Oddziaływanie membranowe w projektowaniu na warunki pożarowe płyt zespolonych z pełnymi i ażurowymi belkami stalowymi Waloryzacja

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Oddziaływanie membranowe w projektowaniu na warunki pożarowe płyt zespolonych z pełnymi i ażurowymi belkami stalowymi Waloryzacja"

Bogdan Muszyński
5 lat temu
Przeglądów:

1 Oddziaływanie membranowe w projektowaniu na warunki pożarowe płyt zespolonych z pełnymi i ażurowymi belkami stalowymi Waloryzacja Praca naukowa finansowana ze środków finansowych na naukę w roku 2012 przyznanych na realizację projektu międzynarodowego współfinansowanego

2 Plan prezentacji Badanie belki z zastosowaniem palników Badanie ramy z zastosowaniem palników narożnika z zastosowaniem stosów drewna demonstracyjne z rzeczywistym wyposażeniem biura Dane dotyczące pożarów w istniejących budynkach Pożary rzeczywiste 2

3 Ośmiopiętrowy budynek o stalowej konstrukcji ramowej Połączenie belka - belka Połączenie belka - słup 3

4 Główne parametry budynku Długość: 45 m przy 5 przęsłach 9 m Szerokość: 21 m przy 3 przęsłach 6 m, 9 m i 6 m Wysokość kondygnacji: 4.2 m Elementy stalowe: belki UB i słupy UC Płyta zespolona: beton lekki o całkowitej grubości 130 mm i blacha trapezowa jako szalunek tracony Siatka stalowa: 142 mm²/m Połączenia stalowe: na blachy zakładkowe dla połączeń belka-belka i na blachy czołowe dla połączeń belka-słup Zastosowane obciążenie: worki z piaskiem (obciążenie zależne od badania) 4

5 5

6 Badanie belki utwierdzonej: rozpiętość = 9,0 m POMIESZCZENIE BADAWCZE 6

7 Przemieszczenie pionowe (mm) Temperatura maksymalna ( C) Badanie belki utwierdzonej: wyniki doświadczalne Przemieszczenie pionowe Temperatura maksymalna Time (min) Obserwacje Maksymalna temperatura belki 900 C Ugięcie belki: < 250 mm 7

8 Ugięcie (% rozpiętości) Porównanie ze standardowym badaniem ogniowym Badanie ramy Standardowe badanie Temperatura ( C) Wnioski Brak oznak zniszczenia w całym systemie stropu zespolonego Załamanie przy 650 C jeśli strop swobodnie podparty 8

9 Badanie ramy płaskiej POMIESZCZENIE BADAWCZE 9

10 Maksymalne pionowe przemieszczenie (mm) Maksymalna temperatura nagrzewanego słupa ( C) Badanie ramy płaskiej: wyniki doświadczalne Maks. przemieszczenie pionowe Temperatura słupa Czas (min) Obserwacje Maksymalna temperatura słupa 750 C Ugięcie belki 300 mm 10

11 Stan deformacji nagrzewanej części stropu Wnioski Nastąpiło zgniecenie niezabezpieczonej części słupa Nie nastąpiło dalsze załamanie pomimo powyższego lokalnego zniszczenia 11

12 Badanie narożnika w pomieszczeniu POMIESZCZENIE BADAWCZE WENTYLACJA 12

13 Badanie narożnika w pomieszczeniu: układ Obciążenie od stosów drewna równe 45 kg/m² Ściany pomieszczenia z bloczków drążonych 13

14 Badanie narożnika w pomieszczeniu: wyniki doświadczalne Zdeformowany strop po badaniu Ogień podczas badania 14

15 Maksymalne pionowe przemieszczenie (mm) Maksymalna temperatura stali ( C) Badanie narożnika w pomieszczeniu: wyniki doświadczalne Maksymalne przemieszczenie pionowe Temperatura maksymalna Czas (min) Obserwacje Maksymalna temperatura stali 1014 C Maksymalne ugięcie stropu 428 mm 15

wokół zabezpieczonego słupa stalowego Wniosek Brak oznak globalnego

16 Badanie narożnika w pomieszczeniu : konstrukcja po badaniu Stan deformacji nagrzewanej części stropu zespolonego Stan deformacji elementów stalowych wokół zabezpieczonego słupa stalowego Wniosek Brak oznak globalnego zniszczenia stropu jak również osiągnięcia granicznego ugięcia pomimo znacznego nagrzania stali 16

17 Badanie demonstracyjne (powierzchnia ponad 130 m²) WENTYLACJA POŻAR BIURA 17

18 Badanie demonstracyjne: układ Otwory okienne ze zwykłym przeszkleniem Obciążenie - rzeczywiste wyposażenie biura 18

19 Badanie demonstracyjne: wyniki doświadczalne Pożar w pełni rozwinięty Wczesna faza pożaru 19

20 Temperatura pożaru ( C) Badanie demonstracyjne: wyniki doświadczalne Obserwacje Średnia Czas (min) Maksymalna temperatura spalin 1200 C Maksymalna temperatura stali 1150 C 20

21 Przemieszczenie pionowe (mm) Temperatura ( C) Badanie demonstracyjne: wyniki doświadczalne Maksymalne pionowe przemieszczenie Temperatura stali Obserwacje Czas (min) Znaczne ugięcie stropu 640 mm Nie nastąpiło zawalenie stropu 0 21

stalowych wokół zabezpieczonego słupa stalowego Wniosek Brak oznak

22 Badanie demonstracyjne: konstrukcja po badaniu Stan deformacji nagrzewanej części stropu zespolonego Stan deformacji elementów stalowych wokół zabezpieczonego słupa stalowego Wniosek Brak oznak globalnego zniszczenia stropu pomimo znacznego nagrzania stali i ugięcia stropu 22

23 Inne badania Drugie badanie narożnika Badanie dużego pomieszczenia Nowe badanie narożnika 23

24 Uwagi ogólne Duża liczba badań przeprowadzonych w budynku o ramowej konstrukcji stalowej, w ostrych warunkach pożarowych bez zawalenia globalnej konstrukcji Znacznie lepsze zachowanie obserwowane w warunkach pożarowych w porównaniu do standardowych badań odporności j izolowanych elementów stalowych Doskonałe globalne zachowanie stropu zespolonego nawet przy nagrzaniu belek stalowych do temperatury przekraczającej 1000 C Oczywiste podwyższenie odporności j stropu zespolonego w wyniku wywołania efektu membranowego przy dużym ugięciu Wysoka trwałość systemu stropu zespolonego w przypadku poważnych pęknięć betonu 24

25 Pożar w Broadgate 14 piętrowy budynek biurowy z systemem stropów zespolonych Temperatura pożaru powyżej 1000 C Znaczne ugięcie stropu (ponad 600 mm); zawalenie nie nastąpiło 25

Podobne dokumenty

Zasady projektowania systemów stropów zespolonych z niezabezpieczonymi ogniochronnie drugorzędnymi belkami stalowymi. 14 czerwca 2011 r.

Zasady projektowania systemów stropów zespolonych z niezabezpieczonymi ogniochronnie drugorzędnymi belkami stalowymi 14 czerwca 2011 r. Zachowanie stropów stalowych i zespolonych w warunkach pożarowych