PRZEDMOWA Oddziaływanie membranowe przy projektowaniu na warunki pożarowe tropów zepolonyh ze talowymi belkami o przekroju pełnym lub ażurowym Waloryzaja (MACS+. Projekt zotał inanowany z pomoą Komiji Europejkiej, Funduzu Badawzego Węgla i Stali. Publikaja odzwieriedla poglądy autora, a Komija nie ponoi odpowiedzialnośi za poób wykorzytania inormaji w niej zawartyh. Publikaja ta powtała w wyniku realizaji różnyh programów badawzyh: - Projektu FICEB+ (Program RFCS, - Projektu COSSFIRE (Program RFCS, - Projektu Traner nowośi na temat oeny odpornośi ogniowej tropów zepolonyh zęśiowo zabezpiezonyh ogniohronnie do małyh i średnih przediębiortw oraz uzelni tehniznyh (FRACOF (Program Leonardo da Vini, - Wześniejzego projektu ponorowanego wpólnie przez ArelorMittal i CTICM, a zrealizowanego we wpółpray CTICM i SCI. Uprozzona metoda projektowania zotała pozątkowo opraowana jako rezultat badań ogniowyh w dużej kali, przeprowadzonyh w wielokondygnayjnym budynku talowym zlokalizowanym w laboratorium Building Reearh Etablihment w Wielkiej Brytanii. Duża zęść podtaw teoretyznyh jet znana od późnyh lat pięćdzieiątyh XX w. i tanowi kontynuaję pra tudialnyh nad zahowaniem płyt żelbetowyh w warunkah normalnyh. Pierwza werja uprozzonej metody projektowania zotała opublikowana w przewodniku SCI Deign Guide P88 Bezpiezne Projektowanie na warunki pożarowe: Nowe podejśie do Wielokondygnayjnyh Budynków o kontrukji ram talowyh, Wydanie. Choiaż zatoowanie tej metody do projektowania z uwagi na odporność ogniową jet względnie nowe, to podtawy inżynierkie metody ą dobrze uzaadnione. Uprozzona metoda projektowania zotała zaimplementowana w ormie oprogramowania przez SCI w roku 000, zaś werję zaktualizowaną wydano w roku 006, uwzględniają poprawki wprowadzone do tej metody. Znaząy wkład w prae wnieśli: - Mary Brettle, The Steel Contrution Intitute, - Ian Sim, The Steel Contrution Intitute, - Loui Guy Cajot, ArelorMittal, - Renata Obiała, ArelorMittal, - Mohen Rooeid, CTICM, - Gièle Bihina, CTICM. i
SPIS TREŚCI PRZEDMOWA... i SPIS TREŚCI... ii STRESZCZENIE... iv. WSTĘP..... Krajowe przepiy w Zjednozonym Króletwie... 3.. Krajowe przepiy we Franji... 3.3. Krajowe przepiy w Pole... 4. PODSTAWY PROJEKTOWANIA... 5.. Bezpiezeńtwo pożarowe... 5.. Typy kontrukji... 5... Prote modele połązeń... 6... Płyty i belki tropowe... 7.3. Strey projektowe tropów... 9.4. Kombinaje oddziaływań... 0.5. Ekpozyja pożarowa....5.. Odporność ogniowa....5.. Pożar naturalny (krzywa parametryzna temperatura za... 3 3. ZALECENIA DLA ELEMENTÓW KONSTRUKCYJNYCH... 5 3.. Strey projektowe tropów... 5 3.. Płyty i belki tropowe... 6 3... Oblizanie temperatury w płyie tropowej... 7 3... Oblizanie temperatury w niezabezpiezonyh belkah tropu zepolonego... 8 3..3. Projektowanie płyty tropowej na warunki pożarowe... 9 3..4. Projektowanie na warunki pożarowe belek wzdłuż obwodu trey projektowej tropu... 3.3. Szzegóły zbrojenia... 3.3.. Szzegóły iatek zbrojeniowyh... 3.3.. Szzegółowe wymagania dla krawędzi zepolonyh płyt tropowyh.. 3 3.4. Projektowanie niezepolonyh belek krajnyh... 5 3.5. Słupy... 6 3.6. Węzły... 6 ii
3.6.. Klayikaja węzłów... 7 3.6.. Blahy zołowe... 7 3.6.3. Blahy zakładkowe... 8 3.6.4. Nakładki z kątowników... 9 3.6.5. Zabezpiezenie ogniohronne... 30 3.7. Statezność ogólna budynku... 30 4. PODZIAŁ NA STREFY POŻAROWE... 3 4.. Belki powyżej śian o odpornośi ogniowej... 3 4.. Statezność... 3 4.3. Szzelność i izolayjność... 33 5. PRZYKŁAD PRAKTYCZNY... 34 5.. Projektowanie płyty zepolonej na warunki pożarowe... 40 5... Strea projektowa tropu B... 40 5... Strea projektowa tropu A... 55 5..3. Strea projektowa tropu E... 6 5..4. Strea projektowa tropu D... 73 5.. Szzegóły zbrojenia... 8 5.3. Zabezpiezenie ogniohronne łupów... 8 BIBLIOGRAFIA... 83 iii
STRESZCZENIE Badania ogniowe w dużej kali prowadzone w wielu krajah oraz oberwaje pożarów rzezywityh w budynkah pokazały, iż zahowanie w pożarze budynków o kontrukji zepolonyh ram talowyh jet dużo lepze aniżeli wkazywałyby badania odpornośi ogniowej pojedynzyh elementów. Jet jane, iż w nowozenyh talowyh budynkah zkieletowyh wytępują duże rezerwy odpornośi ogniowej oraz że tandardowe badania odpornośi ogniowej elementów niezamoowanyh nie dotarzają zadowalająyh wkaźników zahowania takih kontrukji. Poniżza praa prezentuje przewodnik toowania uprozzonej metody projektowania, wykorzytanej w oprogramowaniu MACS+. Zaleenia mają harakter konerwatywny i ą ogranizone do kontrukji podobnyh do zbadanyh, tj. budynków o kontrukji nieprzehyłowyh ram talowyh ze tropami zepolonymi i tropami zepolonymi na belkah ażurowyh. Przewodnik pozwala projektantom analizować zahowanie ałyh budynków oraz pozwala utalać, które elementy mogą pozotać niezabezpiezone przy równozenym utrzymaniu poziomu bezpiezeńtwa równoważnego poziomowi utalonemu metodami tradyyjnymi. Biorą pod uwagę, iż wielu inżynierów bezpiezeńtwa pożarowego uwzględnia obenie pożary naturalne, w pray uwzględniono równolegle z modelem pożaru tandardowego, model pożaru naturalnego. Obydwa modele ą wyrażone w Eurokodzie w ormie krzywyh temperatura za. Dodatkowo, w tounku do przewodnika projektowania zawartego w tej publikaji, opraowany zotał oddzielny dokument Podtawy inżynierkie, który przedtawia zzegóły badań ogniowyh i analizy metodą elementów końzonyh, przeprowadzone w ramah projektów FRACOF, COSSFIRE i FICEB oraz zzegóły badań w Cardington, przeprowadzonyh w 8-kondygnayjnym budynku. Dokument Podtawy inżynierkie pomoże zytelnikowi zrozumieć podtawy zaleeń projektowyh podanyh w niniejzej pray. iv
