Návrh žebrové desky vystavené účinku požáru (řešený příklad)

Podobné dokumenty
Část 5.3 Spřažená ocelobetonová deska

Řešený příklad: Požární odolnost plechobetonové desky podle EN

Cvičební texty 2003 programu celoživotního vzdělávání MŠMT ČR Požární odolnost stavebních konstrukcí podle evropských norem

Příklad 3: NÁVRH A POSUDEK TRAPÉZOVÉHO PLECHU A STROPNICE

Část 5.9 Spřažený požárně chráněný ocelobetonový nosník

Materiálové vlastnosti: Poissonův součinitel ν = 0,3. Nominální mez kluzu (ocel S350GD + Z275): Rozměry průřezu:

PŘÍKLAD Č. 3 NÁVRH A POSOUZENÍ ŽELEZOBETONOVÉ DESKY. Zadání: Navrhněte a posuďte železobetonovou desku dle následujícího obrázku.

Řešený příklad: Prostě uložená spřažená stropnice

Část 3: Analýza konstrukce. DIF SEK Část 3: Analýza konstrukce 0/ 43

Stanovení požární odolnosti. Přestup tepla do konstrukce v ČSN EN

133YPNB Požární návrh betonových a zděných konstrukcí. 4. přednáška. prof. Ing. Jaroslav Procházka, CSc.

Obsah: 1. Technická zpráva ke statickému výpočtu 2. Seznam použité literatury 3. Návrh a posouzení monolitického věnce nad okenním otvorem

Část 5.8 Částečně obetonovaný spřažený ocelobetonový sloup

Řešený příklad: Požární odolnost uzavřeného svařovaného průřezu

Posouzení trapézového plechu - VUT FAST KDK Ondřej Pešek Draft 2017

Ocelobetonové konstrukce

Tabulky únosností trapézových profilů ArcelorMittal (výroba Senica)

Příklad - opakování 1:

STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ JIHLAVA

6 PŘÍKLAD VÝPOČTU TLAČENÉHO OCELOBETONOVÉHO SLOUPU

Uplatnění prostého betonu

pedagogická činnost

TENKOSTĚNNÉ A SPŘAŽENÉ KONSTRUKCE

Spřažené ocelobetonové konstrukce požární návrh. Prof.J.Studnička, ČVUT Praha

Zděné konstrukce podle ČSN EN : Jitka Vašková Ladislava Tožičková 1

9. Spřažené ocelobetonové nosníky Spřažené ocelobetonové konstrukce, návrh nosníků teorie plasticity a pružnosti.

ZÁKLADNÍ PŘÍPADY NAMÁHÁNÍ

Statický výpočet požární odolnosti

VYZTUŽOVÁNÍ PORUCHOVÝCH OBLASTÍ ŽELEZOBETONOVÉ KONSTRUKCE: NÁVRH VYZTUŽENÍ ŽELEZOBETONOVÉHO VAZNÍKU S VELKÝM OTVOREM

NÁVRH VÝZTUŽE ŽELEZOBETONOVÉHO VAZNÍKU S MALÝM OTVOREM

Ocelové konstrukce požární návrh

9 OHŘEV NOSNÍKU VYSTAVENÉHO LOKÁLNÍMU POŽÁRU (řešený příklad)

Řešený příklad: Nosník s kopením namáhaný koncovými momenty

Řešený příklad: Prostě podepřená vaznice průřezu IPE

Ocelové konstrukce požární návrh

9 Spřažené desky s profilovaným plechem v pozemních stavbách

Schöck Isokorb typ K. Schöck Isokorb typ K

TENKOSTĚNNÉ A SPŘAŽENÉ KONSTRUKCE

TECHNICKÉ ÚDAJE STAVEBNÍHO SYSTÉMU HEBEL

K133 - BZKA Variantní návrh a posouzení betonového konstrukčního prvku

Příklad 2 Posouzení požární odolnosti železobetonového sloupu

STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ JIHLAVA

Jednotný programový dokument pro cíl 3 regionu (NUTS2) hl. m. Praha (JPD3)

133PSBZ Požární spolehlivost betonových a zděných konstrukcí. Přednáška A9. ČVUT v Praze, Fakulta stavební katedra betonových a zděných konstrukcí

