Zachowanie stropów stalowych i zespolonych w warunkach pożarowych Weryfikacja metody w nowych badaniach ogniowych

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Zachowanie stropów stalowych i zespolonych w warunkach pożarowych Weryfikacja metody w nowych badaniach ogniowych"

Adam Brzozowski
7 lat temu
Przeglądów:

1 Zachowanie stropów stalowych i zespolonych w warunkach pożarowych Weryfikacja metody w nowych badaniach ogniowych Olivier VASSART - Bin ZHAO

2 Plan prezentacji nowych badań ogniowych Badania ogniowe w pełnej skali w ramach projektów: FRACOF COSSFIRE Temperatura Przemieszczenie Obserwacje i analiza

3 Po co więcej badań ogniowych? Podstawy Badania ogniowe w Cardington Doskonałe zachowanie w warunkach pożaru naturalnego Maks. stali 1150 C, czas nagrzewania 60 min (> 800 C) Szczegóły konstrukcyjne Potwierdzić tak samo dobre zachowanie przy długotrwałym nagrzewaniu (co najmniej 90 minut według krzywej nagrzewania ISO) Zbadać wpływ różnych szczegółów konstrukcyjnych, takich jak stalowa siatka zbrojeniowa i zabezpieczenie ogniochronne belek skrajnych Zwalidować różne narzędzia inżynierii bezpieczeństwa pożarowego

4 Projekt elementów próbnych Badanie FRACOF N A R O Ż N I K HEB260 IPE400 IPE300 IPE300 IPE400 Siatka konstrukcyjna rzeczywistego budynku Ramy stalowe przyjęte do badania ogniowego FRACOF

5 Projekt elementów próbnych Badanie COSSFIRE C Z Ę Ś Ć S K R A J N A HEB200 IPE270 Pin joint IPE270 IPE270 Siatka konstrukcyjna rzeczywistego budynku Ramy stalowe przyjęte do badania ogniowego COSSFIRE

6 Projekt elementów próbnych Ostateczne systemy stropów zespolonych FRACOF COSSFIRE

7 Projekt elementów konstrukcyjnych Rama stalowa Stalowo betonowe belki zespolone Według Eurokodu 4 część 1-1 (EN ) Krótkie słupy stalowe Płyta zespolona Całkowita grubość Według Eurokodu 4 część 1-2 (EN ) Stalowa siatka zbrojeniowa Na podstawie uproszczonych zasad Połączenia stalowe Powszechnie używane złącza: podwójny kątownik i blacha czołowa Według Eurokodu 3 część 1.8 (EN )

8 Projekt elementów konstrukcyjnych Rozmieszczenie trzpieni z łbami na belkach stalowych mm 207 mm 300 mm COSSFIRE 100 mm FRACOF 125 mm 125 mm Belki drugorzędne Belki główne Rodzaj trzpieni stalowych TRW Nelson KB 3/4" 125 (Φ = 19mm; h = 125 mm; f y = 350 N/mm²; f u = 450 N/mm²)

Podatna blacha czołowa Belka do belki Nakładki z

9 Połączenia stalowe Belka drugorzędna Nakładki z podwójnego kątownika Belka do słupa Belka główna Podatna blacha czołowa Belka do belki Nakładki z podwójnego kątownika Klasa śrub stalowych: 8.8 Średnica śruby stalowej: 20 mm

58 mm 155 mm FRACOF 135 mm COSSFIRE Wymiary elementów konstrukcyjnych Płyta zespolona Stalowa siatka zbrojeniowa 101 mm 107 mm 62 mm Stalowy szalunek:

10 58 mm 155 mm FRACOF 135 mm COSSFIRE Wymiary elementów konstrukcyjnych Płyta zespolona Stalowa siatka zbrojeniowa 101 mm 107 mm 62 mm Stalowy szalunek: COFRAPLUS mm Klasa betonu: C30/37 Rozmiar siatki: 150x150 Średnica: 7 mm Gatunek stali: S500 Odległość osi od górnej powierzchni płyty: 50 mm FRACOF 35 mm COSSFIRE

obciążeniu: 390 kg/m² COSSFIRE 20 worków z piaskiem

11 Warunki obciążenia mechanicznego F R A C O F 15 worków z piaskiem 1512 kg Równoważne równomiernemu obciążeniu: 390 kg/m² COSSFIRE 20 worków z piaskiem 1098 kg Równoważne równomiernemu obciążeniu: 393 kg/m²

