Řešený příklad: Požární návrh nechráněného nosníku průřezu IPE vystaveného normové teplotní křivce

Transkript

1 Douent: SX06a-CZ-EU Strana 1 z 8 Řešený přílad: Požární návrh nechráněného nosníu průřezu IPE vystaveného norové teplotní řivce V řešené příladu je navržen prostý ocelový nosní. Pro přestup tepla do onstruce jsou použity vztahy z řešené přírůstovou etodou. Únosnost nosníu je vypočtena podle jednoduchého odelu v. Ocelový nosní je součástí stropní onstruce adinistrativní budovy. Nosní je zatížen rovnoěrný spojitý zatížení a je zajištěn proti lopení železobetonovou desou. Požaduje se, aby nosní ěl požární odolnost R15. Vstupní údaje ateriálové vlastnosti Třída oceli: S 275 ez luzu: f y 275 N/² Hustota: ρ a 7850 g/³ Zatížení Stálé zatížení: g,8 N/ Nahodilé zatížení: 7,8 N/ q Součinitele spolehlivosti γ G 1,35 γ Q 1,50 γ 0 1,00 γ,fi 1,00 l 7, Obráze 1:Schéa nosníu q g

2 Douent: SX06a-CZ-EU Strana 2 z 8 Zatížení při běžné teplotě Charateristicá hodnota zatížení je v g + q,8 + 7,8 12,60 N Návrhová hodnota zatížení je -1 v d g γ + q γ G Q,8 1,35 + 7,8 1,5 18,18 N -1 Ohybový oent a posouvající síla: Ed vd l 18,18 7, 12, N V Ed vd l 18,18 7, 67,3 N 2 2 Posouzení při běžné teplotě Byl navržen válcovaný průřez IPE 300. Průřez je 1. třídy. EN t w 7,1 r15 t f h ,7 b 150 Obráze 2:Navržený průřez t f Železobetonová desa zajišťuje nosní proti lopení. oentová únosnost je: W 3 pl,y fy 628, pl, Rd 172,8 N > 12, N Sd OK γ 1,0 0 Syová únosnost je: AV,z f y V pl, Rd 07,7 N > 67,3 N VSd OK 3 γ 3 1,0 0 EN EN

3 Douent: SX06a-CZ-EU Strana 3 z 8 Zontroluje se průhyb v ezní stavu použitelnosti, axiální povolený průhyb je l / 250: 5 v l 5 12, l δ 28,0 < 29,6 OK 38 E I , y (axiální průhyby jsou předepsány v národních předpisech nebo v národní příloze. Ve výpočtu je použita doporučená hodnota.) Průřez za běžné teploty vyhovuje. Posouzení únosnosti při požáru Zatížení při požáru Zatížení při požáru se odvodí ze zatížení pro běžnou teplotu podle pravidel v EN Pro výpočet zatížení se použije iořádná obinace zatížení se součinitele obinace ψ 2,1 0,3 pro adinistrativní budovy. Reduční součinitel zatížení je η g + ψ q,8 + 0, 3 7,8,8 1,35 + 7, 8 1,5 fi g γ G + q γ Q 0,393 EN Poznáa: Součinitel obinace ψ ůže být upřesněn v národní příloze. V toto příladu je použita doporučená hodnota podle EN Ohybový oent a posouvající síla: fi, Ed η fi Ed 0,393 12, 8,9 N Vfi, Ed η fi VEd 0,393 67,3 26, N Výpočet teploty plynů v požární úseu Pro výpočet teploty plynů v požární úseu se použije norová teplotní řiva. ( 8 1) θ g log10 t + EN Určení teploty nosníu

4 Douent: SX06a-CZ-EU Strana z 8 Pro určení součinitele průřezu se použije obvod průřezu vystavený účinů požáru, terý je vyznačen tečovanou čarou, viz obráze 3: A V 3 b ( h t r) w A ( 300 7,1 15) + 2 π π r 0, Součinitel zastínění sh pro průřez IPE se určí jao: A b + h V b 5381 sh 0,9 0,9 A 0,9 0,9 0,71 0,667 A 0,188 0,188 V de poěr (A /V) b se určí pro obálu průřezu, ja uazuje čárovaná čára na obrázu Obráze 3: Obvod průřezu vystavený účinů požáru, určení součintele sh Přírůste teploty nechráněného průřezu se určí ze vztahu: Δθ a,t sh A c a / V h& ρ a net Δt Pro výpočet se použije časový přírůste Δt 5 seund. Čistý tepelný to je h & net h& net,c + h& EN net,r 3.1 α c 25 ( ) ( ) ( θg θ ) + Φ ε ε f σ ( θr + 273) ( θ + 273) 8 ( θ θ ) + 3, ( θ + 273) ( θ + 273) g r