Šroubovaný přípoj konzoly na sloup

TECHNICKÉ ÚDAJE STAVEBNÍHO SYSTÉMU HEBEL

Prvky betonových konstrukcí BL01 6 přednáška. Dimenzování průřezů namáhaných posouvající silou prvky se smykovou výztuží, Podélný smyk,

Jednoduchá metoda pro návrh ocelobetonového stropu

VYZTUŽOVÁNÍ PORUCHOVÝCH OBLASTÍ ŽELEZOBETONOVÉ KONSTRUKCE: NÁVRH VYZTUŽENÍ ŽELEZOBETONOVÉHO VAZNÍKU S MALÝM OTVOREM

Sylabus přednášek OCELOVÉ KONSTRUKCE. Vzpěrná pevnost skutečného prutu. Obsah přednášky. Únosnost tlačeného prutu. Výsledky zkoušek tlačených prutů

Příloha č. 1. Pevnostní výpočty

7 NAVRHOVÁNÍ SPOJŮ PODLE ČSN EN :2006

Řešený příklad: Požární odolnost částečně obetonovaného spřaženého sloupu

CL001 Betonové konstrukce (S) Program cvičení, obor S, zaměření NPS a TZB

1 Použité značky a symboly

NÁVRH A POSOUZENÍ DŘEVĚNÝCH KROKVÍ

3. Tenkostěnné za studena tvarované OK Výroba, zvláštnosti návrhu, základní případy namáhání, spoje, přístup podle Eurokódu.

Sylabus přednášek OCELOVÉ KONSTRUKCE. Princip spolehlivosti v mezních stavech. Obsah přednášky. Návrhová únosnost R d (design resistance)

Statický výpočet postup ve cvičení. 5. Návrh a posouzení sloupu vzpěrné délky

9. Spřažené ocelobetonové nosníky Spřažené ocelobetonové konstrukce, návrh nosníků teorie plasticity a pružnosti.

GlobalFloor. Cofraplus 60 Statické tabulky

Zdivo YTONG a statika

Prostý beton Pedagogická činnost Výuka bakalářských a magisterský předmětů Nosné konstrukce II

GlobalFloor. Cofrastra 40 Statické tabulky

NÁVRH ZESÍLENÍ STROPNÍ KONSTRUKCE VE ZLÍNĚ DESIGN OF STRENGTHENING OF THE ROOF STRUCTURE IN ZLÍN

Betonové konstrukce (S)

Publikace Hodnoty ypožární odolnosti stavebních

5. Aplikace výsledků pro průřezy 4. třídy.

Betonové a zděné konstrukce 2 (133BK02)

Řešený příklad: Prostě uložený nosník s mezilehlým příčným podepřením

NÁVRH OHYBOVÉ VÝZTUŽE ŽB TRÁMU

Navrhování betonových konstrukcí na účinky požáru. Ing. Jaroslav Langer, PhD Prof. Ing. Jaroslav Procházka, CSc.

Problematika navrhování železobetonových prvků a ocelových styčníků a jejich posuzování ČKAIT semináře 2017

GlobalFloor. Cofrastra 70 Statické tabulky

Betonové konstrukce. Beton. Beton. Beton

STATICKÝ VÝPOČET. Zpracování PD rekonstrukce opěrné zdi 2.úsek Starý Kopec. V&V stavební a statická kancelář, spol. s r. o.

7 PARAMETRICKÁ TEPLOTNÍ KŘIVKA (řešený příklad)

15. ŽB TRÁMOVÉ STROPY

Pružnost a pevnost (132PRPE) Písemná část závěrečné zkoušky vzorové otázky a příklady. Část 1 - Test

Ocelobetonové stropní konstrukce vystavené požáru Jednoduchá metoda pro požární návrh

ČSN pro navrhování betonových. Ing. Jaroslav Langer, PhD., Prof. Ing. Jaroslav Procházka, CSc. Novinky v navrhování na účinky požáru Praha 22.2.

Posouzení za požární situace

Schöck Isokorb typ K-UZ

STAV POZNÁNÍ NÁVRHU KONSTRUKCÍ

Klopením rozumíme ztrátu stability při ohybu, při které dojde k vybočení prutu z roviny jeho prvotního ohybu (viz obr.). Obr.

