přažeého oíu Aelia TM 9 9 A IPE 5 IPE 5 IPE 4 Aelia B 9 IPE 5 IPE 4 IPE 4 IPE 5 Aelia IPE 4 IPE 5 IPE 4 ACB IPE 6 IPE 4 IPE 4 IPE 75 7 ACB ACB IPE 75 7 C IPE 4 IPE 4 IPE 4 Aelia 9 IPE 5 IPE 4 IPE 5 Aelia IPE 5 D IPE 5 IPE 5 Obráze 5- Schéma ocelové otruce tropu v řešeém příladu 5

36 Tabula 5- Noíy avržeé za běžé teploty Průřez ocel S55 Poloha Spřažeí Míra přažeí (%) Počet přahovacích trů ve upiě a vzdáleot upi IPE 4 Vitří tropice Ao 7mm IPE 5 Krají tropice Ne - IPE 5 Vitří průvla Ao 7mm IPE 75 7 Vitří průvla Ao 7 mm IPE 6 Krají průvla Ne - ACB IPE +IPE Aelia IPE7 + IPE 7 Vitří tropice Ao 7 mm Vitří tropice Ao 7 mm Síť ST5C Cofraplu 6 Betoová dea 6 Obráze 5-4 Kotruce tropí dey Přípoje ocelové otruce jou loubové pomocí ráté čelí dey. Na obr. 5-5(a) je chéma přípoje průvlau a loup. Schéma přípoje tropice a loup je zobrazeo a obr. 5-5(b). Detail přípoje tropice a průvla je a obr

37 Cofraplu 6 ST 5C Svar 6 mm 5 x 7 4 x x Čelí dea 4 4 (a) Přípoj průvlau a loup Cofraplu 6 ST 5C 6 Svar 6mm 5 4 x (b) Přípoj tropice a loup Obr. 5-5 Přípoje oíů a loup 7

38 ST 5C 6 Svar 6 mm Cofraplu x 7 8 x 5 tloušťy Obráze 5-6 Přípoj tropice a průvla Na obr je tropí otruce rozdělea do oblatí pro ávrh. Oblati A a B budou mít ejepřízivější podmíy a jejich požárí odolot bude prověřea. 8

39 9 9 A 9 IPE 5 IPE 5 IPE 4 A IPE 4 IPE 5 IPE 5 Aelia D Aelia IPE 5 B IPE 4 IPE 4 IPE 4 ACB IPE 6 IPE 4 B IPE 4 IPE 75 x7 ACB E ACB IPE 75 x 7 C IPE 4 IPE 4 9 IPE 5 IPE 4 C IPE 4 IPE 5 Aelia F Aelia IPE 5 D IPE 5 IPE 5 Oraje oblati pro ověřeí požárí odoloti Obráze 5-7 Rozděleí a oblati pro ověřeí požárí odoloti A F 5. Požárí ávrh otruce tropu Na účiy požáru e ověří přažeá ocelobetoová tropí otruce terá vyhovuje a úoot a použitelot za běžé teploty V případě že otruce ebude a účiy požáru vyhovovat zeílí e výztužá íť případě e zvětší tloušťa tropí dey. Nejprve e prověří oblat B terá je avržea a ejvětší rozpo. 9

40 5.. Oblat B Obr. 5-8 až 5- popiují zadáí a výtupy data proramu MACS + pro oblat tropí otruce B rozměry 9 m a výztužou ítí ST 5C. V oblati jou avržey tři požárě echráěé přažeé tropice. Obráze - až Obráze -4 uazují vložeí iformací do proramu MACS +. Tabula - Zadáí pro oblat tropu B L (mm) l (mm) f c (MPa) A (mm²/m) f y (MPa) Nechráěý oí Plech Celová tloušťa dey (mm) d: vzdáleot jedotlivých prutů ítě (mm) IPE4 Cofraplu6 Obráze - Zadáí celového upořádáí do proramu MACS + 4

41 Obráze - Zadáí trapézového plechu do proramu MACS + Obráze - Zadáí ocelobetoové dey do proramu MACS + 4

42 Obráze -4 Zadáí tropic v oblati B do proramu MACS + Výpočet jedoduchým modelem lze rozdělit do roů: Kro : Výpočet zatížeí za požáru Zatížeí půobící a deu za požáru polu vlatí tíhou dey o velioti.8 N/m² může být určeo: q fi Sd G.5Q N/m 4