12 Przygotowanie badania ogniowego FRACOF

13 Zachowanie stropu podczas badania Przed badaniem Po badaniu Niezabezpieczona belka drugorzędna Płyta zespolona

14 Temperatura nagrzewania Nagrzewanie niezabezpieczonych belek stalowych Nagrzewanie zabezpieczonych elementów stalowych Nagrzewanie płyty zespolonej Ugięcie stropu Obserwacje wynikające z zachowania systemów stropów zespolonych Pękanie betonu i kruszenie betonu Zniszczenie stalowej siatki zbrojeniowej podczas badania Załamanie belek skrajnych

15 Temperatura Temperature ( C) Temperatura nagrzewania ISO834 FRACOF COSSFIRE Time Czas (min)

Temperature Temperatura ( C) Nagrzewanie niezabezpieczonych belek stalowych 1100 1000 900 800 700

16 Temperature Temperatura ( C) Nagrzewanie niezabezpieczonych belek stalowych FRACOF COSSFIRE A A B B C C Time Czas (min)

17 Temperatura Temperature ( C) ( C) Temperatura Temperature ( C) ( C) Nagrzewanie zabezpieczonych belek stalowych COSSFIRE A B C FRACOF Czas Time (min) A B C Time Czas (min) Obserwacje Znacznie bardziej gorące belki w badaniu COSSFIRE, temperatura 550 C i jedna skrajna belka drugorzędna nagrzana do > 600 C

Temperatura Temperature ( C) ( C) Temperatura Temperature ( C) ( C) Nagrzewanie płyty zespolonej 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 D and i E: E: reinforcing stal zbrojeniowa steel A' C E D F

18 Temperatura Temperature ( C) ( C) Temperatura Temperature ( C) ( C) Nagrzewanie płyty zespolonej D and i E: E: reinforcing stal zbrojeniowa steel A' C E D F Czas Time (min) A B C D E F D and i E: E: reinforcing stal zbrojeniowa steel Time Czas (min) FRACOF COSSFIRE

19 Czujniki przemieszczenia do pomiaru ugięcia D3 800 mm 1300 mm D3 D6 D7 D4 D2 D mm D5 D8 D2 D mm 1660 mm D4 FRACOF COSSFIRE

20 Przemieszczenie Vertical displacement pionowe (mm) (mm) Przemieszczenie Vertical displacement pionowe (mm) (mm) Ugięcie stropów D1 D2 D3 D Czas Time (min) (min) Extrapolated ekstrapolacji results D1 D3 D2 D4 D5 D7 D8 D Czas Time (min) FRACOF COSSFIRE

21 Pękanie betonu (FRACOF) Obserwacje Doskonała globalna stateczność stropu pomimo zniszczenia stalowej siatki zbrojeniowej

22 Kruszenie betonu (COSSFIRE) Obserwacje Globalna stateczność stropu zostaje zachowana pomimo zniszczenia jednej belki skrajnej

23 zasadami Odporność ogniowa (min) Ugięcie (mm) Badanie FRACOF Uproszczone metody Badanie COSSFIRE Uproszczone metody > > (*) (*) Obserwacje : Odporność ogniowa > 120 minut

24 nowych badań ogniowych Ogólne wnioski dotyczące nowych badań ogniowych Doskonałe zachowanie systemów stropów zespolonych pozostających pod działaniem membranowym przez długi czas oddziaływania ognia według krzywej ISO (>120 minut) Wysoki poziom trwałości systemów stropów zespolonych pomimo pewnych lokalnych uszkodzeń Szczególną uwagę należy zwrócić na rozwiązanie konstrukcyjne uwzględniające stalową siatkę zbrojeniową w celu spełnienia kryteriów szczelności ogniowej Uproszczona metoda jest po bezpiecznej stronie w porównaniu z wynikami badań Brak oznak zniszczenia podczas fazy studzenia systemów stropów zespolonych

Podobne dokumenty

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

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