Požární odolnost ocelobetonových stropů



Podobné dokumenty
OPTIMALIZOVANÉ PREFABRIKOVANÉ BALKONOVÉ DÍLCE Z VLÁKNOBETONU

5 Navrhování vyztužených zděných prvků

Příručka uživatele návrh a posouzení

2. STANOVENÍ TEPELNÉ VODIVOSTI.

TESTOVÁNÍ SOFTWARU PAM STAMP MODELOVÝMI ZKOUŠKAMI

Tel/fax: IČO:

STÍRÁNÍ NEČISTOT, OLEJŮ A EMULZÍ Z KOVOVÝCH PÁSŮ VE VÁLCOVNÁCH ZA STUDENA

Základy sálavého vytápění ( ) 6. Stropní vytápění Ing. Jindřich Boháč

Návrh rozměrů plošného základu

Nástroje produktivity

Řezání lanem. Přehled použití 52 Přehled produktových řad 53 Přehled výhod 54 Lanová pila Husqvarna 56 Diamantové nástroje pro lanové řezání 60

Přezkoumání vhodnosti použití zvýšené podlahy pro aplikace datových středisek

I. Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení pozemních staveb

Technická zpráva ke konstrukční části:

SKLÁDANÉ OPĚRNÉ STĚNY

ŽELEZOBETZONOVÉ STROPY

doc. Ing. Martin Hynek, PhD. a kolektiv verze Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

Sada 1 Klempířská technologie

LANOVÁ STŘECHA NAD ELIPTICKÝM PŮDORYSEM

UNIFORM. Podlahové lišty. Technická příručka. Systém podlahových lišt / ztraceného bednění. Verze: CZ 12/2015

Vyřizuje: Tel.: Fax: Datum: Oznámení o návrhu stanovení místní úpravy provozu na místní komunikaci a silnici

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/

Zajištění stavební jámy. akreditovaný program N/05 PŘÍPRAVA A REALIZACE STAVEB

Česká zemědělská univerzita v Praze Fakulta provozně ekonomická. Obor veřejná správa a regionální rozvoj. Diplomová práce

REVITALIZACE VEŘEJNÝCH PROSTRANSTVÍ, III. ETAPA B2.1. TECHNICKÁ ZPRÁVA

PALETOVÉ REGÁLY SUPERBUILD NÁVOD NA MONTÁŽ

PRŮMYSLOVÁ ROLOVACÍ VRATA A MŘÍŽE

METODIKA PRO NÁVRH TEPELNÉHO ČERPADLA SYSTÉMU VZDUCH-VODA

STATICKÁ ÚNOSNOST 3D MODELU SVĚRNÉHO SPOJE

STŘEDNÍ PRŮMYSLOVÁ ŠKOLA STROJÍRENSKÁ a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky, Kolín IV, Heverova 191. Obor M/01 STROJÍRENSTVÍ

Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. Tváření. Název: Přesný střih. Téma: Ing. Kubíček Miroslav. Autor:

7. Stropní chlazení, Sálavé panely a pasy - 1. část

Mateřská škola Dukelská DOKUMENTACE PRO STAVEBNÍ POVOLENÍ. F Technická zpráva

Stavební technologie

Přednášející Ing. Daniel Šmíd produktový manažer podlahové systémy

Schöck Tronsole typ Z

Ėlektroakustika a televize. TV norma ... Petr Česák, studijní skupina 205

Pasivní dům Vějíř v Bystrci

Podklady pro navrhování podlahových souvrství z hlediska akustických požadavků

Brno VMO, Pražská radiála, Pisárecký tunel

Zadání. Založení projektu

OBOUSMĚRNÝ PŘEKLAD V ELETRONICKÝCH SLOVNÍCÍCH ZNAKOVÉHO JAZYKA

Podniková norma energetiky pro rozvod elektrické energie ŽELEZOBETONOVÉ PATKY PRO DŘEVĚNÉ SLOUPY VENKOVNÍCH VEDENÍ DO 45 KV