. WSTĘP Zaleenia projektowe podane w pray ą oparte na zahowaniu zepolonyh płyt tropowyh oberwowanym w rzezywityh pożarah budynków oraz w badaniah w pełnej kali (,,3. Zaleenia mają konerwatywny harakter i można je traktować jako równoważne zaawanowanym metodom podanym w Eurokodah. W tounku do elementów wielokondygnayjnyh budynków w krajowyh przepiah budowlanyh tawiane ą wymagania w zakreie odpornośi ogniowej. Odporność ogniowa może być utalona na podtawie tandardowyh badań odpornośi ogniowej lub oblizeń zgodnyh z uznanymi normami, zzególnie EN 99-- (4, EN 993-- (5 i EN 994-- (6. W tandardowyh badaniah ogniowyh pojedynze, izolowane i niezabezpiezone belki z proili I lub H, mogą uzykać tylko 5 do 0 minut odpornośi ogniowej. Dlatego tało ię powzehną praktyką zabezpiezanie talowyh belek i łupów przy użyiu ogniohronnyh płyt, natryków albo powłok pęzniejąyh, lub też w przypadku tropów o małej grubośi albo o kontrukji z kątowników, poprzez zabetonowanie elementów kontrukyjnyh w tropie. Badania pożarów naturalnyh w dużej kali (7 przeprowadzone w wielu krajah jano pokazały, że zahowanie tropów zepolonyh z niezabezpiezonymi elementami talowymi jet znaznie lepze niż wkazują wyniki tandardowyh badań pojedynzyh elementów. Dane pohodząe z pożarów rzezywityh wkazują, iż w zeregu przypadkah toowana jet nadmierna ilość zabezpiezeń. Szzególnie badania ogniowe w Cardington dały możliwość zbadania zahowania kontrukji rzezywityh w pożarze oraz oeny odpornośi ogniowej niezabezpiezonyh kontrukji zepolonyh w warunkah rzezywityh. Ponieważ zaleenia projektowe podane w pray odnozą ię do ogółu pożarów treowyh, mogą w proty poób być wykorzytywane w warunkah pożaru tandardowego, jak pokazano w przeprowadzonym w ramah projektów FRACOF i COSSFIRE badaniu tropu w kali naturalnej. Jet ozywite, iż taka możliwość daje ogromną korzyść inżynierom przy projektowaniu na warunki pożarowe wielokondygnayjnyh budynków talowyh. Badania w dużej kali, zrealizowane w Ulter w ramah projektu FICEB pokazały, że eekt membranowy zahodzi również przy toowaniu belek ażurowyh. Jeżeli krajowe przepiy budowlane pozwalają na projektowanie budynków na warunki pożarowe zgodnie z metodami opartymi na właśiwośiah użytkowyh, metoda projektowania podana w przewodniku może być toowana w elu wykazania odpornośi ogniowej kontrukji bez zabezpiezenia. W niektóryh krajah takie podejśie może wymagać pejalnej zgody krajowyh władz budowlanyh. Zaleenia podane w pray można potrzegać jako pozerzenie zaad inżynierii pożarowej na dziedzinę właśiwośi kontrukyjnyh oraz jako rozwinięie konepji
projektowania z uwagi na warunki bezpiezeńtwa pożarowego. Jet elowym zamierzeniem, aby projekty realizowane zgodnie z podanymi zaleeniami zapewniały przynajmniej ten poziom bezpiezeńtwa, który jet wymagany przez krajowe przepiy, prowadzą równoześnie do redukji koztów budowy. Dodatkowo, w tounku do odpornośi ogniowej dla tandardowej krzywej temperatura za, zotają przedtawione zaleenia dla budynków zaprojektowanyh na warunki pożaru naturalnego. Pożar naturalny może być zdeiniowany w oprogramowaniu MACS+ przy wykorzytaniu krzywej parametryznej temperatura za, podanej w EN 99--. Uwzględnia ię wielkość trey, powierzhnie otworów oraz ilość materiałów palnyh. Jako alternatywę oprogramowanie MACS+ dopuzza wzytywanie krzywyh temperatura za z pliku tektowego, pozwalają na wykorzytywanie wyników z innyh modeli pożarów. Zaleenia dotyzą ram zepolonyh, zaadnizo podobnyh do ośmiokondygnayjnego budynku badanego w Cardington, przedtawionego na Ry.. i Ry... Przedtawiane zaleenia projektowe tanowią przewodnik dla użytkowników oprogramowania MACS+, dotępnego do bezpłatnego pobrania ze trony www.arelormittal.om/etion. Ry... Budynek badawzy Cardington przed zabetonowaniem tropów
Ry... Widok niezabezpiezonej kontrukji talowej.. Krajowe przepiy w Zjednozonym Króletwie Przepiy budowlane w Anglii i Walii uległy zmianie w roku 99, przehodzą od zaad nakazowyh do zaad opartyh na właśiwośiah użytkowyh. Wymaganie utawowe mówi: Budynek powinien zotać zaprojektowany i wznieiony w taki poób, aby w przypadku pożaru jego nośność zotała zahowana przez roządny okre zau. Zatwierdzony Dokument B (8 podaje praktyzny przewodnik dotyząy wymagania utawowego i twierdza: Podejśie oparte na inżynierii bezpiezeńtwa pożarowego, uwzględniająe łąznie wzytkie środki bezpiezeńtwa pożarowego, może tanowić alternatywne podejśie do bezpiezeńtwa pożarowego. Przepiy w Szkoji i przepiy w Półnonej Irlandii zotały otatnio zmienione i obenie, podobnie jak Zatwierdzony Dokument B, opierają ię na roządku, zezwalają na toowanie podejśia opartego na inżynierii bezpiezeńtwa pożarowego... Krajowe przepiy we Franji Franukie przepiy w zakreie odpornośi ogniowej wprowadziły w roku 004 wymagania oparte na właśiwośiah użytkowyh, jako dodatek do wymagań nakazowyh. Utawowe wymaganie twierdza, że kontrukja budowlana powinna być zaprojektowana i wznieiona w taki poób, aby w przypadku pożaru jej tatezność była zahowana przez ały za trwania pożaru pod warunkiem zatoowania enariuza rzezywitego. Rozporządzenie Miniterialne z mara 004 r. podaje praktyzne wytyzne w odnieieniu do wymagania utawowego i twierdza, że podejśie do odpornośi ogniowej oparte na inżynierii bezpiezeńtwa pożarowego, 3
które uwzględnia pożar naturalny, może tanowić uprawnioną alternatywę pod warunkiem, że: - enariuz pożarowy zotał zaakeptowany przez komiję bezpiezeńtwa pożarowego, - uprawnione laboratorium dokonało prawdzenia analizy w zakreie inżynierii bezpiezeńtwa pożarowego, - w indywidualnej dokumentaji zotaną zapiane określone warunki dotyząe przyzłej ekploataji budynku..3. Krajowe przepiy w Pole W Rozporządzeniu Minitra Inratruktury w prawie warunków tehniznyh, jakim powinny odpowiadać budynki i ih uytuowanie [3], ormułowano ogólne wymaganie unkjonalne, aby budynek i urządzenia z nim związane były zaprojektowane i wykonane w poób zapewniająy w razie pożaru nośność kontrukji przez za wynikająy z Rozporządzenia. Jednak podane dalej wymagania zzegółowe w zakreie odpornośi ogniowej mają nadal harakter nakazowy. Odwołują ię one do kla odpornośi ogniowej określonyh przy oddziaływaniu tandardowym odpowiadająym warunkom pożaru w pełni rozwiniętego. Równoześnie w Rozporządzeniu dopuzzono możliwość projektowania budynków według Eurokodów, które umożliwiają zatoowanie enariuza pożaru rzezywitego z uwzględnieniem wzytkih elementów wpływająyh na bezpiezeńtwo pożarowe. Podejśie takie i wykorzytanie metod inżynierii bezpiezeńtwa pożarowego do oeny odpornośi ogniowej kontrukji w warunkah pożarowyh wymaga jednak uzykania w pozzególnyh przypadkah projektowyh odtęptwa od wymagań podanyh w Rozporządzeniu na drodze adminitrayjnej. 4