5 Douent: SX06a-CZ-EU Strana 5 z 8 de ε je eisivita prvu (ε 0,7 - EN ) ε r je eisivita požáru (ε r 1,0 EN ) Φ je polohový součinitel (Φ 1,0 EN ) α c je součinitel přestupu tepla, pro norovou řivu se používá α c 25,0 W - ²K -1, (viz EN ) σ je Stephan Boltzannova onstanta (σ 5, W - ²K - ). EN Časový průběh teploty plynu a teploty průřezu je na obrázu a v tabulce 1. Tabula 1: Výpočet teploty průřezu in sec t in θ g C h net,r W/ 2 h net,c W/ 2 h net,d W/ 2 c a J/g C Δ a,t C θ a,t C , ,0 20,0 5 0, , ,0 20,0 10 0, , , 20, 15 0, , ,7 21,2 20 0, , ,0 22, , , ,2 605, , , ,2 607, , , ,1 609, , , ,1 611, , , ,1 613, , , ,1 615,9

6 Douent: SX06a-CZ-EU Strana 6 z θa,t [ C] 900 θ g,t θ a,t t [in] Obráze : Časový průběh teploty plynu a teploty průřezu Teplota průřezu v čase t 15 inut je θ a 61 C. Poznáa: Teplota ocelového průřezu ůže být určena poocí c SD00. Použije se součinitel průřezu A p /V a součinitel zastínění sh 0,667, výsledný součinitel průřezu A /V pro použití grafu z douentu SD00 je 0, Teplota průřezu v čase t 15 inut je θ a 61 C. SD00 Výpočet únosnosti Klasifiace průřezu za zvýšené teploty c t w7,1 r15 d 10,7 b150 Obráze 5: Rozěry průřezu t f

7 Douent: SX06a-CZ-EU Strana 7 z 8 Štíhlost tlačené pásnice je c t f 56,5 5,3 10,7 axiální hodnota pro 1. třídu průřezu je 9ε. Pro zatřídění při požáru se hodnota ε reduuje na 0,85 násobe hodnoty používané při běžné teplotě. Hodnota pro ocel S275 je: ,85 0,92 7,07 Hodnota pro 1. třídu není přeročena, pásnice je 1. třídy. Štíhlost ohýbané stěny je d t w 28,6 35,0 7,1 axiální hodnota pro 1. třídu průřezu je 72ε. Pro zatřídění při požáru se hodnota ε reduuje na 0,85 násobe hodnoty používané při běžné teplotě. axiální hodnota je: 72 0,85 0,92 56,6 Liit pro průřezy 1. třídy není přeročen, stěna je 1. třídy. Průřez je při požáru zařazen do 1. třídy. oentová únosnost průřezu při požáru je: fi,t,rd 1 κ κ 1 2 y,θ W γ pl,y,fi f y.2.3.3(3) Reduční součinitel pro teplotu průřezu θ a 61 C je: y,θ 0, SD003 Poud je nosní vystaven účinů po třech stranách a shora chráněn betonovou desou, je nerovnoěrné rozdělení teploty po průřezu zohledněno součinitele.2.3.3(7) κ 1 0,7. Součinitel κ 2 1, (8) vyjadřuje nerovnoěrné rozdělení teploty podél nosníu.

8 Douent: SX06a-CZ-EU Strana 8 z 8 oentová únosnost při teplotě θ a 61 C: 3 1 0,36 628, fi, t,rd 107,6 N > 8,9 N OK 0,7 1,0 1,0 Syová únosnost: AV,z f y V fi, t,rd y,θ 0,36 177,8 N > 26, N Vfi,Sd OK 3 γ 3 1,0,fi Průřez při požáru vyhovuje.

9 Quality Record průřezu IPE vystaveného norové teplotní řivce SX06a-CZ-EU RESOURCE TITLE průřezu IPE vystaveného norové teplotní řivce Reference(s) EN :2003; EN :2005; :2005 ORIGINAL DOCUENT Nae Copany Date Created by Z. Sool CTU in Prague 11/1/06 Technical content checed by F. Wald CTU in Prague 30/1/06 Editorial content checed by Technical content endorsed by the following STEEL Partners: 1. UK G W Owens SCI 30/6/08 2. France A Bureau CTIC 30/6/08 3. Sweden B Uppfeldt SBI 30/6/08. Gerany C üller RWTH 30/6/08 5. Spain J Chica Labein 30/6/08 6. Luxebourg Haller PARE 30/6/08 Resource approved by Technical Coordinator G W Owens SCI 18/9/06 TRANSLATED DOCUENT This Translation ade and checed by: Z. Sool CTU in Prague 29/6/07 Translated resource approved by F. Wald CTU in Prague 31/7/07 National technical contact F. Wald Strana 9