NAŠÍM CÍLEM JE SPOKOJENÝ ZÁKAZNÍK. NA BETON! 30 % LEPŠÍ TEPELNĚ IZOLAČNÍ VLASTNOSTI RYCHLOST REALIZACE VODĚODOLNOST

Obr Příklady ručních nástrojů

Provoz a poruchy topných kabelů

Ploché výrobky z konstrukčních ocelí s vyšší mezí kluzu po zušlechťování technické dodací podmínky

1 KLOUBOVÉ HŘÍDELE. Přenos točivého momentu u automobilu s klasickou koncepcí a výkyvnou zadní hnací nápravou

ZESÍLENÍ ZÁKLADŮ PŘI PŘESTAVBĚ A NÁSTAVBĚ VÝŠKOVÉ BUDOVY ZENTIVA a.s.

Technické podmínky. Praskliny na fasádě budou lokálně vyspraveny za použití helikální výztuže o průměru D 6 mm.

TECHNICKÉ KRESLENÍ A CAD

1.11 Vliv intenzity záření na výkon fotovoltaických článků

KONSTRUKČNÍ SYSTÉMY HALOVÝCH STAVEB

Návrh reengineeringu vybraných procesů společnosti NeXA

Analýza oběžného kola

ANALÝZA PODMÍNEK PRO ROZŠÍŘENOU APLIKACI VÝSLEDKŮ ZKOUŠEK POŢÁRNÍ ODOLNOSTI A REAKCE NA OHEŇ. Stav k Zpracovatel: Ing. Roman Zoufal, CSc.

Hliníkové požáru odolné konstrukce

MATEŘSKÁ ŠKOLA JIŘÍKOV

Řízení kalibrací provozních měřicích přístrojů

ZADÁVACÍ DOKUMENTACE

Stavební pouzdra pro posuvné dveře

Spoje se styčníkovými deskami s prolisovanými trny

KOMISE EVROPSKÝCH SPOLEČENSTVÍ. Návrh NAŘÍZENÍ RADY

Antény. Zpracoval: Ing. Jiří. Sehnal. 1.Napájecí vedení 2.Charakteristické vlastnosti antén a základní druhy antén

TUNELY NA SOKP 513 PROJEKT A REALIZACE VZDUCHOTECHNICKÉHO OBJEKTU NOUZOV

rozměry základní typ přídavná roletová izolace 440 +přídavná žaluziová izolace překlad s omítkou 20 mm Dodávka

Návrh induktoru a vysokofrekven ního transformátoru

PŘÍRUČKA K PŘEDKLÁDÁNÍ PRŮBĚŽNÝCH ZPRÁV, ZPRÁV O ČERPÁNÍ ROZPOČTU A ZÁVĚREČNÝCH ZPRÁV PROJEKTŮ PODPOŘENÝCH Z PROGRAMU BETA

POVRCHOVÉ ÚPRAVY SOKLŮ BUDOV Z POHLEDU JEJICH PŘÍMÉ APLIKACE NA HYDROIZOLAČNÍ POVLAKY Z PVC- P FÓLIÍ SYSTÉMU FATRAFOL-H

PŘESTAVITELNÝ STŘEDOVÝ SLOUP VJEZDU DO HALY

KOREKCE MAXIMÁLNÍ DOSAHOVANÉ RYCHLOSTI NÁKLADNÍCH VLAKŮ CORRECTIONS OF MAXIMUM SPEED ACHIEVED BY FREIGHT TRAINS

269/2015 Sb. VYHLÁŠKA

ČSN : 4: 2002) ČSN EN

Snímače tlaku a síly. Snímače síly

1.3 Druhy a metody měření

TALISMAN. (dále také jen TAL 5.0 )

Kondenzátory nízkého napětí

5 ZKOUŠENÍ CIHLÁŘSKÝCH VÝROBKŮ

Kompenzační kondenzátory FORTIS Pro

RÁMCOVÁ DOHODA ŠVÝCARSKOU FEDERÁLNÍ RADOU. VLÁDOU ČESKÉ REPUBLIKY týkající se

Zadávací podmínky opatření alternativního učení pro cílovou skupinu Migranti

Ekvitermní regulátory, prostorová regulace a příslušenství

Č e s k ý m e t r o l o g i c k ý i n s t i t u t Okružní 31,

Podrobný postup pro vygenerování a zaslání Žádosti o podporu a příloh OPR přes Portál farmáře