. PODSTAWY PROJEKTOWANIA Poniżzy Rozdział podaje przegląd zaad i założeń leżąyh u podtaw opraowania uprozzonej metody projektowania; bardziej zzegółowe inormaje zotały podane w towarzyząym dokumenie Podtawy inżynierkie (7. Sharakteryzowano także typy kontrukji, któryh dotyzy przewodnik projektowania. Przewodnik projektowania zotał opraowany na podtawie wyników badań ogniowyh, badań w temperaturze normalnej oraz analizy metodą elementów końzonyh... Bezpiezeńtwo pożarowe Zaleenia projektowe zawarte w uprozzonej metodzie projektowania, zotały opraowane w taki poób, aby pełnić podtawowe wymagania bezpiezeńtwa pożarowego: w tounku do tanu obenego nie może wytąpić wzrot ryzyka dla żyia miezkańów, ekip gaśnizyh oraz oób przebywająyh w pobliżu budynku, na kondygnaji objętej pożarem nie mogą wytąpić nadmierne deormaje mogąe powodować zmiany tre pożarowyh. Oznaza to, że pożar będzie zlokalizowany w treie, w której powtał i nie ulegnie rozprzetrzenieniu poza tę treę ani w poziomie, ani w pionie... Typy kontrukji Wytyzne podane w uprozzonej metodzie projektowania można toować tylko do talowyh budynków zkieletowyh z zepolonymi belkami i płytami tropowymi, pełniająyh natępująe warunki: tężone ramy nie ulegają wybozeniu przy przehyłah boznyh, ramy o połązeniah zaprojektowanyh wg protyh modeli węzłów, zepolone płyty tropowe zawierająe podkład talowy, pojedynzą wartwę iatki zbrojeniowej oraz beton zwykły lub lekki, zaprojektowane zgodnie z EN 994-- (9, belki tropowe zaprojektowane jako zepolone ze tropem zgodnie z EN 994--. Wytyzne nie mogą być toowane do: tropów wykonanyh z preabrykowanyh płyt tropowyh, belek wewnętrznyh zaprojektowanyh jako niezepolone ze tropem (belki krajne tropu mogą być niezepolone, belek z otworami użytkowymi. 5
... Prote modele połązeń Modele połązeń wykorzytywane w wytyznyh zakładają, że momenty zginająe nie ą przenozone przez połązenie. Połązenia te ą znane pod nazwą protyh. Połązenia belek ze łupami, które mogą być uważane za prote, zawierają natępująe elementy kładowe: podatne blahy zołowe (Ry.., blahy zakładkowe (Ry.., nakładki z kątowników (Ry..3. Dalze inormaje dotyząe projektowania elementów kładowyh protyh połązeń podano w Rozdziale 3.6. Ry... Przykład węzła z połązeniami na podatne blahy zołowe Ry... Przykład węzła z połązeniami na blahy zakładkowe 6
Ry..3. Przykład węzła z nakładkami z kątowników... Płyty i belki tropowe Zaleenia projektowe podane w niniejzyh wytyznyh można toować do dekowań z blah proilowyh o wyokośi do 80 mm przy grubośi betonu powyżej dekowania od 60 do 30 mm. Nośność dekowania talowego jet pomijana w metodzie projektowania na warunki pożarowe, lez jego obeność zapobiega odprykiwaniu betonu na podniej tronie płyty tropowej. Ten rodzaj kontrukji tropu pokazano na Ry..4. Metoda projektowania może być toowana zarówno dla izotropowyh, jak i ortotropowyh iatek zbrojeniowyh, tj. iatek o jednakowyh lub innyh powierzhniah przekroju w kierunkah protopadłyh. Gatunek tali iatek zbrojeniowyh należy określać zgodnie z EN 0080. Oprogramowanie MACS+ może być toowane tylko w przypadku zgrzewanyh iatek zbrojeniowyh i nie uwzględnia więej niż jednej wartwy zbrojenia. Nie jet wymagane toowanie prętów zbrojenia w żebrah płyt zepolonyh. Oprogramowanie uwzględnia toowanie typowyh preabrykowanyh iatek erii A i B wg norm brytyjkih (, (Tablia. oraz pewnyh typów iatek zgodnyh z normami ranukimi (3,4 (Tablia. i powzehnie toowanyh na ranukim rynku budowlanym. Oprogramowanie MACS+ dopuzza także toowanie wymiarów zgrzewanego zbrojenia zdeiniowanyh przez użytkownika. 7
Tablia. Preabrykowane iatki wg BS 4483 ( Symbol iatki Wymiar iatki (mm Ciężar (kg/m Druty podłużne Wymiar (mm Pole (mm /m Druty poprzezne Wymiar (mm Pole (mm /m A4 00 00. 6 4 6 4 A93 00 00 3.0 7 93 7 93 A5 00 00 3.95 8 5 8 5 A393 00 00 6.6 0 393 0 393 B96 00 00 3.05 5 96 7 93 B83 00 00 3.73 6 83 7 93 B385 00 00 4.53 7 385 7 93 B503 00 00 5.93 8 503 8 5 Tablia. Symbol iatki Preabrykowane iatki powzehnie toowane na rynku ranukim Wymiar iatki (mm Ciężar (kg/m Druty podłużne Wymiar (mm Pole (mm /m Druty poprzezne Wymiar (mm Pole (mm /m ST 0 50 300.487 6 89 7 8 ST 5 50 300 3.00 7 57 7 8 ST 30 00 300 3.6 6 83 7 8 ST 35 00 300 6.6 7 385 7 8 ST 50 00 300 3.05 8 503 8 68 ST 60 00 300 3.73 9 636 9 54 ST 5 C 00 00. 6 4 6 4 ST 5 C 50 50 4.03 7 57 7 57 ST 40 C 00 00 6.04 7 385 7 385 ST 50 C 00 00 7.90 8 503 8 503 ST 60 C 00 00 9.98 9 636 9 636 8
Ry..4. Widok przekroju typowego tropu zepolonego Jet ważne, aby określić wymiary belki toowanej przy budowie płyty tropowej, ponieważ ma to wpływ na zahowanie płyty w warunkah pożarowyh. Dla każdej z belek tropowyh projektant będzie potrzebował zzegółów dotyząyh wymiarów, gatunku tali oraz topnia połązenia na śinanie. Interej oprogramowania MACS+ umożliwia użytkownikowi dokonanie wyboru z predeiniowanej tabliy, zawierająej typowe dwuteowe proile brytyjkie, europejkie oraz amerykańkie..3. Strey projektowe tropów Metoda projektowania wymaga od projektanta wydzielenia w płyie tropowej pewnej lizby tre projektowyh, jak pokazano na Ry..5. Belki na obwodzie tyh tropowyh tre projektowyh należy zaprojektować w taki poób, aby oiągnęły odporność ogniową wymaganą dla płyt tropowyh i dlatego zwykle wymagają zabezpiezenia ogniohronnego. Strea projektowa tropu powinna pełniać natępująe kryteria: każda trea powinna mieć kztałt protokąta, każda trea powinna być ogranizona belkami na obwodzie, belki wewnątrz jednej trey powinny być rozpięte tylko w jednym kierunku, wewnątrz trey projektowej nie powinny znajdować ię łupy; mogą być zlokalizowane wzdłuż obwodu trey projektowej tropu, dla zaów odpornośi ogniowej przekrazająyh 60 minut lub w przypadku toowania parametryznyh krzywyh temperatura za, łupy powinny zahować ogranizenie przeuwu za pomoą przynajmniej jednej zabezpiezonej ogniohronnie belki w każdym z protopadłyh kierunków. 9
