Moderní požární návrh PŘÍKLAD REALIZOVANÉHO PROJEKTU Administrativní budova Arcelor Profil Luxembourg Research Centre Projekty realizované v Lucembursku 0/ 28
Použití NFSC metody Určení nejhorších požárních scénářů a zatížení Výpočet teploty plynů Výpočet teploty v oceli Teplota oceli < 550 C Teplota oceli > 550 C Výpočet MKP Nedochází k poruše Dochází k poruše Ochrana není nutná Konstrukce musí být Změněna nebo chráněna Projekty realizované v Lucembursku 1/ 28
Základní údaje: Vlastník: State Street Building Kirchberg S.A. Lokalita: Kirchberg, Luxembourg City Výstavba: 2000-2002 Architekt: Atelier a+u Projektant: Schroeder & Associés S.A., TR-Engineering Dodavatel: HOCHTIEF Luxemburg S.A. Stavba: 4-podlažní administrativní budova (+ 3 podzemní podlaží garáže) Rozměry: H = 21.6 m, L x W= 63 38.8 m Konstrukce: Spražená konstrukce Projekty realizované v Lucembursku 2/ 28
Popis konstrukčního systému Konstrukce: Spřažené nosníky IPE 600 z oceli S460 a HEA 280 z oceli S355 (plné spřažení) Rozpětí 15.15m / 8.5m Deska o tloušťce 160 mm z betonu C30/37 (prefabrikovaná deska 40 mm) Rozpětí desky 4.5m Částečně obetonované sloupy HD 400x 237(187) S355 Kloubové spoje mezi sloupy a průvlaky Vodorovnou tuhost zajišťuje betonové jádro (schodiště) Projekty realizované v Lucembursku 3/ 28
Požárně bezpečnostní koncept Koncept přirozeného požáru pro vrchní stavbu (ne garáže) Aktivní požárně bezpečnostní opatření : Elektrická požární signalizace Zařízení dálkového přenosu k požární jednotce Koncept přirozeného požáru aplikován na: Částečně obetonované sloupy Spřažené nosníky Ne ANO Projekty realizované v Lucembursku 4/ 28
Čelní pohled Projekty realizované v Lucembursku 5/ 28
Zatížení p 1 P 1 p 2 P1 p 1,2 m 4 p 3 m 17,1 4,2 m 4,2 m p 3 p 3 4,5 m 4,5 m A B C D 15,15 m 850m 8,50 15,15 m 38,80 m Projekty realizované v Lucembursku 6/ 28
Určení požárního zatížení Teplota plynu je spočtena pomocí programu OZone V2 Požární úsek : Plocha podlah: A f = 291 m 2 (A t /A f = 3,0) Výška h = 4,14 m Celková plocha otvorů: A w = 57,0 m 2 Max Opening Factor: O-F = 0,09 m 1/2 Požární zatížení í : q fi,d = δ q1 δ q2 Πδ ni m q fi,k = 1,5 1,0 0,495 0,8 511 = 310 MJ/m 2 Projekty realizované v Lucembursku 7/ 28
Požární úseky Nejvyšší teplota plynu py v požárním úseku 1 Nejvíce zatížený rám Přízemí Projekty realizované v Lucembursku 8/ 28
Dvouzónový výpočetní program OZone V2.2 Projekty realizované v Lucembursku 9/ 28
OZone: Vstupní data - Geometrie Projekty realizované v Lucembursku 10 / 28
Ozone: Vstupní data Požární data Projekty realizované v Lucembursku 11 / 28
Ozone: Vstupní data Schéma hoření Projekty realizované v Lucembursku 12 / 28
Ozone: Vstupní data Parametry výpočtu Projekty realizované v Lucembursku 13 / 28
Nejhorší důsledky požáru v odpovídajících úsecích 900 Teplota plynů při scénáři poruchy skla Teplota ply ynů [ C] 800 A: Stupňovitě 20 C=5% 400 C=50% 500 C=100% B: Stupňovitě 20 C=10% 400 C=50% 500 C=100% 700 600 500 400 300 C: Stupňovitě 20 C=20% 400 C=50% 500 C=100% D: Lineárně 20 C=10% 400 C=50% 500 C=100% E: Konstantně=100% 200 100 0 0 15 30 45 60 75 90 105 120 Čas [min] Projekty realizované v Lucembursku 14 / 28
Teplota plynů pro požární scénář B v odpovídajícím požárním úseku 900 Teplota plynů - požární scénář B 800 700 Tmax= 850 C Teplá zóna Teplota ply ynů [C ] 600 500 400 300 Studená zóna 200 100 0 0 15 30 45 60 75 90 105 120 Čas [min] Projekty realizované v Lucembursku 15 / 28