REKONSTRUKCE VZNIKU A VÝVOJE PRIVILEGOVANÉ PRŮSAKOVÉ CESTY NA PŘEHRADĚ MOSTIŠTĚ

S námi energii neztratíte

4.5.1 Magnety, magnetické pole

1 BUBNOVÁ BRZDA. Bubnové brzdy používané u vozidel jsou třecí s vnitřními brzdovými čelistmi.

Městský úřad Horšovský Týn odbor výstavby a územního plánování náměstí Republiky č.p. 52, Horšovský Týn

Jednořadá kuličková ložiska Jednořadá kuličková ložiska s plnicími drážkami Nerezová jednořadá kuličková ložiska...

POVODNĚ MSK 2010 MOST EV. Č PŘES ŘEKU OLŠI V KARVINÉ

Pokyny k vyplnění Průběžné zprávy

Počítače s kuriózním hardwarem. Martin Damek, 2007

Dvoupásmový přístupový bod pro venkovní použití Návod k obsluze - EC-WA6202 (EC-WA6202M)

KLASIFIKÁTOR IZOLOVANÝCH SLOV NA BÁZI UMĚLÉ NEURONOVÉ SÍTĚ

Všeobecně lze říci, že EUCOR má několikanásobně vyšší odolnost proti otěru než tavený čedič a řádově vyšší než speciální legované ocele a litiny.

tvarovka průběžná celá tvarovka ukončující celá tvarovka ukončující poloviční tvarovka sloupková měrná jednotka ks/m 2 paleta / ks 1 kus / kg

Izolační bednění s vysokou tepelnou izolací ze šedého polystyrenu EPS pro energeticky úsporné budovy

Tepelné ztráty v potrubí se sníží až o 80 %.

3 nadbytek. 4 bez starostí

Transkript:

Požární odolnost ocelobetonových stropů Jan Bednář, František Wald České vysoké učení technické v Praze Úvod Při sledování požárních zkoušek celých konstrukcí ve skutečném měřítku se zjistilo, že požární odolnost ocelobetonových desek je mnohem větší než se počítá v běžném požárním návrhu při posouzení konstrukce po prvcích, tj samostatně ocelobetonová desky, průvlaků a stropnic. Cílem příspěvku je popsat chování ocelobetonových stropních desek a zpřesnit požární návrh konstrukce. U ocelobetonových desek lze předpovědět chování během požáru pomocí analytického modelu založeného na teorii plastických lomových čar [1]. Na základě lomových čar byla vytvořena jednoduchá návrhová metoda pro kompozitní ocelobetonové desky. Metoda dovoluje využít chování celé konstrukce a ponechat některé prvky nechráněné. Metodu lze použít v případě, že je deska obousměrně vyztužena, po celém obvodu kloubově podepřena a s poměrem stran do 1:2. Příspěvek shrnuje nové poznatky v navrhování ocelových a ocelobetonových konstrukcí vystavených požáru. Jsou ukázány možnosti modelování částečně chráněných stropů patrových ocelobetonových budov jednoduchými návrhovými modely. Obr. 1 Schéma plastických lomových čar v ocelobetonové desce stropu před jejím porušením za velkých deformací při požáru Analytický model Jednoduchá návrhová metoda počítá s membránovým působením desky. Při pokojové teplotě deska přenáší zatížení ohybovou tuhostí, ale při velkých průhybech, které nastanou při požáru, přenáší deska zatížení také pomocí vzniklé tahové membrány. Vodorovné tahové síly jsou zachyceny tlačeným prstencem v betonu, který je po obvodě desky, viz obr. 1. U membránového působení desek je důležitý vlastní průhyb konstrukce. V tomto směru je vliv požáru na konstrukci pozitivní, protože při požáru se deska deformuje nejen velikostí zatížením, ale i vlivem teplotního gradientu a zmenšením modulu pružnosti ocele. Tažená membrána začne působit až při průhybu 0,4-0,5 tloušťky desky, ale vliv na únosnost bude mít až při větším průhybu. Tento návrhový přístup zvýhodňuje ocelobetonové konstrukce, protože je není třeba požárně chránit.