Wzytkie belki położone wewnątrz trey mogą pozotać niezabezpiezone, pod warunkiem, iż można wykazać za pomoą oprogramowania MACS+, że odporność ogniowa trey projektowej tropu jet odpowiednia. Wymiary oraz roztaw tyh niezabezpiezonyh belek nie ą krytyzne dla zahowania kontrukji w warunkah pożarowyh. Przykład pojedynzej trey projektowej tropu podano na Ry..5. Belka niezabezpiezona Belka zabezpiezona ogniohronnie Ry..5. Przykład trey projektowej tropu.4. Kombinaje oddziaływań W elu weryikaji tanu graniznego w warunkah pożaru należy wykorzytywać kombinaje oddziaływań dla wyjątkowyh ytuaji projektowyh, podane w punkie 6.4.3.3 oraz w Tabliy A..3 EN 990 (5. Dla przypadku niekorzytnie działająyh obiążeń tałyh oraz braku ił prężająyh, rozważana kombinaja obiążeń jet natępująa: ( ψ, lub ψ, Qk, k, j,up Ad + + G + ψ, iqk, i gdzie: G k,j,up A d Q k, i Q k,i niekorzytnie działająe obiążenie tałe wiodąe oddziaływanie wyjątkowe obiążenia zmienne, odpowiednio podtawowe i kolejne ψ, wpółzynnik dla wartośi zętej wiodąego obiążenia zmiennego ψ,i wpółzynnik dla wartośi prawie tałej i-tego obiążenia zmiennego Stoowanie wpółzynników ψ, lub ψ, wraz z Q k, powinno być określone w odpowiednim Załązniku Krajowym. Aby utalić, które wpółzynniki zatoować, należy korzytać z Załąznika Krajowego odpowiedniego dla kraju, w którym wznieiony zotanie budynek. 0
Wartośi wpółzynników ψ odnozą ie do kategorii obiążeń zmiennyh, z którymi ą toowane. Wartośi zaleane w Eurokodzie dla wpółzynników ψ ą podane w Tabliy A. EN 990; wartośi te ą albo potwierdzane, albo zmieniane w odpowiednim Załązniku Krajowym. Wartośi wpółzynników ψ dla budynków w Zjednozonym Króletwie oraz we Franji podano w Tabliy.3. W przypadku tropów o obiążeniu rozłożonym, w punkie 6.3..(8 normy EN 99-- (6 podano natępująe wartośi zatępzyh obiążeń równomiernie rozłożonyh dla przetawnyh śian działowyh: Przenośne śiany działowe o iężarze włanym,0 kn/m długośi śiany: q k 0,5 kn/m, Przenośne śiany działowe o iężarze włanym,0 kn/m długośi śiany: q k 0,8 kn/m, Przenośne śiany działowe o iężarze włanym 3,0 kn/m długośi śiany: q k, kn/m. Przenośne śiany działowe o iężarze włanym więkzym niż 3,0 kn/m długośi należy uwzględniać biorą pod uwagę ih położenie. Zaleane przez Eurokod wartośi zmiennyh obiążeń użytkowyh na tropy ą podane w Tabliy 6. EN 99--; wartośi te również mogą być modyikowane przez odpowiedni Załąznik Krajowy. W Tabliy.4 przedtawiono wartośi zaleane wg Eurokodu oraz wartośi podane w Załąznikah Krajowyh w Zjednozonym Króletwie oraz we Franji dla obiążeń użytkowyh tropów w obiektah biurowyh. Tablia.3 Obiążenie Powierzhnia domowa, biurowa oraz ruhu pojazdów, gdzie : 30 kn < iężar pojazdu 60 kn Wartośi wpółzynników ψ Wartośi zaleane przez Eurokod (oraz w Pole W.Brytania - wartośi wg Zał. Krajowego Franja - wartośi wg Zał. Krajowego ψ ψ ψ ψ ψ ψ 0,5 0,3 0,5 0,3 0,5 0,3 Powierzhnia magazynowa 0,9 0,8 0,9 0,8 0,9 0,8 Inne* 0,7 0,6 0,7 0,6 0,7 0,6 * nie uwzględnia ię obiążeń klimatyznyh Tablia.4 Kategoria powierzhni obiążonej Obiążenie użytkowe tropu w budynku biurowym Wartośi zaleane przez Eurokod (oraz w Pole W. Brytania - wartośi wg Zał. Krajowego Franja - wartośi wg Zał. Krajowego q k (kn/m Q k (kn q k (kn/m Q k (kn q k (kn/m Q k (kn B Biura 3,0 4,5,5* lub 3,0** * powyżej parteru ** parter lub poniżej parteru,7 3,5 5,0 5,0
.5. Ekpozyja pożarowa Zaleenia podane w uprozzonej metodzie projektowej można toować do budynków, w któryh elementy kontrukyjne ą poddawane oddziaływaniom wg tandardowej krzywej temperatura za lub wg krzywej parametryznej temperatura za, zdeiniowanym w EN 99--. Można także toować model zaawanowany w elu utalenia krzywej temperatura za dla enariuza pożaru naturalnego. Uzykana krzywa temperatura za może tanowić dane wejśiowe do programu MACS+ w ormie pliku tektowego. We wzytkih przypadkah należy przetrzegać potanowień dotyząyh środków ewakuaji zawartyh w przepiah krajowyh..5.. Odporność ogniowa Zaleane zay odpornośi ogniowej dla elementów kontrukyjnyh w różnyh typah budynków, zawarte w przepiah krajowyh, podano w Tabliah.5 i.6. Poniżze zaleenia dotyzą budynków, w któryh elementom kontrukyjnym tawiane ą wymagania o najwyżej 80 minut odpornośi ogniowej. Przyjmują, iż wymagania te ą pełnione, budynki zepolone o kontrukji ram talowyh zahowają tatezność przez ten za odpornośi ogniowej, jeśli w każdej treie panować będą warunki zgodne z krzywą tandardową temperatura za (. Można uznać, iż wzytkie budynki o kontrukji zepolonyh ram talowyh ze tropami zepolonymi, uzykują 5 minut odpornośi ogniowej bez toowania zabezpiezeń ogniohronnyh. W tym przypadku nie obowiązują żadne pejalne zaleenia. Tablia.5 Strezzenie wymagań w zakreie odpornośi ogniowej zawartyh w Zatwierdzonym Dokumenie B dla Anglii i Walii Odporność ogniowa (min w zależnośi od wyokośi najwyżzej kondygnaji (m <5 8 30 >30 Miezkalny (bez unkji gopodarzyh 30 60 90 0 Biurowy 30 60 90 0* Sklepy, handel, mieja zebrań, wypozynek 30 60 90 0* Parkingi zamknięte 30 60 90 0* Parkingi otwarte 5 5 5 60 Dla więkzośi grup Zatwierdzony Dokument B zezwala na redukję odpornośi ogniowej z 60 do 30 minut lub z 90 do 60 minut. * Wymagane ą trykaze, lez odporność ogniowa tropu może wynoić tylko 90 minut. Wyokość najwyżzej kondygnaji nie obejmuje zieleni na dahu. Wyokość najwyżzej kondygnaji mierzy ię od górnej powierzhni najwyżzej kondygnaji do parteru po najniżzej tronie budynku Dah
Tablia.6 Miezkalny (bez unkji gopodarzyh Strezzenie wymagań w zakreie odpornośi ogniowej podanyh w przepiah ranukih < kondygnaji kondygnaje < 4 kondygnaji 4 kondygnaje < 8 m 8 m < H < 50 m > 50 m R5 R30 R60 R90 R0 Sklepy, handel, zebrania i wypozynek Parter 3 Wyokość najwyżzej kondygnaji 8 m Wyokość najwyżzej kondygnaji > 8 m Wyokość najwyżzej kondygnaji > 8 m Biuro 0 R60 R0 < 00 oób < 500 oób > 500 oób Parkingi zamknięte Parkingi otwarte Uwagi: Parter 0 R60 R30 R60 R30 R60 R90 > kondygnaje R0 Wyokość najwyżzej kondygnaji > 8 m R30 R60 R90 Biura niedotępne dla oób niezatrudnionyh H jet wyokośią najwyżzej kondygnaji.5.. Pożar naturalny (krzywa parametryzna temperatura za Oprogramowanie MACS+ pozwala na uwzględnienie oddziaływania pożaru naturalnego na trop poprzez wykorzytanie krzywej parametryznej temperatura za zgodnej z EN 99-- Załąznik A (4. Należy zauważyć, że jet to załąznik inormayjny, a jego toowanie może nie być dozwolone w niektóryh krajah europejkih, takih jak Franja. Przed przeprowadzeniem końowyh pra projektowyh, projektant powinien dokonać prawdzenia właśiwego Załąznika Krajowego. Wykorzytują krzywą parametryzną, oprogramowanie deiniuje temperaturę w treie, uwzględniają: rozmiar trey: o długość trey, o zerokość trey, o wyokość trey, wyokość i powierzhnię okien: o wyokość okien, o długość okien, o proent otworów, ilość materiałów palnyh i ih rozkład w treie: o obiążenie ogniowe, o wkaźnik palania, o zybkość palania, właśiwośi termizne elementów obudowy trey.