RHR požárního scénáře B v odpovídajícím požárním úseku 80 RHR Scénář B Množs ství uvolněné ého tepla [MW W] 70 60 50 40 30 20 RHR Data RHR Výpočet 10 0 0 15 30 45 60 75 90 105 120 Čas [min] Projekty realizované v Lucembursku 16 / 28
Teplota plynu a oceli scénář B v odpovídajícím požárním úseku 900 Teplota plynu a oceli - požární scénář B 800 Teplota plynů - scénář B 700 Teplota oceli IPE 600 600 Teplota [ C] 500 400 300 200 100 0 0 15 30 45 60 75 90 105 120 Čas [min] Projekty realizované v Lucembursku 17 / 28
Důsledky teplotní analýzy Vzhledem k tomu, že maximální teplota v oceli dosahuje hodnot vyšších než 700 C, musí být analyzováno celkové chování konstrukce Výpočet MKP Projekty realizované v Lucembursku 18 / 28
Zatížení při požáru Administrativní budova: Provozní zatížení í (nahodilé + sníh): P = γ G G + γ Q Q 1 + γ Q ψ 0 Q 2 P = 1,35 G + 1,5 Q 1 + 1,5 0,5 Q 2 Zatížení při požáru (nahodilé + sníh): P = γ G G + ψ 1 Q 1 + ψ 2 Q 2 P = 1,0 G + 0,5 Q 1 + 0 Q 2 Projekty realizované v Lucembursku 19 / 28
Hodnoty ψ součinitele pro budovy Zatížení Kategorie užitných zatížení pro pozemní stavby (viz EN 1991-1-1) Kategorie A : obytné prostory Kategorie B : Kancelářské prostory Kategorie C :Shromažďovací prostory Kategorie D :Obchodní prostory Kategorie E : Skladové prostory Kategorie F : Dopravní prostory tíha vozidla 30kN Kategorie G:Dopravní prostory, ψ 0 ψ ψ 1 2 30 kn < tíha vozidla 160kN 0,7 0,5 0,3 Kategorie H :střechy 0 0 0 Zatížení sněhem (viz EN1991-1-3) Finsko, Island, Norsko, Švédsko 070 0,70 050 0,50 020 0,20 Ostatní členské státy CEN, stavby v nadmořské výšce 0,70 0,50 0,20 H > 1000 m n.m. Zbylé členské státy CEN, stavby v nadmořské výšce 0,50 0,20 0 H 1000 m n.m. Zatížení větrem (viz EN1991-1-4) 0,6 0,2 0 Teploty (ne od požáru) pro pozemní stavby (viz EN1991-1.5) 0,6 0,5 0 0,7 0,7 0,7 07 0,7 1,0 0,7 0,5 0,5 0,7 07 0,7 0,9 0,7 0,3 0,3 0,6 06 0,6 0,8 Projekty realizované v Lucembursku 20 / 28 0,6 ( Reference : EN1990 - únor 2002)
Modelování konstrukce při požáru p 1 = 42,8 KN/m P 1 = 125 KN p 2 = 51,6 KN/m P 1 = 125 KN p 1 = 42,8 KN/m 2 m 4, p 3 = 42,8 KN/m m 4,2 m p 3 = 42,8 KN/m 17,1 4,2 m Části konstrukce vystavené požáru p 3 = 42,8 KN/m 4,5 m Analyzovaný požární úsek 4,5 m A B 15,15 m 8,50 m 15,15 m C D 38,80 m Projekty realizované v Lucembursku 21 / 28
Vývoj průběhu teploty v průřezu Teplota plynů Výstup z programu OZone Projekty realizované v Lucembursku 22 / 28
CEFICOSS výsledky Minimální vlastní hodnoty Projekty realizované v Lucembursku 23 / 28
CEFICOSS výsledky Steady increase of rebars until that the Minimum Eigen Value > 0 Projekty realizované v Lucembursku 24 / 28
Deformace Maximální deformace v čase t = 50 min Projekty realizované v Lucembursku 25 / 28
Závěry Arcelor research použil požárně odolný spoj Je nutná přídavná výztuž nad střední podporou T T T T IPE 600 ený slo oup Spřaž T T TTTTBetonová deska 3 x 2 M27 2M12 V tomto případě můžou nosníky zůstat bez ochrany Projekty realizované v Lucembursku 26 / 28
Obrázek konstrukce Projekty realizované v Lucembursku 27 / 28
Obrázek spoje Projekty realizované v Lucembursku 28 / 28
Děkuji za pozornost jiří.žižka@fsv.cvut.cz URL: fire.fsv.cvut.cz/difisek