43 Obráze -5 Zadáí zatížeí do proramu MACS + Kro : Výpočet přetupu tepla do ocelobetoové dey Ze vztahu D.5a Přílohy D ormy EN (6) lze efetiví tloušťu dey vyjádřit jao: h eff 6 h.5 h mm 6 Efetiví tloušťa dey umožňuje ověřit že dea plňuje ritérium EI6 teré požaduje efetiví tloušťu přažeý dey o miimálí hodotě 8 mm. Efetiví tloušťa vede teplotám a viz Chyba! Nealeze zdroj odazů.. Pro dobu požárí odoloti 6 mi: = 99 C; = 8 C a = 88 C. Tabula -4 terá je z ormy EN uazuje že u vařovaých ocelových ítí edochází reduci pevoti oceli: f y 5 MPa M Navíc M c.. 4

44 Kro : Mometová úoot průřezu dey M Pro oblat: L = 9 mm (rozpětí tropic) L = mm (rozpětí průvlaů) Tedy L = max {L ; L } = mm a l = mi {L ; L } = 9 mm. Z rovice.6 a.7 lze taovit: KA f y M fc M c d A f y M fc M c d Součiitel K e rová. protože výztužá íť má tejý příčý řez v obou měrech. Kladý momet úooti průřezu dey je viz rovice.: M 4 A f y M d Lze taovit pomocé oučiitele viz rovice.4 a.5: K L a a a Nmm/mm Kro 4: Úoot dey Úoot dey lze taovit z rovice.: p fi M 6 a =.46 - N/mm² =.46 N/m² Kro 5: Průhyb pro výpočet membráového půobeí Průhyb dey za požáru terý bere do výpočtu membráové půobeí můžeme zíat z rovice.8: 44

45 w mi 9.heff. mi mi 5 mi f Ea 9 M L 8 mi 9. mi5.5 ; ; mm y ; L ; ; ; Kro 6: Pomocé oučiitele membráového půobeí Součiitele membráové půobeí e určí z pomocých oučiitelů A B C D a b teré lze zíat z rovic. až.5. Hodoty pomocých oučiitelů jou hruty v tabulcetabula -. 45

46 Tabula - Pomocé oučiitele membráového půobeí v oblati B Rovice Hodota a a.94 8 L A mm L L B mm 6 C 5 6 mm 8 L D mm mi K f A d f f KA D C B A K b fi M y c fi M c y fi M.99 46

47 Kro 7: Zvětšující oučiitele membráové půobeí Součiitele e b e b e m a e m lze taovit z rovic...6 a.7: Tabula - Součiitele membráového půobeí v oblati B Rovice b b b e b b Hodota.95 4b w e m 5.47 d e e b e m 6.6 bk b K e b.6 e m 4bK w.777 d 6 e eb em.794 Zvětšující oučiitel e e vypočítá z rovice.8 jao e e e e a Kro 8: Úoot dey za požáru Úoot dey vlivem membráového půobeí lze taovit z rovice. jao q Rd lab e p fi N/m 47

48 Kro 9: Úoot dey a echráěých oíů Z apitoly ormy EN994-- lze určit teplotu echráěých přažeých ocelobetoových oíů. V prvím rou je třeba vypočítat oučiitel průřezu IPE 4. Vypočteé hodoty jou hruty v Tabula -4. Z Chyba! Nealeze zdroj odazů. lze určit teploty čátí ocelového průřezu: teplota páice: 98.6 C; teplota tojiy: 94.5 C v Chyba! Nealeze zdroj odazů. ale protože výša ocelového průřezu eí větší ež 5 mm rová e 98.6 C; teplota trů (viz apitola ormy EN 994--): = 75.9 C Tabula -4 Součiitel průřezu echráěého oíu Ocelový průřez Spodí páice h H.5B.9 H.5B t w A i Vi Stojia.668 Horí páice de: B t Bt f f t w B t Bt f f A (m - i ) h (m - ) Vi H je výša ocelového průřezu; B šířa ocelového průřezu; t f tloušťa páice a t w tloušťa tojiy. Zalot teplot ocelového průřezu a přahujících trů umožňuje taovit momet úooti vitřích echráěých přažeých oíů. Vypočteé hodoty jou dáy v Tabula