Temperatura pożaru parametryznego będzie zawze wzratać zybiej niż pożaru tandardowego we wzenyh azah, lez wraz ze palaniem materiałów palnyh temperatura ta będzie gwałtownie padać. Wzrot temperatury pożaru tandardowego potępuje równomiernie w niekońzoność. Krzywą tandardową temperatura za oraz typową krzywą parametryzną temperatura za pokazano na Ry..6. 00 Parametri Parametryzna 000 Temperature Temperatura [ C] [ o C ] 800 600 400 Standard Standardowa 00 0 0 5 30 45 60 75 90 Cza Time [min] [min] Ry..6. Porównanie typowej krzywej parametryznej oraz krzywej tandardowej temperatura za 4
3. ZALECENIA DLA ELEMENTÓW KONSTRUKCYJNYCH 3.. Strey projektowe tropów Każdy trop powinien być podzielony na trey projektowe pełniająe kryteria podane w Rozdziale.3. Podział tropu na trey projektowe pokazano na Ry. 3.. Strey oznazone A pozotają w zakreie oprogramowania MACS+, a ih nośność w warunkah pożarowyh można utalić toują to oprogramowanie. Strea B nie jet objęta zakreem oprogramowania, ponieważ obejmuje łup, zaś belki w treie nie ą rozparte w tym amym kierunku. Na Ry. 3. zilutrowano pojedynzą treę tropu pokazują oznazenia belek wykorzytane w oprogramowaniu MACS+. Przy projektowaniu w warunkah normalnyh zakłada ię, iż obiążenia tropu ą przejmowane przez belki drugorzędne, które z kolei opierają ię na belkah głównyh. Przy projektowaniu na warunki pożarowe zakłada ię, iż w tanie graniznym pożaru nośność niezabezpiezonyh belek wewnętrznyh ulega znaząej redukji, pozotawiają trop zepolony jako element rozpięty w dwóh kierunkah, wobodnie podparty wzdłuż obwodu. W elu zapewnienia, iż w tropie powtanie oddziaływanie membranowe, oprogramowanie MACS+ obliza moment przyłożony do każdej belki obwodowej, jako rezultat oddziaływań na treę projektową tropu. Aby w praktye utrzymać pionowe podparie na obwodzie trey projektowej tropu, oprogramowanie obliza topień wykorzytania nośnośi oraz temperaturę krytyzną belek obwodowyh. Zabezpiezenie ogniohronne tyh belek należy projektować na podtawie temperatury krytyznej i wymaganego zau odpornośi ogniowej dla płyty tropowej zgodnie z przepiami krajowymi. Temperaturę krytyzną i topień wykorzytania nośnośi dla każdej z belek obwodowyh określa ię dla tron A D trey projektowej tropu, jak pokazano na Ry. 3.. Zgodnie z uwagami podanymi w Rozdziale.., ogranizenie toowania oprogramowania MACS+ polega na tym, iż w przypadku odpornośi ogniowej 60 minut lub więej, granie trey powinny pokrywać ię z iatką łupów, a belki na brzegu wymagają zabezpiezenia ogniohronnego. Dla odpornośi ogniowej 30 minut ogranizenie to nie obowiązuje, a granie trey nie muzą przebiegać wzdłuż iatki łupów. Przykładowo, trey A i A3 na Ry. 3. mają łupy tylko w dwóh narożah i można je traktować, jako trey projektowe tropu wymagająego nie więej niż 30 minut odpornośi ogniowej. 5
B A( Shody Shody Trzon A(3 A( Oznazenia A: Te trey można projektować toują MACS+ A( Dowolny za odpornośi ogniowej A( & A(3 jedynie 30 minut odpornośi ogniowej B: Poza zakreem MACS+ Ry. 3.. Możliwe trey projektowe tropu L Strona A Strona D Strona B L Niezabezpiezone belki wewnętrzne Zabezpiezone belki obwodowe Strona C Ry. 3.. Deinija rozpiętośi (L i rozpiętośi (L oraz układ belek dla trey projektowej tropu w budynku o wymaganej odpornośi ogniowej 60 minut lub więej. 3.. Płyty i belki tropowe Oprogramowanie MACS+ pozwala oblizać nośność płyt tropowyh i niezabezpiezonyh belek w tanie graniznym w warunkah pożarowyh. Ponieważ uprozzona metoda projektowa zaimplementowana w programie zakłada, iż płyta będzie miała właśiwe podparie wzdłuż obwodu, oprogramowanie na podtawie nośnośi trey projektowej tropu obliza także temperaturę krytyzną dla każdej belki obwodowej. 6
3... Oblizanie temperatury w płyie tropowej Rozkład temperatury w płyie zepolonej może być określany z wykorzytaniem metody różni końzonyh lub metody elementów końzonyh, z wykorzytaniem modelu o dokładnym kztałie płyty, zgodnie z zaadami podanymi w p. 4.4. EN 994-- (6. Alternatywnie rozkład temperatury w niezabezpiezonej płyie zepolonej, nagrzewanej wg krzywej tandardowej, można określać na podtawie wartośi podanyh w Tabliy 3., utalonyh zgodnie z normą EN 99-- (7 i jej Załąznikiem Krajowym w zależnośi od grubośi eektywnej płyty zepolonej h e, zdeiniowanej w p. D.4 Załąznika D EN 994-- (6. Tablia 3. Rozkład temperatury w płyie (h e,max 50 mm nagrzewanej wg krzywej tandardowej przez 30 do 80 minut Głębokość x [mm] Temperatura w płyie θ [ C] po zaie 30 min 60 min 90 min 0 min 80 min.5 675 83 9 967 04 0 53 684 777 84 93 0 363 53 69 698 797 30 60 48 54 583 685 40 87 33 43 49 59 50 35 63 349 45 54 60 0 09 90 35 448 70 76 66 4 300 39 80 59 33 00 56 344 90 46 08 66 8 303 00 37 89 38 86 67 0 3 73 7 59 36 0 7 6 00 37 09 30 4 5 86 9 86 40 3 44 74 05 66 Φ tan π h l + l l 3 50 38 65 94 49 Na podtawie wyżej oblizonego rozkładu temperatur mogą zotać utalone natępująe trzy parametry: θ θ θ : temperatura na nagrzewanej powierzhni płyty, : temperatura na nienagrzewanej powierzhni płyty, : temperatura w płyie na poziomie iatki zbrojeniowej. 7
Przy nagrzewaniu wg krzywej tandardowej należy przyjąć natępująe wartośi x w elu określenia temperatury θ, θ i θ z Tabliy 3.: Dla θ, x,5 mm, Dla θ, x h e, Dla θ, x h d + 0 Φ (d: odległość między oią iatki zbrojeniowej a nienagrzewaną powierzhnią betonu, patrz Tablia 3.; Φ: patrz Tablia 3.. 3... Oblizanie temperatury w niezabezpiezonyh belkah tropu zepolonego Temperatura w niezabezpiezonej bele talowej nagrzewanej wg krzywej tandardowej może być utalana zgodnie z p. 4.3.4.. EN 994--. W elu uprozzenia metody oblizeniowej w Tabliy 3. podano temperatury dla niezabezpiezonyh przekrojów talowyh w unkji wynikowego wkaźnika przekroju (oblizonego jako wkaźnik przekroju pomnożony przez wpółzynnik korekyjny dla eektu ienia oraz zau długośi nagrzewania. Tablia 3. Temperatura w niezabezpiezonym przekroju talowym nagrzewanym wg krzywej tandardowej Wynikowy Temperatura przekroju talowego θ a [ C] po zaie wkaźnik przekroju A i k h Vi [m - ] 30 min 60 min 90 min 0 min 80 min 0 43 736 94 030 0 30 555 835 987 039 04 40 637 90 995 04 06 50 69 93 997 043 06 60 7 93 999 044 07 70 734 934 000 045 07 80 74 936 00 046 08 90 754 937 00 046 08 00 768 938 00 046 08 0 78 939 00 047 08 0 793 939 003 047 08 30 80 940 003 047 09 40 80 940 003 047 09 50 85 94 003 047 09 00 89 94 004 048 09 500 838 944 005 048 09 8