CL001 Betonové konstrukce (S) Program cvičení, obor S, zaměření KSS

Požární zkouška v Cardingtonu, ocelobetonová deska

NÁVRH A POSOUZENÍ DŘEVĚNÉHO PRŮVLAKU

Prvky betonových konstrukcí BL01 3. přednáška

7. přednáška OCELOVÉ KONSTRUKCE VŠB. Technická univerzita Ostrava Fakulta stavební Podéš 1875, éště. Miloš Rieger

Požární odolnost ocelobetonové stropní konstrukce. Eva Dvořáková, František Wald

Předběžný Statický výpočet

YQ U PROFILY, U PROFILY

Posouzení piloty Vstupní data

133PSBZ Požární spolehlivost betonových a zděných konstrukcí. Přednáška A2. ČVUT v Praze, Fakulta stavební katedra betonových a zděných konstrukcí

YQ U PROFILY, U PROFILY

TENKOSTĚNNÉ A SPŘAŽENÉ KONSTRUKCE

2 KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ 2.1 Obecné zásady konstrukčního řešení

VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH

Betonové konstrukce (S)

Transkript:

Návrh žebrové desky vystavené účinku požáru (řešený příklad) Posuďte spřaženou desku v bednění z trapézového plechu s tloušťkou 1 mm podle obr.1. Deska je spojitá přes více polí, rozpětí každého pole je L = 2,5 m. Zatížení desky: stálé g = 2,5 kn/m 2, proměnné q 1 = 4 kn/m 2. Materiál desky: beton C20/25, ocel trapézových plechů S235, výztuž průměru 6 mm v každém žebru, mez kluzu výztuže 490 MPa. Deska má vyhovovat pro běžný stav i pro dobu požární odolnosti R60. 1. Posouzení při běžné teplotě Obr.1 Průřez desky Návrhové zatížení q d = 1,35g + 1,5q 1 = 1,35.2,5 + 1,5.4 = 9,4 kn/m 2 Momenty stanovíme pro pás desky široký 1 m. Za předpokladu vyrovnání momentů budou momenty v poli i v podpoře stejné a budou mít hodnotu: M Sd = 9,4.2,5 2 /16 = 3,7 knm Únosnost jednoho žebra desky v poli: Stanoví se obvyklým způsobem podle ČSN EN 1994-1-1 z průběhu napětí při dosažení mezního stavu únosnosti (plastický stav), který je vykreslen na obr.2. V tlačeném betonu a ve výztuži je dosaženo návrhových pevností obou materiálů. S trapézovým plechem pro jednoduchost nepočítáme. Návrhová pevnost betonu: f cd = 0,85.20/1,5 = 11,3 MPa návrhová pevnost výztuže: f sd = 490/1,15 = 426 MPa plocha výztuže: A = π.6 2 /4 = 28,3 mm 2 Obr.2 Průběh napětí v průřezu jednoho žebra v poli Poloha neutrální osy: x = 28,3.426/11,3.240 = 4,4 mm Rameno sil v betonu a ve výztuži: r = 110 30 2 = 78 mm M pl,rd = 28,3.426.78 = 940 352 Nmm = 0,94 knm M pl,rd = 0,94/0,24 = 3,9 knm > 3,7 knm, průřez vyhovuje

Únosnost jednoho žebra v podpoře: Postupuje se obdobně. Průběh napětí při dosažení mezního stavu únosnosti (plastický stav) je na obr.3 Obr.3 Průběh napětí v průřezu jednoho žebra v podpoře Poloha neutrální osy (odhadem): x = 14 mm rovnováha: 28,3.426 = 80.14.11,3 12 055 ~ 12 656 (splněno) Rameno vnitřních sil r = 110 20 7 = 83 mm M pl,rd = 28,3.426.83 = 1 000 565 Nmm = 1,0 knm M pl,rd = 1,0/0,24 = 4,1 knm > 3,7 knm, průřez vyhovuje 2. Posouzení při požáru 2.1 Požární odolnost z hlediska tepelné izolace Doba za kterou bude dosaženo teploty 180 C (kritérium I), se stanoví ze vzorce: t i = a 0 + a 1. h 1 + a 2. Φ + a 3 A/L r + a 4 /l 3 + a 5 A/ L r l 3 Význam symbolů je zřejmý z obr.4 Obr.4 Označení

