Obr. 1: Řez masivním průřezem z RD zasaženým účinkům požáru

Transkript

1 Teorie: Dřevo a materiály na bázi dřeva jsou sloučeninami uhlíku, kyslíku, vodíku a dalších rvků řírodního ůvodu. Jedná se o hořlavé materiály, jejichž hořlavost lze do jisté míry omezit ovrchovou úravou, říadně imregnací ohnivzdornými solemi. Další možností, jak snížit účinek ožáru na dřevěné konstrukce je jejich ochrana zěňujícími, či zlyňujícími nástřiky, oř. obklady z nehořlavých, či hořlavých materiálů. Masivní dřevěné rvky vystavené trvalému ožáru a telotě okolo C vzlanou na ovrchu a zočátku oměrně silně hoří. Postuně se vytvoří zuhelnatělá vrstva, která má řibližně 6-krát leší teelně-izolační vlastnosti než rostlé dřevo. Tato vrstva ak chrání zbytkový růřez řed účinky intenzivního ohřevu od ožáru. Vnější ovrch zuhelnatělé vrstvy má telotu blízkou telotě ožáru, vnitřní ovrch zuhelnatělé vrstvy má telotu okolo C. Pod zuhelnatělou vrstvou se nachází vrstva telotně ovlivněného dřeva o tloušťce cca 35 mm, jejíž evnostní a řetvárné vlastnosti jsou teelně ovlivněny a sníženy. Část této vrstvy o telotě nad C se nazývá vrstva yrolýzy, rotože v ní dochází k intenzivnímu teelnému rozkladu sojenému s uvolňováním lynů a vyznačujícím se změnou barvy a ztrátou hmotnosti. Vlhkost se intenzivně vyařuje z vrstev s telotou řesahující C. Pod vrstvou yrolýzy se nachází teelně rakticky neovlivněný zbytkový růřez, který se v čase s ostuujícím ožárem zmenšuje - viz obr. 1. Obr. 1: Řez masivním růřezem z RD zasaženým účinkům ožáru Subtilní rvky je třeba řed účinky ožáru chránit obklady, které dostatečně rodlouží dobu do oškození těchto rvků ožárem a tím je zajištěna ožární odolnost.

2 Příklad: Posuďte únosnost slouu ro 30 min. ožární odolnost (R30) viz. obrázek. Materiál: LLD SA, třída vlhkosti 1. ákres: 1) Materiálové charakteristiky f c,0,g,k = 2 MPa E 0,05,g = MPa 2) Průřezové charakteristiky A = 25 7 mm 2 I y = I z = 5, = mm W y = W z = 5, mm 3 i y = i z = 5 mm

3 Posouzení metodou redukovaného růřezu: Obr. 8: Definice zbytkového a účinného růřezu Hloubka zuhelnatění: d ef = d char + k 0. d 0 = 26,5 mm d char = β 0. t β 0 = 0,7 mm/min (LLD) viz tab.2 k 0 = 1,0 (viz tab.1) - nechráněný ovrch d 0 = 7 mm Tabulka 1: Nechráněné ovrchy t < 20 min k 0 = t / 20 t 20 min k 0 = 1,0 t ožadovaná doba ožární odolnosti ro normové ožární namáhání; Tabulka 2: Druh dřeva β 0 [mm/min] a) dřevo jehličnatých dřevin a buk Rostlé dřevo s charakteristickou hustotou 290 kg.m -3 0,65 Leené lamelové dřevo s charakteristickou hustotou 290 kg.m -3

4 Průřez o 30 min. ožárního zatížení: A fi,d = π. (d - 2.d ef) 2 = mm 2 I fi = π. (d - 2.d ef) = 1, mm i fi = (d - 2.d ef) = 31,75 mm Pevnost v tlaku o 30 min. ožárního zatížení: f c,0,g,d,fi = k mod,fi. k fi. f k = 27,6 MPa k mod,fi je modifikační součinitel ro ožár, který zohledňuje účinky teloty a vlhkosti na arametry evnosti a tuhosti k mod,fi = 1; k fi ro rostlé dřevo k fi = 1,25; ro leené lamelové dřevo a desky na bázi dřeva k fi = 1,15; f k charakteristická evnost ři běžné telotě; = 1,0. Mezní stav únosnosti: E fi,d = k mod,fi. k fi. E k,05 σ c,o,g,d,fi = 7,11 MPa λ = 116,5 σ c,crit,fi = 7,35 MPa λ rel,fi = f c,0,g,k σ c,crit,fi = 1,81 = MPa k fi = 0,5. [1 + β c (λ rel,fi 0,3) + λ rel,fi 2 ] = 2,21 β c součinitel ro rvky slňující meze zakřivení - rostlé dřevo β c = 0,2; - leené lamelové dřevo β c = 0,1. 1 k c,fi = k fi + k 2 2 fi - λ = 0,288 rel,fi σ c,o,g,d,fi = 7,5 MPa < k c,fi. f c,0,g,d,fi = 7,9 MPa VYHOVUJE