3..3. Projektowanie płyty tropowej na warunki pożarowe Nośność zepolonej płyty tropowej Oblizają nośność każdej trey projektowej tropu wyznaza ię oddzielnie nośność płyty zepolonej oraz niezabezpiezonyh belek. Zakłada ię, iż płyta nie zahowuje iągłośi wzdłuż obwodu trey projektowej tropu. Obiążenie, które może być przenieione przez płytę zepoloną wewnątrz trey projektowej z uwagi na zginanie, obliza ię na podtawie mehanizmu dolnego ozaowania, przyjmują układ linii platyznyh załomów pokazany na Ry. 3.3. Linie platyznyh załomów Swobodne podparie na 4 krawędziah Ry. 3.3. Układ linii załomów przyjęty w oblizeniah nośnośi płyty Nośność oblizana dla mehanizmu dolnego ozaowania ulega podwyżzeniu w wyniku uwzględnienia korzytnego eektu roziągająyh oddziaływań membranowyh przy dużyh przemiezzeniah. Ta poprawka wzrata wraz z ugięiem pionowym płyty, aż do znizzenia powodowanego zrywaniem zbrojenia wzdłuż kierunku krótkiej rozpiętośi lub znizzenia przy śikaniu betonu w narożah płyty, zgodnie z Ry. 3.4. Ponieważ metoda projektowa nie pozwala przewidzieć punktu znizzenia, ugięie uwzględniane przy oblizaniu poprawki jet oparte na konerwatywnym ozaowaniu ugięia płyty, uwzględniająym możliwość powtania termiznej krzywizny płyty oraz odkztałenia zbrojenia, jak pokazano poniżej: ( T T w α 9,h l 0,5 Ea 3 8 y L e + Ugięie powodowane wydłużeniem zbrojenia jet również ogranizone poprzez wyrażenie: ( T T w α 9,h l l e + 30 gdzie: (T T jet różnią temperatury pomiędzy górną a dolną powierzhnią płyty L jet dłużzym wymiarem trey projektowej tropu 9
l y E h e α jet krótzym wymiarem trey projektowej tropu jet granią platyznośi iatki zbrojeniowej jet modułem prężytośi tali jet eektywną grubośią płyty zepolonej jet wpółzynnikiem rozzerzalnośi termiznej betonu Wzytkie dotępne wyniki badań pokazują, iż podana wartość ugięia zotanie przekrozona zanim płyta ulegnie znizzeniu. Stąd wynika, iż nośność przewidywana przez metodę projektową jet bezpiezna w porównaniu z wartośią rzezywitą. Całkowite ugięie płyty jet również ogranizone poprzez natępująe wyrażenie: L + l w 30 Pęknięie na pełnej głębokośi Znizzenie przy śikaniu betonu Zrywanie zbrojenia wzdłuż długiego boku Układ linii załomów Krawędź płyty przemiezza ię do środka obniżają odkztałenia zbrojenia w kierunku krótkiego boku (a znizzenie przy roziąganiu zbrojenia Zgniatanie betonu wywołane naprężeniami w płazzyźnie Układ linii załomów Krawędź płyty przemiezza ię do środka obniżają odkztałenia zbrojenia w kierunku krótkiego boku (b znizzenie przy śikaniu betonu Ry. 3.4. Mehanizm znizzenia powodowany zrywaniem zbrojenia 0
W elu utalenia łąznej nośnośi ałego ytemu należy zumować reztkową nośność na zginanie niezabezpiezonyh belek zepolonyh z podwyżzoną nośnośią płyty. Szzelność i izolayjność płyty zepolonej Oprogramowanie MACS+ nie prawdza bezpośrednio warunków izolayjnośi i zzelnośi płyty. Projektant powinien zapewnić wytarzająą grubość płyty, aby uzykać zgodność z zaleeniami podanymi w EN 994--. W elu zapewnienia zzelnośi płyty zepolonej przez za trwania pożaru oraz tworzenia warunków do rozwinięia oddziaływań membranowyh, należy zadbać o właśiwe ulokowanie i zakłady iatki zbrojeniowej. Jet to zzególnie ważne w obzarze niezabezpiezonyh belek oraz wokół łupów. Dalze inormaje na ten temat podano w Rozdziale 3.3. 3..4. Projektowanie na warunki pożarowe belek wzdłuż obwodu trey projektowej tropu Belki wzdłuż obwodu tre projektowyh tropu, oznazonyh jako A do D na Ry. 3., powinny uzykiwać odporność ogniową wymaganą dla płyt tropowyh, tak aby zapewnić wymagane pionowe podparie na obwodzie trey projektowej tropu. W eekie belki te ą zwykle zabezpiezane ogniohronnie. Oprogramowanie MACS+ wyznaza oblizeniowy eekt oddziaływań na belki obwodowe oraz nośność na zginanie belki w temperaturze normalnej w elu oblizenia topnia wykorzytania nośnośi dla każdej belki obwodowej. Oblizenia te ą zgodne z zaleeniami podanymi w EN 993-- 4..4, jak pokazano poniżej E μ 0 R d d,0 gdzie: E d jet oblizeniowym eektem oddziaływań na belkę w warunkah pożarowyh R d,0 jet oblizeniową nośnośią belki w zaie t 0 Po oblizeniu topnia wykorzytania nośnośi, oprogramowanie pozwala wyznazyć temperaturę krytyzną dolnyh półek belek obwodowyh. Ta temperatura krytyzna jet podawana w zbiorze wyników programu MACS+ w elu wykorzytania przy utalaniu zabezpiezenia ogniohronnego każdej z belek obwodowyh w treie projektowej tropu. Szzegóły metody oblizeń można znaleźć w opraowaniu MACS+ Podtawy inżynierkie (7. W przypadku belek obwodowyh położonyh pomiędzy dwoma ąiednimi treami projektowymi, do projektowania zabezpiezenia ogniohronnego belek obwodowyh należy toować niżzą temperaturę krytyzną pośród wyznazonyh dla przyległyh tre projektowyh. Metoda projektowania belki obwodowej należąej do dwóh tre projektowyh zotała przedtawiona w Przykładzie w Rozdziale 5.
Utalają zzegóły zabezpiezenia ogniohronnego belek obwodowyh, dotawa zabezpiezenia mui znać wkaźnik przekroju zabezpiezanego elementu oraz okre wymaganej odpornośi ogniowej i temperaturę krytyzną elementu. Więkzość renomowanyh produentów dyponuje oeną wojego wyrobu dla wielu temperatur, zgodnie z EN 338-4 (7 dla materiałów niereaktywnyh lub EN 338-8 (8 dla materiałów reaktywnyh (pęzniejąyh. Tablie projektowe zabezpiezeń ogniohronnyh, które wiążą wkaźnik przekroju z grubośią zabezpiezenia, bazują na pojedynzyh wartośiah temperatury przyjmowanej do oeny. Temperatura ta powinna być niżza lub równa temperaturze krytyznej elementu. 3.3. Szzegóły zbrojenia Grania platyznośi i iągliwość tali zbrojeniowej powinna być określona zgodnie z wymaganiami EN 0080. Wartość harakterytyzna graniy platyznośi zbrojenia wg EN 0080 będzie wynoić pomiędzy 400 MPa i 600 MPa, w zależnośi od rynku krajowego. W więkzośi krajów mogą nadal unkjonować krajowe normy zbrojenia, jako nieprzezne inormaje uzupełniająe (NCCI, ponieważ zeroki zakre gatunków tali nie zotał uwzględniony w EN 0080. W płytah zepolonyh podtawową unkją zbrojenia jet zapobieganie pękaniu betonu. Z uwagi na to iatka zbrojenia powinna być umiezzana możliwie bliko powierzhni betonu, przy zahowaniu minimalnej grubośi otuliny zbrojenia wymaganej z uwagi na właśiwą trwałość zgodnie z EN 99-- (9. W warunkah pożarowyh położenie iatki będzie wpływało na temperaturę iatki oraz ramię ił przy oblizaniu nośnośi na zginanie. Zwykle uzykuje ię odpowiednie właśiwośi ogniowe toują iatkę w odległośi 5 45 mm poniżej górnej powierzhni betonu. W Rozdziale 3.3. zamiezzono ogólne inormaje dotyząe zzegółów zbrojenia. Dalze wytyzne i inormaje można znaleźć w EN 994-- (9 i EN 994-- (6 lub w dokumentah krajowyh, takih jak podano w pozyji (0. 3.3.. Szzegóły iatek zbrojeniowyh Typowe wymiary arkuzy iatek zbrojeniowyh wynozą 4,8 m x,4 m i dlatego wymagają toowania zakładów w elu uzykania iągłośi zbrojenia. Należy zatem określić wytarzająy zakład oraz prowadzić odpowiednią kontrolę na budowie w elu zapewnienia realizaji zzegółowyh wymagań. Zaleane długośi zakładów podano w rozdz. 8.7.5 EN 99-- (9 ; można je także utalać na podtawie Tabliy 3.3. Minimalna długość zakładu iatki zbrojeniowej powinna wynoić 50 mm. Najlepiej, gdy iatka poiada wobodne końe, jak pokazano na Ry. 3.5, gdyż unika ię nakładania prętów w zakładah. Zawze lepiej zamawiać ekonomizne preabrykaty gotowe do montażu, aby zmniejzyć odpady.
