Ocelobetonové stropní konstrukce vystavené požáru. Numerická simulace jednoduché metody

Podobné dokumenty
Požární odolnost ocelobetonové stropní konstrukce. Eva Dvořáková, František Wald

Jednoduchá metoda pro návrh ocelobetonového stropu

Ocelobetonové stropní konstrukce vystavené požáru Jednoduchá metoda pro požární návrh

Odolnost ocelobetonového stropu

Požární zkouška v Cardingtonu, ocelobetonová deska

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

Část 5.3 Spřažená ocelobetonová deska

TEPLOTNÍ ODEZVA. DIF SEK Part 2: Thermal Response 0/ 44

Průvodní zpráva ke statickému výpočtu

POŽÁRNÍ ODOLNOST PODHLEDOVÝCH KONSTRUKCÍ OPLÁŠT NÝCH CEMENTOTŔÍSKOVÝMI DESKAMI. Autoři: Ing. Miroslav Vacula Ing. Martin Klvač

Požární experimenty velkého rozsahu. LBTF Cardington

Posouzení za požární situace

Příklad 3: NÁVRH A POSUDEK TRAPÉZOVÉHO PLECHU A STROPNICE

Demonstrační požární experiment na skutečném objektu VESELÍ 2011 COMPFIRE. Design of joints to composite columns for improved fire robustness

GlobalFloor. Cofraplus 60 Statické tabulky

Postup řešení: Stropnice ve vícepodlažních komerčních a obytných budovách

Část 5.9 Spřažený požárně chráněný ocelobetonový nosník

Stanovení požární odolnosti. Přestup tepla do konstrukce v ČSN EN

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

Část 5.1 Prostorový požár

GlobalFloor. Cofrastra 70 Statické tabulky

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

Návrh žebrové desky vystavené účinku požáru (řešený příklad)

Zděné konstrukce podle ČSN EN : Jitka Vašková Ladislava Tožičková 1

POŽÁRNÍ EXPERIMENT NA OSMIPODLAŽNÍM OBJEKTU V CARDINGTONU

GlobalFloor. Cofrastra 40 Statické tabulky

Část 5.8 Částečně obetonovaný spřažený ocelobetonový sloup

Ocelové konstrukce požární návrh

TENKOSTĚNNÉ A SPŘAŽENÉ KONSTRUKCE

POŽÁRNÍ ZKOUŠKA NA EXPERIMENTÁLNÍM OBJEKTU V MOKRSKU

Statický výpočet požární odolnosti

Dřevo hoří bezpečně chování dřeva a dřevěných konstrukcí při požáru

VODOROVNÉ NOSNÉ KONSTRUKCE

133PSBZ Požární spolehlivost betonových a zděných konstrukcí. Přednáška A3. ČVUT v Praze, Fakulta stavební katedra betonových a zděných konstrukcí

1 Použité značky a symboly

8 ZKUŠEBNÍ METODY PRO STANOVENÍ PŘÍSPĚVKU POŽÁRNÍ ODOLNOSTI V ENV 1338x: 2003

Trapézový plech... ako nosná súčast ľahkej plochej strechy. Ing. Miloš Lebr, CSc., Kovové profily, spol. s r.o., Praha

Použitelnost. Žádné nesnáze s použitelností u historických staveb

STATICKÉ TABULKY stěnových kazet

7 NAVRHOVÁNÍ SPOJŮ PODLE ČSN EN :2006

Tabulky únosností trapézových profilů ArcelorMittal (výroba Senica)

6 PŘÍKLAD VÝPOČTU TLAČENÉHO OCELOBETONOVÉHO SLOUPU

Ocelové konstrukce požární návrh

STAV POZNÁNÍ NÁVRHU KONSTRUKCÍ

STROPNÍ KONSTRUKCE Petr Hájek 2009

Moderní dřevostavba její chování za požáru evropské znalosti a předpisy. Petr Kuklík. ČVUT v Praze, Fakulta stavební

Dřevěné konstrukce podle ČSN EN : Petr Kuklík

Řešený příklad: Prostě uložená spřažená stropnice

KONSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB komplexní přehled

NOSNA KONSTRUKCE V SUCHE STAVBE. Ing. Petr Hynšt, Lindab s.r.o.