5 Posouzení metodou redukovaných vlastností d char = β 0. t = 19,5 mm f fi,d = k mod,fi. k fi. f k E fi,d = k mod,fi. k fi. E k,05 E fi,d = k mod,fi. k fi. E mean (bez ohledu na zaoblení rohů) (MSÚ) (MSÚ) (MSP) ro evnost v ohybu: k mod,fi = A r ro evnost v tlaku: k mod,fi = A r ro evnost v tahu a E: k mod,fi = 1, kde 330. A r obvod zbytkového růřezu namáhaného ožárem v [m]; A r locha zbytkového růřezu v [m 2 ]. Obvod a locha zbytkového růřezu namáhaného ožárem: = π. (d 2.d char ) = 3 mm A r = π. (d - 2.d char) 2 π. ( )2 = = 15 61,5 mm 2 k mod,fi,c = 1 - = 0,773 (ro evnost v tlaku) 125. A r k mod,fi,e = 1 - = 0,91 (ro evnost v tahu a modul ružnosti) 330. A r E fi,d = k mod,fi,e. k fi. E k,05 = 0,91. 1, = MPa (MSÚ) f c,0,fi,d = k mod,fi,c. k fi. f k =0,773. 1, i fi,r = (d - 2.d char) = 35,25 mm λ = 10,96 σ c,crit,fi = 8,29 MPa λ rel,fi = 1,702 k fi = 2,019 k c,fi = 0,322 σ c,o,g,d,fi = 5,76 MPa < k c,fi. f c,0,g,d,fi = 6,87 MPa = 21,33 MPa (MSÚ) VYHOVUJE

6 Příklad: Posuďte únosnost nosníku (na ohyb) ro 30-minutovou ožární odolnost (R30). Prostý nosník o rozětí 2 m z LLD SA má obdélníkový růřez 160/1200 mm. Třída vlhkosti 1. Sojité rovnoměrné zatížení q d,fi = 8 kn/m. ákres: Materiálové charakteristiky f m,g,k = 2 MPa Průřezové charakteristiky A = 1, mm 2 I y = 2, mm W y = 3, mm 3 Vnitřní síly max V = 96 kn max M = 576 knm Posouzení metodou redukovaného růřezu σ m,d,fi < f m,g,fi,d Hloubka zuhelnatění: d ef = d char + k 0. d 0 d char = β 0. t β 0 = 0,65 mm/min (LLD) viz tabulka 2 k 0 = 1,0 (viz tabulka 1) - nechráněný ovrch d 0 = 7 mm

7 MS únosnosti: Pevnost v tlaku o 30 min. ožárního zatížení: d ef = β 0. t + k 0. d 0 = 0, = 26,5 mm W fi,30 = 1 6. b fi,30. h 2 fi,30 = 2, mm 3 f m,g,fi,d = k mod,fi. k fi. f m,g,k = 27,6 MPa σ m,d,fi = 23,5 MPa < f m,g,fi,d = 27,6 MPa VYHOVUJE Posouzení metodou redukovaných vlastností Hloubka zuhelnatění: b 1 ) b 2 ) d char = β 0. t (bez ohledu na zaoblení rohů) d char = β n. t (s ohledem na zaoblení rohů a trhliny) β n = 0,7 mm/min (jehličnaté a bukové LLD dřevo a ρ k 290 kg.m -3 ) = 0,8 mm/min (rostlé jehličnaté a bukové dřevo a ρ k 290 kg.m -3 ) Poloměr zaoblení rohů r: Obr. Poloměr čáry zuhelnatění v rozích, závislý na čase Bez ohledu na zaoblení rohů d char = 19,5 mm (r max = b r 2, h r 2 b r, h r = zbytkové rozměry růřezu) W fi,30 = 1 6. b fi,30. h 2 fi,30 = 2, mm 3 k mod,fi = 0,909 (ro evnost v ohybu) = 2,603 m (obvod zbytkového růřezu) A r = 0,128 (locha zbytkového růřezu) f m,g,fi,d = 25,088 MPa σ m,d,fi = 20,95 MPa < f m,g,fi,d = 25,088 MPa VYHOVUJE S ohledem na zaoblení rohů d char = β. t = 0,7. 30 = 21 mm r = 20 mm