Odolnost František WALD Jan BEDNÁŘ, Tomáš JÁNA, Olivier VASSART, Bin ZHAO Software pro požární návrh konstrukcí 9. února 2011
Motivace Seznámit s možnostmi požárního návrhu jako celku Částečná požární ochrana Více se chrání tam, kde má smysl Nechrání se, co není třeba Tři části, František Wald Jednoduchá metoda pro návrh, Jan Bednář Software, Tomáš Jána 2
Obsah lekce Úvod - požár podlažních Shrnutí - chování 3
podlažních Požár Čtrnáctipatrová ocelobetonová budova v Londýně Velký požár před dokončením stavby Teploty nad 1000 C Průhyby nad 600 mm Jen místní porušení Oprava za 3 měsíce, nosná kce. 20 % ceny 4
Osmipodlažní ocelobetonová budova Požární zkoušky 1995-2003 podlažních Přípoj stropnice na průvlak Přípoj nosníků na sloup 5
Rozpětí 9,0 m Zahřívání plyn. hořáky podle nominální norm. křivky podlažních 6
podlažních Porovnání průhybu nosníku v konstrukci a volně uloženého nosníku na peci Průhyb (% rozpětí) 3,0 2,0 1,0 1/30 rozpětí V konstrukci Volně na peci 0 0 200 400 600 800 1000 Teplota ( C) se neporušil Nosník volně na peci se porušil při 650 C 7
Zkouška nosníků napříč objektem Zahřívání plyn. hoř. podle nominální normové křivky podlažních 8
Trvalý průhyb nosníků podlažních Zkrácení nechráněné části sloupu 9
Ohřev latěmi z měkkého dřeva podlažních 10
podlažních Průhyb ve středu (mm) 600 500 400 300 200 100 0 0 Průhyb Teplota 200 0 50 100 150 200 250 300 350 Čas (min) Teplota dolní pásnice nosníku asi 1014 C Průhyb ve středu rozpětí přes 428 mm 1200 1000 800 600 400 Teplota dolní pásnice ( C) 11
Plocha požárního úseku 130 m² Hořel kancelářský nábytek, počítače a papíry podlažních 12
podlažních Okna se skly Požární zatížení 13
podlažních Teplota plynu ( C) 1400 1200 1000 800 600 400 Porušení okna požárem 200 Rozbití okna hasiči 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Čas (min) 14
Po požáru Konstrukce celistvá a neporušena podlažních Průhyb stropnice 640 mm Přípoje nosníků na sloup 15
podlažních podlažních Dvě zkoušky po třech automobilech 16 m Směr větru Test 2 Test 1 5 m IPE 400 IPE 500 Rohový sloup HEA 180 Vnitřní sloup HEB 200 IPE550 16
podlažních První podlažních 10 min 17
podlažních První podlažních 33 min 18
podlažních Druhá podlažních 10 min 19
podlažních Druhá podlažních 25 min 20
podlažních Druhá podlažních 44 min 21
podlažních Teplota dolní pásnice nechráněných nosníků 720 C K porušení konstrukce nedošlo Teplota nosníku ( C) podlažních 800 600 400 200 Zkouška 1 - nosník 1 Zkouška 1 - nosník 2 Zkouška 2 - nosník 1 Zkouška 2 - nosník 2 0 0 30 60 90 120 150 180 210 Čas (min) 22
podlažních Průhyb (mm) podlažních Průhyb ve středu nosníků 50 0-50 -100-150 Zkouška 1 nosník 1 Zkouška 1 nosník 2 Zkouška 2 nosník 1 Zkouška 2 nosník 2 0 30 60 90 120 150 180 210 Čas (min) 23
podlažních Numerické model MKP Model zkoušky 4,5 m Nosník 6,0 m Průvlak Požární úsek Nosník Průvlak 4,5 m 9,0 m Nosník 24
Vektory hlavních napětí v desce při zahřívání Teplota plynu 20 C 20 C Model programem VULCAN, prof. I. Burgess
100 C Model programem VULCAN, prof. I. Burgess
200 C Model programem VULCAN, prof. I. Burgess
300 C Model programem VULCAN, prof. I. Burgess
400 C Model programem VULCAN, prof. I. Burgess
500 C Model programem VULCAN, prof. I. Burgess
600 C Model programem VULCAN, prof. I. Burgess
700 C Model programem VULCAN, prof. I. Burgess
800 C Model programem VULCAN, prof. I. Burgess
900 C Tlačený prstenec Tažený střed
Modely MKP druhé zkoušky podlažních Simulace deformace MKP ANSYS podlažních 35
podlažních Porovnání 2D a 3D modelu Modely MKP druhé zkoušky podlažních Průhyb (mm) 0-40 -80-120 Čas (min) 0 15 30 45 60 75 Zkouška Hori. Disp. (mm) 60 40 20-160 -200 Výpočet 3D Výpočet 2D 0 0 36
Nárůst teploty konstrukce při požáru podlažních Prostý ohyb Nosník a deska v ohybu Plastický kloub v nosníku Rozvoj mechanizmu liniových kloubů Membránové působení Membránové působení 37
Shrnutí Membránové působení je třeba konstrukčně zajistit Nejpřesnější popis porušení Model MKP Analytický popis podlažních Porušení okraje desky v tlaku Porušení středu desky v tahu Deska po okraji pouze svisle podepřená 38
Děkuji za pozornost fire.fsv.cvut.cz/fracof