Końe wobodne Ry. 3.5. Siatka o końah wobodnyh Tablia 3.3 Zaleane długośi zakładów roziąganyh oraz zakotwień w iatkah zgrzewanyh Typ zbrojenia Typ pręta/drutu Klaa betonu Pręt o średniy d tal gatunku 500 LC 5/8 NC 5/30 LC 8/3 NC 8/35 LC 3/35 NC 3/40 żebrowany 50d 40d 47d 38d 44d 35d 6 mm druty żebrowany 300 50 300 50 75 50 7 mm druty żebrowany 350 300 350 75 35 50 8 mm druty żebrowany 400 35 400 35 350 300 0 mm druty żebrowany 500 400 475 400 450 350 Uwagi : Zaleenia można bezpieznie toować przy projektowaniu zgodnie z EN 99--. Jeśli zakład wypada nad belką, a minimalna otulina jet mniejza niż podwojony rozmiar zbrojenia, długość zakładu należy powiękzyć toują mnożnik,4. Żebrowane pręty / druty ą zdeiniowane w EN 0080. Minimalna długość zakładu/zakotwienia dla prętów i iatek powinna wynoić odpowiednio 300 mm i 50 mm. 3.3.. Szzegółowe wymagania dla krawędzi zepolonyh płyt tropowyh Szzegóły zbrojenia na krawędzi tropowej płyty zepolonej mają itotny wpływ na praę belek krajnyh oraz płyty tropowej w warunkah pożarowyh. Poniżze wytyzne ą oparte na najlepzyh praktyznyh zaleeniah wykorzytywanyh przy projektowaniu i wykonawtwie zepolonyh płyt tropowyh w elu pełnienia wymagań w warunkah normalnyh. Metoda projektowania na warunki pożarowe oraz 3
wytyzne przedtawione w tym dokumenie zakładają, iż tropy zepolone wykonano zgodnie z tymi zaleeniami. Litwy krawędziowe należy odadzać od oi belki (nie iatki C L Belka Szalunek Ry. 3.6. Odadzenie litew krawędziowyh Krawędź tropu zepolonego jet zwykle ormowana przy użyiu litew krawędziowyh wykonanyh z ienkośiennyh galwanizowanyh proili talowyh moowanyh do belki w taki am poób, jak zalunek (por. Ry. 3.6. W tyh przypadkah, gdy belka krajna zotała zaprojektowana jako zepolona z płytą betonową, wymagane ą pręty zbrojeniowe z proili U w elu zapobieżenia podłużnemu rozłupywaniu płyty betonowej. Przy toowaniu omawianej metody projektowej pręty zbrojeniowe zapewniają także właśiwe zakotwienie belki krajnej w płyie. Niektóre typowe detale krawędzi płyty, obejmująe dwa kierunki dekowania, pokazano na Ry. 3.7. W przypadku gdy żebra dekowania przebiegają poprzeznie nad belką krajną i ą zakońzone krótkimi wpornikami, litwa krawędziowa może być zamoowana w poób pokazany na Ry. 3.7a. Wyunięie wpornika powinno wynoić nie więej niż 600 mm, zależnie od grubośi płyty i zatoowanego typu zalunku. Bardziej komplikowany jet przypadek gdy żebra dekowania przebiegają równolegle do belki krajnej, a wykońzona płyta powinna być wyunięta na krótką odległość, pozbawiają podłużną krawędź blahy podparia, jak na Ry. 3.7b. Gdy wyunięie płyty wynoi więej niż w przybliżeniu 00 mm (zależnie od określonyh detali, litwa krawędziowa powinna być rozparta pomiędzy końowymi belkami przymoowanymi do belek krajnyh, jak pokazano na Ry. 3.7. Końowe belki ą zwykle oddalone od iebie mniej niż 3 m i powinny być zaprojektowane i zwymiarowane przez kontruktora, jako zęść ałej kontrukji talowej. 4
Siatka zbrojeniowa Stężenie z płakownika o ok. 600 mm Dodatkowe pręty U wymagane z uwagi na rozłupywanie podłużne Minimum 4 mm (dla worzni 9 mm 75mm Makimum 600 mm wpornik (lub /4 przyległego przęła wymiar krótzy a Typowy wpornik końowy (żebra zalunku poprzezne do belki Pręty U wymagane aby zapobie rozłupywaniu podłużnemu Zamoowanie do wierzhołka litwy krawędziowej Dodatkowe pręty U wymagane z uwagi na rozłupywanie podłużne Stężenie z płakownika o ok. 600 mm Zamoowanie Stężenie z płakownika o ok. 600 mm Wpornik Mak. 00 mm zaprojektowany przez kontruktora Szalunek talowy przyięty na budowie paująy do krawędzi > 00 mm b Typowy zzegół krawędzi (żebra zalunku równoległe do belki Wpornik bozny (żebra zalunku równoległe do belki Ry. 3.7. Typowe detale krawędzi 3.4. Projektowanie niezepolonyh belek krajnyh Zwykle belki na krawędzi tropów projektuje ię jako niezepolone. Wynika to z aktu, iż kozty związane ze pełnieniem wymagań dla zbrojenia na śinanie poprzezne ą wyżze niż kozty zamontowania nieo iężzyh belek niezepolonyh. Przy projektowaniu na warunki pożarowe jet ważne, aby płyta tropu była właśiwie zakotwiona w belkah krajnyh, jako że belki te będą ię znajdować na krawędzi tre projektowyh tropu. Choiaż nie jet to zwykle wymagane przy projektowaniu niezepolonyh belek krajnyh na warunki normalne, przedtawiane wytyzne zaleają, aby worznie śinane były lokowane w roztawie nie więkzym niż 300 mm oraz aby pręty zbrojeniowe o kztałie U były uytuowane wokół worzni śinanyh, zgodnie z opiem w Rozdziale 3.3.. Belki krajne zęto pełnią podwójną unkję podparia zarówno dla tropów jak i obudowy. Jet ważne, aby przemiezzenie belek krajnyh nie wpływało na tabilność obudowy, ponieważ mogłoby to zwiękzyć niebezpiezeńtwo dla ekip 5
gaśnizyh oraz innyh oób w pobliżu. Nie dotyzy to ryzyka związanego z wypadaniem zkła, będąego kutkiem zoku termiznego, który można zniwelować toują pejalne materiały lub trykaze. Nadmierne deormaje aady mogłyby powodować wzrot ryzyka, zzególnie w budynkah wyokih obłożonyh wymurówką, w wyniku obluzowania egieł. 3.5. Słupy Wytyzne projektowe podane w tym dokumenie opraowano biorą pod uwagę koniezność ogranizenia znizzeń kontrukji i rozprzetrzeniania ognia do pojedynzej trey pożarowej. Aby to oiągnąć, łupy (inazej jet w przypadku najwyżzej kondygnaji powinny zotać zaprojektowane z uwagi na wymagany okre odpornośi ogniowej lub z warunku przetrwania określonego pożaru naturalnego (parametryznego. Dla łupów talowyh zabezpiezenie ogniohronne powinno być nałożone na ałej wyokośi łupa, włąznie ze treą połązeń (por. Ry. 3.8. Zapobiegnie to lokalnemu zgniataniu łupa oraz zapewni ogranizenie znizzeń kontrukji do jednej kondygnaji. Nakładki ze śrubami nie wymagają zabezpiezenia Zabezpiezenie na podzie płyty tropowej Ry. 3.8. Zakre zabezpiezenia ogniohronnego łupów W przypadku zatoowania zepolonyh łupów talowo-betonowyh, zabezpiezenie ogniohronne belek połązonyh z tymi łupami powinno obejmować treę połązenia z każdym ze łupów, o wyokośi odpowiadająej makymalnej pośród wyokośi wzytkih belek talowyh. Grubość zabezpiezenia powinna wynoić tyle, o najwiękza pośród grubośi zatoowanyh na wzytkih belkah. 3.6. Węzły Zgodnie z uwagami w Rozdziale.. wartośi utalone prezentowaną metodą projektową odnozą ię do protyh węzłów, takih jak zawierająe podatne płyty zołowe, blahy zakładkowe i nakładki z kątowników. 6