Ověření na experimentech Model lze ověřit například na výsledcích experimentů za vysokých teplot uskutečněných na reálné konstrukci v Cardingtonu v letech 1995 až 2003 a projekty FRAKOF [3], Mokrsko a experimenty na Tongii University [2]. U projektu FRACOF byl testovaný vzorek velký 8,735 m x 6,66 m se dvěma vnitřními stropnicemi, které byly nechráněné, viz obr. 3. Deska byla navržena na požární odolnost 120 min. Strop byl, kromě vlastní hmotností, zatížen ještě 1,25 kn/m 2, což představovalo stálé zatížení plus 5 kn/m 2 nahodilé zatížení. K testu byly zkoušeny i jednotlivé materiály, jejichž zkoušky prokázaly, že mají větší pevnost než je jejich nominální hodnota. Zkouška posloužila i k ověření numerického modelu pomocí v počítačovém programu ANSYS. Numerický model se skládal jak z analýzy přenosu tepla, tak z analýzy konstrukce. Obr. 2 Schéma ocelové konstrukce stropu s polohou termočlánků Obr. 3 Průhyb nosníků a porušení betonové desky v tlaku při zkoušce

Obr. 4 Průběh teploty nechráněné stropnice zaznamenaný během experimentu Během testu byla teplota v peci kontrolována deskovými termočlánky v souladu s doporučeními EN1363-1, viz obr. 3. Tyto deskové termočlánky byly umístěny jen pod stropem a záznamy teplot z těchto čidel ukázaly, že teplota pece byla s dovolenými odchylkami podle normy. Měření teploty uprostřed nosníků bylo odečítáno na spodní pásnici, stojině a horní pásnici každého průřezu. Souhrn teplot zaznamenaných na nosníkách je uvedený na obr. 4. Nechráněné ocelové nosníky dosáhly maximální teploty 1040 C. Oproti tomu chráněné ocelové nosníky dosáhly maximální teploty 300 C; Tato teplota je nižší, než by byla očekávaná, kvůli menšímu vystavení tohoto prvku požáru umístěného na krajní části pece. Obr. 5 Příčný průhyb na okraji stropu zaznamenaný během fáze ohřívání Výsledky testů ukazují únosnost kompozitní stropní desky navrhnuté v souladu s jednoduchou návrhovou metodou. Poznatky z výsledků testu se týkající požární odolnosti stropu. Deska s nechráněnými stropnicemi na rozpětí 8,375m splňuje kritérium únosnosti po dobu delší než 120 min. Kritéria celistvosti a izolace byla splněna po dobu delší než 105 min. Celý strop zůstal celistvý po celou dobu požáru navzdory porušení ocelové výztuže v betonové desce. Při testu se zjistilo, že je velmi důležité dbát na správné napojení výztuže. Popraskání betonu okolo sloupů bylo malé a nemělo vliv na celistvost a izolační schopnosti kompozitní desky. Průhyb stropu během prvních 20 min narostl velmi rychle a pak narůstal přibližně konstantní rychlostí. Průhyb závisí na redukci modulu pružnosti díky ohříváním nechráněných nosníků. Průhyb odpovídá ohřátí na více jak 700 C. Je zřejmé, že nosníky při takové teplotě nedokáží přenést zatížení a stropní deska v tomto případě přenáší větší část zatížení. Zatížení se přenáší díky membránovému působení viz obr.5, na kterém je znázorněn příčný posun desky. Příčný posun nastal vlivem tahovým membránovým silám uprostřed desky. Nárůst posunu okolo 105. min může lze vysvětlit porušením ocelové výztuže ve střední části stropu.