Požární odolnost v minutách Stropy betonové, staticky určité 1),2) (s ustálenou vlhkostí), bez omítky, druh DP1 REI )

NK 1 Konstrukce. Volba konstrukčního systému

ENÁ ŽELEZOBETONOVÁ DESKA S OTVOREM VE SLOUPOVÉM PRUHU

MEMBRÁNOVÉ PŮSOBENÍ OCELOBETONOVÉ KONSTRUKCE VYSTAVENÉ POŽÁRU

Měření poměrných deformací při požární zkoušce v Mokrsku

Betonové konstrukce (S)

TA Sanace tunelů - technologie, materiály a metodické postupy Zesilování Optimalizace

Publikace Hodnoty ypožární odolnosti stavebních

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

TECHNICKÉ ÚDAJE STAVEBNÍHO SYSTÉMU HEBEL

133PSBZ Požární spolehlivost betonových a zděných konstrukcí. Přednáška A12. ČVUT v Praze, Fakulta stavební katedra betonových a zděných konstrukcí

Principy návrhu Ing. Zuzana Hejlová

Část 3: Analýza konstrukce

TECHNICKÁ ZPRÁVA STATICKÁ ČÁST

Statický výpočet komínové výměny a stropního prostupu (vzorový příklad)

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

Základní rozměry betonových nosných prvků

Moderní dřevostavba její chování za požáru evropské a české znalosti a předpisy. Petr Kuklík. ČVUT v Praze

Případová studie: Požární návrh administrativního centra AOB, Luxembourg

TECHNICKÉ ÚDAJE STAVEBNÍHO SYSTÉMU HEBEL

KONSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB komplexní přehled

NOSNÍK V KONSTRUKCI ZA POŽÁRU 2 voľné riadky 12 Pt F. Wald 1, A. Uhlíř 2 a M. Štujberová 3 2 voľné

TENKOSTĚNNÉ A SPŘAŽENÉ KONSTRUKCE

Zkouška konstrukční celistvosti v Cardingtonu, příprava zkoušky

STUDENTSKÁ KOPIE. Základní princip. Základy stavebního inženýrství. Ing. Miroslav Rosmanit, Ph.D. Katedra konstrukcí

Řešený příklad: Požární odolnost plechobetonové desky podle EN

9 STANOVENÍ POŽÁRNÍ ODOLNOSTI ZDIVA PODLE TABULEK

SILNIČNÍ OCELOBETONOVÝ SPŘAŽENÝ MOST. Teoretický podklad SPŘAŽENÝ PĚTINOSNÍKOVÝ TRÁM O JEDNOM POLI, S HORNÍ MOSTOVKOU

Schöck Isokorb typ KS

Ocelobetonové konstrukce

NOVING s.r.o. Úlehlova 108/ Ostrava - Hrabůvka TEL., Tel/fax: , noving@noving.cz

Moderní požární návrh

Kancelář stavebního inženýrství s.r.o. Statický výpočet

STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ JIHLAVA

POŽÁRNÍ ODOLNOST DŘEVOBETONOVÉHO STROPU

Ing. Ivan Blažek NÁVRHY A PROJEKTY STAVEB

Postup řešení: Nechráněné ocelové prvky při požáru

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

KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ SPOJOVACÍ LÁVKA, ÚŘAD PRÁCE PARDUBICE 01/2014 Ing. Tomáš Bryčka

P Ř Í K L A D Č. 5 LOKÁLNĚ PODEPŘENÁ ŽELEZOBETONOVÁ DESKA S VÝRAZNĚ ROZDÍLNÝM ROZPĚTÍM NÁSLEDUJÍCÍCH POLÍ

Lindab Usnadňujeme výstavbu. LindabConstruline. Vaznice a paždíky. Konstrukční profily Z, C a U

Část 5.2 Lokalizovaný požár

Požární zkoušky v Cardingtonu

Moderní dřevostavba její chování za požáru evropské a české znalosti a předpisy. Petr Kuklík. ČVUT v Praze, Fakulta stavební

Postup řešení: Svislé nosné konstrukce ve vícepodlažních komerčních a bytových budovách

ČESKÁ TECHNICKÁ NORMA

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

ČSN EN OPRAVA 1

Konstrukce z trapézových plechů (protipožární obklady stropů a střech)

NOVÉ MOŽNOSTI V NAVRHOVÁNÍ VELKOROZPONOVÝCH DŘEVĚNÝCH KONSTRUKCÍ PODLE PLATNÝCH EVROPSKÝCH NOREM

Transkript:

Ocelobetonové stropní konstrukce vystavené požáru

Obsah prezentace Cíle 2

Cíle Motivace FRACOF (Test 1)- COSSFIRE (Test 2) požární zkouška podle nominální normové teplotní křivky velkého měřítka Dobrá požární odolnost kompozitního stropního systému (přítomnost membránového působení) Max oceli 1000 C, požární odolnost 120 min Francouzské konstrukční detaily Průhyb 450 mm FICEB (Test 3) zkouška velkého měřítka prolamovaného nosníku podle skutečného požáru Cíl jednoduché návrhové pro celý obsah použití (pomocí pokročilých výpočetních metod) Limitní průhyby stropní konstrukce Protažení výztužné ocelové sítě 3

(1/3) Velikost mřížky stropu Nosníky Chráněné stropnice Nechráněné vnitřní stropnice 6 m x 6 m 6 m x 9 m 9 m x 9 m 6 m x 12 m 9 m x 12 m 7.5 m x 15 m 9 m x 15 m Zatížení Podle EC0 kombinace zatížení za požární situace pro kanceláře: G (stálé zatížení) + 0.5 Q (nahodilé zatížení) G= vlastní tíha + 1.25 kn/m² Q= 2.5 & 5 kn/m² 4

(2/3) Podmínky přípoje mezi deskou a sloupy Betonová deska Betonová deska Deska Deska Sloup Nosník Spřahovací trn S mechanickými spojovacími prostředky mezi deskou a sloupy Sloup Nosník Spřahovací trn Bez mechanických spojovacích prostředků mezi deskou a sloupy 5

(3/3) Délky požáru: R30, R60, R90 and R120 Temperature Teplota [ C] 1200 1000 800 600 400 R30 R60 R90 R120 Ohřívání krajních nosníků (Max. 550 C) 200 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Čas Time [min] 6

Modelování pomocí Model složený z v softwaru ANSYS SHELL91 : tuhé části betonové desky BEAM24 : ocelový sloup PIPE16 : spojení mezi ocelovým nosníkem a betonovou deskou Beam24 : ocelový nosník, ocelový plech a betonové žebro 7

Modelování pomocí Model složený z v softwaru SAFIR Prvek BEAM Prvek SHELL 8

Deskové vlastnosti Nosníky z oceli S235 Trapézový ocelový plech COFRAPLUS60 (tloušťky 0.75 mm) Beton běžné hmotnosti C30/37 Výztužní ocelová síť S500 Průměrné umístění sítě (od horního okraje) = 45 mm 58 mm 101 107 mm mm 120 mm (R30) 130 mm (R60) 140 mm (R90) 150 mm (R120) 62 mm 9

Tepelné a mechanické vlastnosti (1/2) Tepelné a mechanické vlastnosti oceli: Tepelné vlastnosti podle EC4-1.2 Jednotka hmotnosti nezávislá na teplotě (ρ a = 7850 kg/m 3 ) Vztah mezi napětím a poměrným protažením: Napětí Stress [MPa] 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 20 C 100 C 200 C 300 C 400 C 500 C 600 C 700 C 800 C 900 C 1000 C 1100 C 1200 C Poměrné protažení Strain [%] 10

Tepelné a mechanické vlastnosti (2/2) Tepelné a mechanické vlastnosti betonu: Tepelné vlastnosti podle EC4-1.2 Jednotka hmotnosti závislá na teplotě podle EC4-1.2 Podmínka plasticity Drucker-Prager Zmenšující součinitel podle EC4-1.2: 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 200 400 600 800 1000 1200 Temperature Teplota [ C] 11

programem ANSYS vs Test 1 (1/2) Porovnání s výsledky zkoušek (analýza přenosu tepla) C B A C B A Nechráněné ocelové nosníky Chráněné stropnice C B A E D C A F B Chráněné hlavní nosníky Kompozitní deska 12

programem ANSYS vs Test 1 (2/2) Porovnání s výsledky zkoušek (průhyb) Simulovaný deformovaný tvar desky po zkoušce Displacement (mm) 500 400 300 200 100 0 Mid-span of unprotected central Central part of the floor Mid-span of protected primary beams Test Simulation Mid-span of protected edge secondary beams 0 15 30 45 60 75 90 105 120 Time (min) Porovnání průhybu (deska a nosníky) 13

programem SAFIR vs Test 1 (1/2) Porovnání s výsledky zkoušek (analýza přenosu tepla) C B A Nechráněné ocelové nosníky E D C A F B Kompozitní deska 14