Součinitele a i se vezmou z tabulky D.1 ČSN EN 1994-1-2: a 0 = - 28,8 a 1 = 1,55 a 2 = - 12,6 a 3 = 0,33 a 4 = - 735 a 5 = 48,0 Plocha žebra vystavená požáru L r = 80 + 2 (20 2 + 50 2 ) = 188 mm 2 /m Objem žebra A = 50.(80 + 120)/2 = 5000 mm 3 /m Součinitel geometrie žebra: A/L r = 5000/188 = 26,6 mm Pohledový faktor horní pásnice: Φ = ( (h 2 2 + (l 3 + (l 1 - l 2 )/2) 2 ) - ( (h 2 2 + (l 1 - l 2 )/2) 2 ))/ l 3 = ( (50 2 + (120 + (120-80)/2) 2 ) - ( (50 2 + (120-80)/2) 2 ))/ 120 = 0,79 Doba požární odolnosti z hlediska tepelné izolace: t = -28,8 + 1,55.60 12,6.0,79 + 0,33.26,6 735/120 + 48.26,6/120 = 68 minut je více než požadovaných 60 minut a deska tudíž z tohoto hlediska vyhovuje. 2.2 Požární odolnost z hlediska únosnosti Výpočet kladného momentu únosnosti a) Teplota horní pásnice: θ a = b 0 + b 1 /l 3 + b 2 A/L r + b 3 Φ + b 4 Φ 2 Součinitele b i se vezmou z tabulky D.2 ČSN EN 1994-1-2: b 0 = 340 b 1 = - 3269 b 2 = - 2,62 b 3 = 1148,4 b 4 = - 679,8 Po dosazení θ a = 340 3269/120 2,62.26,6 + 1148,4.0,79 679,8.0,79 2 = 726 C b) Teplota stojiny (stejný vzorec, jiné součinitele): θ a = 661 833/120 2,96.26,6 + 537,7.0,79 351,9.0,79 2 = 780 C c) Teplota dolní pásnice (dtto): θ a = 951 1197/120 2,32.26,6 + 86,4.0,79 150,7.0,79 2 = 853 C d) Teplota výztužného prutu v žebru: Vzdálenosti osy výztužného prutu od okraje žebra (obr.4 uprostřed): u 1 = 48 mm u 2 = 50 mm u 3 = 30 mm

Součinitel polohy výztuže: 1/z = 1/ u 1 + 1/ u 2 + 1/ u 3 = 1/ 48 + 1/ 50 + 1/ 30 = 0,144 + 0,141 + 0,183 = 0,468 z = 2,137 mm -0,5 Teplota výztuže: θ s = c 0 + c 1. u 3 /h 2 + c 2. z + c 3 A/L r + c 4. α + c 5 / l 3 Součinitele c i se vezmou z tabulky D.3 ČSN EN 1994-1-2: c 0 = 1191 c 1 = - 250 c 2 = - 240 c 3 = - 5,01 c 4 = 1,04 c 4 = - 925 Úhel α = 68 (obr.4 vpravo) Po dosazení θ a = 1191 250.30/50 240.2,137 5,01.26,6 + 1,04.68 925/120 = 458 C Návrhové pevnosti snížené v důsledku teploty (podle tabulky 3.3 ČSN EN 1994-1-2), součinitele zatížení při požáru γ fi = 1,0: beton (20 C, nesnižuje se): f c,j = 20/1,0 = 20 MPa ocel horní pásnice (726 C): f y,dp = 235.0,199/1,0 = 47 MPa ocel stojiny (780 C): f y,w = 235.0,134/1,0 = 31 MPa ocel dolní pásnice (853 C): f y,hp = 235.0,084/1,0 = 20 MPa ocel výztuže (458 C): f s = 490.0,872/1,0 = 427 MPa Průběh napětí při dosažení mezního stavu únosnosti je vyznačen na obr.5 Obr.5 Průřez v poli při R60, mezní stav únosnosti Poloha neutrální osy (pro jedno žebro šířky 240 mm): x.0,85.240.20 = 120.1.47 + 2.54.1.31 + 80.1.20 + 28,3.427 x = 5,5 mm M fi,rd+ = 80.1.20.108 + 2.54.31.83 + 120.47.58 + 28.78.427 = 1 710 372 Nmm = 1,71 knm M fi,rd+ = 1,71/0,24 = 7,12 knm Výpočet záporného momentu únosnosti Najdou se souřadnice izotermy θ lim. Části žebra teplejší než θ lim (tj. pod izotermou) se zanedbají, s ostatními (nad izotermou) se počítá plně, jejich pevnost se nesnižuje. Plech se ve výpočtu zanedbá. Izoterma je vyznačena na obr.6.