49 Tabula -5 Mometová úoot požárě echráěého oíu v oblati B Parametry Vypočteé hodoty Účiá šířa dey b eff mi9 4 ; 5 mm Plocha ocelového průřezu A i A i mm² Redučí oučiitel pevoti oceli y. 5 Redučí oučiitel pevoti trů u. 7 Tloušťa dey v tlau za požáru h u A f b i eff y f c y / / M c M a h u mm 5 5. Stupeň přažeí oíu při teplotě C c C. 5 Stupeň přažeí oíu za požárí ituace Kladý momet úooti de M Rd c Ai f y M a cc y u M y M H hc hu c M fi Rd pro tuhé myové pojeí Nmm 5.5 Nm h c je celová tloušťa dey; Ma Mv a Mv dílčí oučiitel pro ocel při požárí ituaci pro přahovací try za běžé teploty a při požáru Úoot otruce tropu přípěvem echráěých přažeých oíů lze zíat z rovice. q fi Rd ub 8M L Rd L ub N/m² Kro : Úoot otruce tropu za požáru Úoot otruce tropu za požárí ituace je q Rd q Rd lab q Rd ub N/m² Zatížeí otruce tropu za požárí ituace je q fi Sd 5.98 N/m² q Rd 4.7 N/m² Navržeá tropí otruce v oblati B a požárí odolot R6 evyhoví. 49

50 Závěr Obráze -6 Výtupy proramu MACS+ - podrobý výpi Požárí odolot R6 v oblati B eí výpočtem ověřea. Je třeba změit otručí řešeí. Lze volit větší přeah výztužé ítě. Průřez výztužé ítě byl zvětše ze ST 5C (4 mm²/m) a ST 5C (57 mm²/m). Nový výpočet zahruje ová vtupí data. Je třeba přepočítat pouze přípěve dey protože echráěé přažeé oíy zůtávají beze změy. Obráze -7 Zadáí do proramu MACS + - dea Kro a: Výpočet přetupu tepla do přažeé dey Cofraplu 6 5

51 Výledy jou ideticé roem protože všechy rozměry dey zůtaly ezměěy. Kro a: Výpočet mometu úooti průřezu dey M Z rovice.6 a.7 lze zíat KA f.85 f y M. 597 c M c d A f.85 f y M. 597 c M c d Součiitel K e rová. protože výztužá íť má tejý příčý řez v obou měrech. Kladý momet úooti průřezu dey je pa (viz rovice.) M 4 A f y M d Nmm/mm Součaě lze taovit další pomocé oučiitele (viz rovice.4 a.5):.597 K L a. 9 a a Kro 4a: Úoot dey Úoot dey lze taovit z rovice.: p fi M 6 a = N/mm² =.794 N/m² Step 5a: Průhyb pro výpočet membráového půobeí Průhyb dey za požáru terý e uvažuje do výpočtu membráové půobeí lze zíat z rovice.8: 5

52 w mi 9.heff. mi mi 5 mi f Ea M L 8 mi 9. mi5.5 ; ; mm y ; L ; ; ; Kro 6a: Pomocé oučiitele membráového půobeí Součiitele membráové půobeí e určí z pomocých oučiitelů A B C D a b teré lze zíat z rovic. až.5. Hodoty pomocých oučiitelů jou hruty v tabulcetabula -7. 5

53 Tabula -6 Pomocé oučiitele pro poouzeí membráového půobeí v oblati B Rovice Hodota a a.94 8 L A mm L L B mm 6 C 5 6 mm 8 L D mm mi K f A d f f KA D C B A K b fi M y c fi M c y fi M.99 Kro 7a: Zvětšující oučiitele membráové půobeí Součiitele e b e b e m a e m lze taovit rovicemi...6 a.7: 5