programem ANSYS vs Test 1 (2/2) Porovnání s výsledky zkoušek (průhyb) Simulovaná napětí na desce na konci zkoušky Porovnání průhybu (deska a nosníky) 15

programem SAFIR vs Test 2 (1/2) Porovnání s výsledky zkoušek (analýza přenosu tepla) C B A Nechráněné ocelové nosníky E D C A F B Kompozitní deska 16

programem ANSYS vs Test 2 (2/2) Porovnání s výsledky zkoušek (průhyb) Simulovaná napětí na desce na konci zkoušky Porovnání průhybu (deska a nosníky) 17

programem SAFIR vs Test 3 (1/3) Porovnání s výsledky zkoušek (analýza přenosu tepla) Nechráněné ocelové nosníky Kompozitní deska 18

programem SAFIR vs Test 3 (2/3) Model zavádí do výpočtu boulení stojiny pomocí prvku BEAM element Před vyboulením stojiny Zmenšující Reduction součinitel factors (x 1E-3) 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 k Ea,θ k ap,θ k ay,θ 0,0 0 200 400 600 800 1 000 1 200 Temperature Teplota ( C) 1 Zmenšující Reduction součinitel factors 0,8 0,6 0,4 0,2 k Ea,θ k ap,θ k ay,θ Po vyboulení stojiny 0 0 200 400 600 800 1 000 1 200 Temperature Teplota ( C) 19

programem ANSYS vs Test 3 (3/3) Porovnání s výsledky zkoušek (průhyb) Simulovaná napětí na desce na konci zkoušky Porovnání průhybu (deska a nosníky) 20

konečných prvků S1 S3 S4 S2 C OR Ro Nh E R 9 m 9 m Konstrukční pole v budově Omezující podmínky 9 m 9 m Mezi všemi poli je rozhodující průhyb rohového pole s dvěma navazujícími okraji více než ostatní tři pole se třemi nebo čtyřmi navazujícími okraji. S1 S3 S2 S4 Model programem ANSYS 21

(1/4) Porovnání průhybu získaného z numerické analýzy s maximálním možným průhybem získaným z jednoduché návrhové (SDM) Maximum SDM z SDM limit [mm] 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 bezpečně Safe R 30 R 60 R 90 R 120 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Pokročilý Advanced numerický numerical model [mm] S mechanickými spojovacími prostředky mezi deskou a sloupy v pokročilých výpočtech nebezpečně Unsafe 22

(2/4) Porovnání průhybu získaného z numerické analýzy s maximálním možným průhybem získaným z jednoduché návrhové (SDM) Maximum SDM z SDM limit [mm] 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 bezpečně Safe R 30 R 60 R 90 R 120 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Pokročilý Advanced numerický numerical model [mm] 10% Bez mechanických spojovacích prostředků mezi deskou a sloupy v pokročilých výpočtech Unsafe nebezpečně 23

(3/4) Porovnání času, kdy průhyb získaný z numerické analýzy dosáhne rozpětí/30 s požární odolností podle jednoduché návrhové (SDM) 3 6m x 6m 6m x 9m 9m x 9m 6m x 12m 9m x 12m 7.5m x 15m 9m x 15m t Span/30 / t Fire Resistance 2 R 30 R 60 R 90 R 120 1 0,5 2,5 4,5 6,5 8,5 10,5 12,5 14,5 Kritérium rozpětí/30 není v numerické analýze dosaženo po celou dobu požární odolnosti předpovídané SDM 24

(4/4) Protažení výztužné sítě Max. napětí ocelové výztuže 5% 4% 3% 2% 1% 6m x 6m 6m x 9m 9m x 9m 6m x 12m 9m x 12m 7.5m x 15m 9m x 15m 0,5 1,5 2,5 3,5 4,5 5,5 6,5 7,5 R 30 R 60 R 90 R 120 0% Protažení výztuže 5 %, což je nejmenší protažení výztuže podle EC4-1.2. 25

SDM (Jednoduchá návrhová metoda) je na bezpečné straně v porovnání s výsledky pokročilých výpočetních metod. Protažení výztužné ocelové sítě zůstává nižší než 5%. Ohybově tuhé spojení desky na sloup může snížit průhyb kompozitního stropního systému za požární situace, ale není bezpodmínečně nutné. SDM je schopna předvídat bezpečně konstrukční chování kompozitní ocelobetonové stropní konstrukce vystavené požáru. 26