Izoterma je dána vztahem: θ lim = d 0 + d 1. N s + d 2 A/L r + d 3. Φ + d 4 / l 3 Síla ve výztuži: N s = 28,3.490 = 13 867 N Součinitele d i se vezmou z tabulky D.4 ČSN EN 1994-1-2: d 0 = 867 d 1 = - 1,9.10-4 d 2 = - 8,75 d 3 = - 123 d 4 = - 137 Po dosazení: θ lim = 867 1,9.10-4.13867 8,75.26,6 123.0,79 1378/120 = 523 C Souřadnice význačných bodů izotermy (izoterma je vykreslena na obr.6 vlevo): X I = 0 Y I = Y II = 1/((1/z 4/ (l 1 + l 3 )) 2 = 1/((1/2,137 4/ (120 + 120)) 2 = 22,7 mm X II = l 2 /2 + Y 1 (cosα -1)/sinα = 80/2 + 22,7 (cos68-1)/sin68 = 24,7 mm pomocné hodnoty: a = l 1 sinα(1/z + 1/ h 2 ) 2 = 120.sin68 (1/2,137 1 50) 2 = 11,9 c = - 8 (1 + (1 + a)) = - 8 (1 + (1 + 11,9)) = - 36,7 b = 0,5l 1 sinα(1 ( (a 2 4a + c))/a) = 0,5.120.0,927 (1 ( (11,9 2 4.11,9-36,7))/11,9) = 20,2 X III = l 1 /2 b/sinα = 120/2 20,2/0,927 = 38,2 mm Y III = h 2 = 50 mm X IV = l 1 /2 + l 3 /2 = 120/2 + 120/2 = 120 mm Y IV = h 2 + b = 50 + 20,2 = 70,2 mm Na obr.6 vpravo je pro účinný průřez vynesen průběh napětí v mezním stavu únosnosti Obr.6 Vlevo izoterma v žebru, uprostřed účinný průřez a vpravo průběh napětí v mezním stavu únosnosti při R60 Polohu neutrální osy odhadneme 15 mm pod úrovní horní pásnice plechu. Vyzkoušíme rovnováhu sil 28,3.490 = (50.13 + 15.13)0,85.20 13 867 ~ 14 365 splněno M fi,rd- = (50.13 + 15.13)0,85.20.61 = 866 320 nmm = 0,86 knm M fi,rd- = 0,86/0,24 = 3,6 knm

Zatížení při požáru: Redukční součinitel η fi = (G k + ψ fi Q k )/(γ G G k + γ Q Q k ) = (2,5 + 0,65.4)/(1,35.2,5 + 1,5.4) = 0,54 Pozn.: součinitel ψ fi = 0,65 je bezpečnou hodnotou, přesněji ho lze určit podle článku 2.4.2, obr.2.1 ČSN EN 1994-1-2 V desce působí při požáru v poli i v podpoře momenty M fi,sd = η fi M Sd = 0,54.3,7 = 2,0 knm < M fi,rd (= v poli 7,12 knm, v podpoře 3,6 knm) Žebrová deska tudíž vyhovuje všem požadavkům.

QUALITY RECORD Název Popis Kategorie Název souboru Návrh žebrové desky vystavené účinku požáru (řešený příklad) Řešený příklad dokumentuje návrh a posouzení žebrové spřažené desky v běžné teplotě a na účinky požáru. Spřažené ocelobetonové konstrukce 4-4_Priklad_Navrh_zebrove_desky.pdf Datum vytvoření 11. 1. 2007 Autor Klíčová slova Prof. Ing. Jiří Studnička, DrSc. Katedra ocelových a dřevěných konstrukcí, Fakulta stavební, ČVUT v Praze Žebrová deska; Posouzení pří běžné teplotě; Požární odolnost z hlediska tepelné izolace; Požární odolnost z hlediska únosnosti; Zatížení při požáru. Eurokódy EN 1990 EN 1991 EN 1993 EN 1994 Literatura Wald F. a kol.: Výpočet požární odolnosti stavebních konstrukcí, České vysoké učení technické v Praze, Praha 2005, 336 s., ISBN 80-0103157-8.