54 Tabula -7 Součiitele membráového půobeí v oblati B Rovice Hodota b b b e b b.95 4b w e m d e e b e m 6.64 bk b K e b.99 e m 4bK w.97 d 6 e eb em.98 Zvětšující oučiitel e e vypočítá z rovice.8 jao e e e e a Kro 8a: Úoot dey za požáru Úoot dey vlivem membráového půobeí lze taovit z rovice. jao q Rd lab e p fi N/m² Kro 9a: Úoot otruce tropu připěím echráěých oíů Výpočet je tejý jao v rou 9. Kro a: Úoot otruce tropu za požáru Úoot otruce tropu za požárí ituace je q Rd q Rd lab q Rd ub N/m² 54

55 Zatížeí a trop za požárí ituace je q fi Sd 5.98 N/m² q Rd 6.48 N/m² Navržeá tropí otruce v oblati B a požárí odolot R6 vyhoví. Závěr Obráze -8 Zadáí do proramu MACS+ - podrobý výpi Požárí odolot otruce tropu v oblati B byla výpočtem ověřea pro požárí odolot R6. Kro : Zatížeí obvodových oíů za požárí ituace Zatížeí tropice a průvlau a obvodu oblati B za požárí ituace je vypočteo ze vztahů.4 až.7: Pro tropice a obvodu oblati platí: M V Sd b q 8 fi Rd L L M L ubbeff cm Nm 4M L Sd b Sd b ub 8. N Pro průvlay a obvodu oblati platí: i b eff i ubm.5 Rd

56 M V Sd b q Rd L L 686. Nm 4M Sd b L Sd b M L beff i i c M 8.7 N 9 / 8 / 8 Obvodový oí ve faádě přeáší zatížeí od faádích dílců o velioti. N/m což vede a vitří íly M fi Sd b V fi Sd b 7. Nm 4.8 N Aby vypočteá úoot za požárí ituace ebyla meší ež půobící zatížeí pro požadovaou dobu požárí odoloti taoví e vhodá požárí ochraa tohoto oíu. 5.. Oblat A Potup výpočtu je tejý jao pro oblat B. Rozměry jou 9 x 9 m. Pro zjedodušeí otruce e použije tejá výztužá íť ST 5C. Oblat A e taé pooudí touto výztužou ítí. Oblat A zahruje dva echráěé přažeé oíy. Podroboti o výpočtu jou uvedey dále. Kro : Výpočet zatížeí otruce tropu za požáru Výpočet je tejý jao výpočet pro oblat B. Kro : Výpočet přetupu tepla do přažeé dey Cofraplu Výpočet je tejý jao výpočet pro oblat B. Step : Výpočet mometu úooti dey M Pro tuto oblat výpočtu: L = 9 mm L = 9 mm a L = max {L ; L } = 9 mm a l = mi {L ; L } = 9 mm. Z rovic.6 a.7 lze zíat KA f.85 f y M. 597 c M c d 56

57 A f y M fc M c d Součiitel K e rová. protože výztužá íť má tejý příčý řez v obou měrech. Kladý momet úooti průřezu dey je (viz rovice.): M fi A f y M d Lze taovit další pomocé oučiitele (viz rovice.4 a.5):.597 K L 9 a. 9 a a Nmm/mm Kro 4: Úoot dey Úoot dey lze taovit z rovice.: p fi M 6 a =.7 - N/mm² =.7 N/m² Kro 5: Průhyb pro výpočet membráového půobeí Průhyb dey za požáru terý zavádí do výpočtu membráové půobeí lze zíat z rovice.8:.5 f y mi mi L ; L w ; 9.h eff 8 Ea M fi mi mi mi 9. mi9. ; ; mm ; ; Kro 6: Pomocé oučiitele membráového půobeí Součiitele membráové půobeí e určí z pomocých oučiitelů A B C D a b teré lze zíat z rovic. až.5. Hodoty pomocých oučiitelů jou hruty v tabulcetabula

58 Tabula -8 Pomocé oučiitele membráového půobeí v oblati dey A Rovice Hodota a a. 8 L A 75 mm L L B 75 mm 6 C mm 8 L D mm mi K f A d f f KA D C B A K b fi M y c fi M c y fi M. Kro 7: Zvětšující oučiitele membráové půobeí Zvětšující oučiitele e b e b e m a e m lze taovit rovicemi...6 a.7. 58