Stalowe budynki zkieletowe poddawane badaniom w Cardington zawierały połązenia na podatne blahy zołowe oraz blahy zakładkowe. Choiaż w tyh badaniah zaoberwowano zęśiowe lub ałkowite znizzenie niektóryh węzłów w azie tudzenia, jednak nie doprowadziło to do znizzenia kontrukji. W przypadku gdy blaha ulegała oderwaniu na końu belki, nie natępowało zawalenie, ponieważ płyta tropowa przekazywała śinanie na inne śieżki obiążenia. Podkreśla to ważną rolę zepolonej płyty tropowej, którą można zrealizować poprzez toowanie właśiwyh zakładów zbrojenia. Nośność protyh węzłów należy prawdzać, toują zaady podane w normie EN 993--8 (3. 3.6.. Klayikaja węzłów Szzegóły węzłów powinny pełniać założenia przyjęte w modelu projektowym. W normie EN 993--8 podano trzy klayikaje węzłów: przegubowe - węzły przenoząe iły śinająe, lez nieprzenoząe znaząyh momentów, zęśiowo ztywne - węzły, które nie pełniają kryteriów węzłów przegubowyh ani ztywnyh, ztywne - węzły, które zapewniają pełną iągłość. Norma EN 993--8 5. podaje zaady klayikaji węzłów na podtawie ih ztywnośi i wytrzymałośi; należy również wziąć pod uwagę nośność węzła na obrót (iągliwość. Jak podano w Rozdziale.. wartośi utalone uprozzoną metodą projektową zotały oparte na założeniu węzłów przegubowyh (protyh. W elu zapewnienia, że węzeł nie przenoi znaznyh momentów zginająyh, a zatem jet to węzeł proty, mui on wykazywać wytarzająą iągliwość zezwalająą na pewien topień obrotu. Można to uzykać wymiarują węzeł w taki poób, aby pełniał ogranizenia geometryzne. Wytyzne w zakreie ogranizeń geometryznyh oraz wymiarów pozątkowyh, zapewniająyh wytarzająą iągliwość węzła, podano w dokumentah Ae-teel (5. 3.6.. Blahy zołowe Wytępują dwa podtawowe typy połązeń na blahy zołowe: o zęśiowej głębokośi i o pełnej głębokośi. Dokument SN03 zalea toowanie: blah zołowyh o zęśiowej głębokośi, gdy blah zołowyh o pełnej głębokośi, gdy V Ed 0,75 V,Rd 0,75 V,Rd < V Ed V,Rd 7
gdzie: V Ed V,Rd jet oblizeniową wartośią iły śinająej przyłożonej do węzła, jet oblizeniową nośnośią na śinanie podpieranej belki. Nośność elementów kładowyh węzła należy prawdzać zgodnie z wymaganiami podanymi w EN 993--8. W tałyh i zmiennyh ytuajah projektowyh należy dokonywać prawdzenia natępująyh nośnośi oblizeniowyh w temperaturze normalnej: element podparia w łożyku, śinanie blahy zołowej (przekrój brutto, śinanie blahy zołowej (przekrój netto, śinanie blahy zołowej (śinanie grupy śrub, zginanie blahy zołowej, śinanie środnika belki*. W zaadzie należałoby dokonać wzytkih powyżzyh prawdzeń. W praktye jednak, dla zwykłyh węzłów, prawdzenia oznazone gwiazdką będą zwykle krytyzne. Wytyzne w zakreie pełnienia wymagań EN 993--8 ą podane w dokumentah Ae-teel (6. Norma EN 993--8 nie podaje żadnyh wytyznyh projektowania dla nośnośi wiązania blah zołowyh. Wytyzne dla utalania nośnośi wiązania blah zołowyh podano w SN05 (6. 3.6.3. Blahy zakładkowe W blahah zakładkowyh można toować pojedynze i podwójne pionowe linie śrub. SN04 (6 zalea toowanie: pojedynzyh pionowyh linii śrub, gdy dwóh pionowyh linii śrub, gdy blah zołowyh, gdy V Ed 0,50 V,Rd 0,50 V,Rd < V Ed 0,75 V,Rd 0,75 V,Rd < V Ed gdzie: V Ed V,Rd jet oblizeniową wartośią iły śinająej przyłożonej do węzła, jet oblizeniową nośnośią na śinanie podpieranej belki. W tałyh i zmiennyh ytuajah projektowyh należy dokonywać prawdzenia natępująyh nośnośi oblizeniowyh blah zakładkowyh w temperaturze normalnej: śruby śinane*, blaha zakładkowa w łożyku*, 8
śinanie blahy zakładkowej (przekrój brutto, śinanie blahy zakładkowej (przekrój netto, śinanie blahy zakładkowej (śinanie grupy śrub, zginanie blahy zakładkowej, wybozenie blahy zakładkowej (LTB, środnik belki nad podporą*, śinanie środnika belki (przekrój brutto, śinanie środnika belki (przekrój netto, śinanie środnika belki (śinanie grupy śrub, podparie elementów (śinanie przy przebiiu (ten mehanizm nie dotyzy blah zakładkowyh połązonyh z półkami łupów. W zaadzie należałoby dokonać wzytkih powyżzyh prawdzeń. W praktye jednak, dla zwykłyh węzłów, prawdzenia oznazone gwiazdką będą zwykle krytyzne. Wytyzne w zakreie pełnienia wymagań EN 993--8 ą podane w dokumentah Ae-teel (7. Norma EN 993--8 nie podaje żadnyh wytyznyh projektowania dla nośnośi wiązania blah zakładkowyh. Dlatego alternatywne wytyzne, takie jak podane w SN08 (7, mogą być toowane dla utalania nośnośi połązenia blah zakładkowyh. 3.6.4. Nakładki z kątowników Jakkolwiek w zkieletowej kontrukji w Cardington nie toowano węzłów z nakładkami z kątowników, SCI przeprowadził pewną lizbę badań ogniowyh zepolonyh i niezepolonyh węzłów z takimi nakładkami (8. Węzły kładały ię z dwóh talowyh kątowników połązonyh śrubami ze środnikiem belki przy zatoowaniu dwóh śrub w każdym ramieniu kątownika. Kątowniki były połązone do półki łupa również za pomoą dwóh śrub. Stwierdzono, że węzły w warunkah pożarowyh zykały iągliwość przy obroie; natąpiły duże obroty. Taka iągliwość była powodowana przegubami platyznymi uormowanymi w ramieniu kątownika w pobliżu powierzhni łupa. W trakie badania nie natąpiło znizzenie śrub. Zepolony węzeł z nakładkami wykazał ię lepzymi właśiwośiami w pożarze niż węzeł niezepolony. Dla węzłów niezepolonyh z nakładkami z kątownika zalea ię, aby pojedynze pionowe rzędy śrub toować tylko w przypadku: V Ed 0,50 V,Rd Nośność oblizeniową węzła z nakładkami z kątownika należy prawdzać, wykorzytują reguły projektowania podane w Rozdziale 3 EN 993--8. Tablia 3.3 EN 993--8 podaje makymalne i minimalne wartośi odległośi oraz roztawów, które należy pełnić, uzzegóławiają położenie śrub. 9