Testy prokázaly, že v případě, kdy strop vytvoří membránu, membránové působení ocelobetonového stropu s deskou vyztuženou ve dvou směrech se výrazně zvýší. U desek, které jsou podepřeny jenom v rozích, se membránové působení projeví málo, proto se obvodové nosníky požárně chrání. Při pokojové teplotě jsou ocelobetonové desky spojité. Při požáru má deska po okrajích velké natočení a lze předpokládat, že se výztuž v oblastech nad okrajovými nosníky přeruší. Proto se stropní deska počítá jako kloubově podepřená. Únosnost zvyšuje i požárně nechráněná stropnice, která v průběhu požáru únosnost ztrácí vlivem degradace jejích materiálových vlastností. Její vliv je v porovnání s ocelobetonovou deskou je menší, ale i obvykle asi 10 % zvýšení se projeví příznivě. Pro celkovou únosnost ocelobetonového stropu se únosnosti nosníků a desky sečtou. Porušení betonové desky záleží na jejím vyztužení, geometrii a hlavně na poloze a tažnosti výztuže. Při většině provedených zkoušek za požáru nastalo porušení desky přetržením výztuže. Ocelobetonové stropy s rozptýlenou výztuží Experimenty bylo prokázáno, že ocelobetonové desky se vlivem plechu na jejich spodním líci, který za běžné teploty působí jako výztuž a ztracené bednění, se za zvýšené teploty chovají jinak než desky betonové. Sálání z plechu a na betonovou část způsobuje jednosměrný transport nahoru a desky neotrýskávají. Při použití rozptýlené výztuže bylo při pilotním experimentu, viz [7], využito tažnosti drátkobetonu za běžných, viz obr. 6, i za zvýšených teplot, viz obr. 7. Obr. 6 Pohled drátkobetonovou desku po zkoušce za běžné teploty s vyznačenými liniovými klouby a patrnou příčnou trhlinou Obr. 7 Porušení desky při zkoušce za zvýšené teploty

Shrnutí Metodika návrhu patrových ocelobetonových budov, která vychází ze zkoušek na osmipodlažní budově v Cardintonu a na dalších objektech, např. na administrativní budově v Mokrsku [5], byla rozpracována a je využívána v praxi, viz [6]. Jednoduchý model byl experimentálně a numericky ověřen i v kontinentální části Evropy, viz obr. 4. Pro řešení je připraven program, který umožňuje ocelobetonový částečně chráněný strop navrhnout při modelování požáru podle nominální normové křivky až na požární odolnost R120 nebo využít modelu požáru podle nominální normové křivky. Česká verze programu se chystá na únor 2011, viz FRACOF + [8]. Oznámení Práce vznikla v rámci práce na grantu MŠMT č. P105/10/2159 Modely membránového působení stropních desek vystavených požáru. Literatura [1] Johanes, K.W., Ultimate strength of Reinforced Concreate slabs, International Association for Bridge and Structural Engineering. Final Report, Third Confress, Liege, September 1948. [2] Na-si Zhang, Guo-Qiang Li, A new method to analyze the membrane action of coposite floor slabs in fire condition, Proceeding of the Fifth International Conference on Structural in Fire, Sif 08, s. 560-571, 2008 [3] Fire Resistancence Assessment of Partially Protected Composite Floors, project RFCS FRACOF, Ingineering background, CTICM, Paris, s.75. [4] Štujberová M., Požiarna odolnosť spřáhnutých ocelobetonových stropných konstrukcií, dokt. práce, VŠTB, 2007. [5] Wald, F. a kol. 2010; Fire Test on an Administrative Building in Mokrsko, 1. ed. Praha: CTU Publishing House, 2010. 152 p. ISBN 978-80-01-04571-8. [6] SCI, 1992, Fire protection for structural steel in buildings. 2nd ed.revised. The Association of Specialist Fire Protection. Ascot: The Steel Construction Institute, 1992. [7] Bednář J., Výzkumná zpráva z experimentů projektu Modely membránového působení stropních desek vystavených požáru, ČVUT v Praze, 2010. [8] FRACOF + ; URL: fire.fsv.cvut.cz/fracof/index.htm.