Microsoft PowerPoint - 3_MACS+_Pozarni_testi_slo.ppt [Compatibility Mode]

Transkripcija

1 Obnašanje jeklenih in sovprežnih stropnih konstrukcij v požaru

2 Vsebina novih požarnih testov Izvedeni so bili požarni preizkusi v okviru projektov FRACOF (ISO požar) COSSFIRE (ISO požar) FICEB (Naravni požar in satasti nosilci) Opis eksperimentov eksperimenov Temperatura Pomiki Ugotovitve in analiza enostavno metodo 2

3 Zakaj dodatni testi enostavno metodo Osnova Požarni testi stavbe Cardington Odlično obnašanje v pogojih naravnega požara Maks. jekla 1150 C, trajanje požara 60 min (> 800 C) Konstrukcijske rešitve detajlov po Angleških predpisih Namen Potrditi odlično obnašanje tudi pri dolgo trajajočem požaru (vsaj 90 minut ISO požarne obremenitve) Raziskati vpliv različnih konstrukcijskih detajlov kot sta armaturna mreža in požarna zaščita robnih nosilcev Preveriti različna inženirska orodja za kontrolo požarne odpornosti 3

4 Izbira preizkušancev FRACOF test C O R N E R Zasnova stropne konstrukcije Privzeti jekleni okviri za požarni test FRACOF 4

5 Izbira preizkušancev COSSFIRE test E D G E P A R T Zasnova stropne konstrukcije Privzeti jekleni okviri za požarni test COSSFIRE 5

6 Izbira preizkušancev Končna oblika sovprežnih stropov FRACOF COSSFIRE 6

7 Projektiranje nosilnih elementov Jekleni okvir Sovprežni nosilci iz jekla in betona V skladu z EC 4, poglavje 1-1 (EN ) Kratki jekleni stebri Sovprežna plošča Skupna debelina V skladu z EC 4, poglavje 1-2 (EN ) Armaturna mreža Določena z enostavno metodo projektiranja Spoji v jekleni konstrukciji Običajni spoji: členkasti spoj z dvema kotnikoma ali s podajno čelno pločevino V skladu z EC 3, poglavje 1.8 (EN ) 7

8 Projektiranje nosilnih elementov Razporeditev strižnih čepov na jeklenih nosilcih mm 207 mm 300 mm COSSFIRE 100 mm FRACOF 125 mm 125 mm Sekundarni nosilci Primarni nosilci Vrsta strižnih čepov TRW Nelson KB 3/4" 125 (Φ = 19mm; h = 125 mm; f y = 350 N/mm²; f u = 450 N/mm²) 8

9 Spoji jeklenih elementov Sekundarni nosilec Spoj z dvema kotnikoma ob stojini Nosilec - steber Primarni nosilec Podajne čelne pločevine Nosilec - nosilec Spoj z dvema kotnikoma ob stojini Kvaliteta vijakov: 8.8 Premer vijakov: 20 mm 9

10 Izbrane dimenzije 58 mm Sovprežna plošča 101 mm 107 mm 62 mm 155 mm FRACOF 135 mm COSSFIRE Jeklena pločevina: COFRAPLUS mm Kvaliteta betona: C30/37 Armaturna mreža Velikost mreže: 150x150 Premer palic: 7 mm Kvaliteta jekla: S500 Razdalja od zgornje površine plošče do osi armature: 50 mm FRACOF 35 mm COSSFIRE 10

11 Obtežba preizkušancev F R A C O F 15 vreč peska teže 1512 kg, nadomestna zvezna obtežba: 390 kg/m² COSSFIRE 20 vreč peska teže 1098 kg, nadomestna zvezna obtežba: 393 kg/m² 11

12 Priprava preizkušancev za FRACOF test

13 Obnašanje stropa med požarom Pred testom Po testu Unprotetced Nezaščiteni secondary sekundarni beams nosilci Composite Sovprežna plošča slab 13

14 Konstrukcija FICEB testa Nosilec-3 Nosilec-4 Nosilec - polnostenski Steber GL-D Nosilec-1 Steber GL-A Nosilec-5 14

15 Konstrukcija FICEB testa Steber GL-A Nosilec 3/4/5 Nosilec 1/2 Steber GL-D Polnostenki nosilec 15

16 Konstrukcija FICEB testa Spoj nosilec - nosilec 16

17 Konstrukcija FICEB testa Spoj nosilec - steber 17

18 Konstrukcija FICEB testa A393 Armaturna mreža, 10mm Polna interakcija: med ploščo in nosilci strižni čepi, 19, h=95mm U-armaturne palice okoli plošče zahtevani detajl pri sobni temperaturi 18

19 Konstrukcija FICEB testa 19

20 Konstrukcija FICEB testa Gostota požarne obtežbe enaka 700MJ/m 2 Požarna obtežba je dosežena s 45 lesenimi paletami (1m x 1m x 0.5 m višine), ki so enakomerno porazdeljene po sektorju (9.0m x 15.0m). WOODEN CRIBS LOCATION 20

21 testa Temperatura plinov med požarom Segrevanje nezaščitenih jeklenih nosilcev Segrevanje zaščitenih jeklenih nosilcev Segrevanje sovprežne plošče Upogib stropne konstrukcije obnašanja sovprežne plošče Razpokanost in drobljenje betona Pretrganje armaturne mreže med preizkusom Porušitev robnih nosilcev 21

22 testa Temperatura plinov med požarom Temperature Temperatura ( C) ISO834 FRACOF COSSFIRE Time Čas (min) 22

23 testa Temperatura plinov med požarom FICEB test 23

24 testa Segrevanje nezaščitenih jeklenih nosilcev Temperatura ( C) Čas (min) 24

25 testa Segrevanje nezaščitenih jeklenih nosilcev FICEB test 25

26 testa Segrevanje zaščitenih jeklenih nosilcev Temperatura ( C) Temperatura ( C) Čas (min) Čas (min) Opazimo Nosilci so se v preizkusu COSSFIRE segreli precej bolj 550 C, en izmed robnih nosilcev še posebej > 600 C 26

27 testa Segrevanje sovprežne plošče Temperatura ( C) D in E: Armaturno jeklo Temperatura ( C) D in E: Armaturno jeklo Čas (min) Čas (min) FRACOF COSSFIRE 27

28 testa Segrevanje sovprežne plošče FICEB test 28

29 testa Lokacije merilcev upogibkov plošče D3 800 mm 1300 mm D3 D6 D7 D4 D2 D mm D5 D8 D2 D mm 1660 mm D4 FRACOF COSSFIRE 29

30 testa Upogib stropa Vertical Vertikalni displacement pomik (mm) D1 D2 D3 D Time (min) Čas (min) Vertical Vertikalni displacement pomik (mm) (mm) Ekstrapolirani Extrapolated rezultati results D1 D3 D2 D4 D5 D7 D8 D Time (min) Čas (min) FRACOF COSSFIRE 30

31 testa Lokacije merilcev upogibkov plošče FICEB test MERILNA MESTA (T/C & LVDT) 31

32 testa Upogibki plošče FICEB test 32

33 testa Razpokanost betona (FRACOF) Razpoka v betonu Opazimo Kljub pretrganju armaturne mreže se ohrani globalna stabilnost konstrukcije 33

34 testa Drobljenje betona (COSSFIRE) Zdrobljen beton Opazimo Kljub porušitvi betona po enem robu globalna stabilnost konstrukcije ni ogrožena 34

35 testa Razpokanost betona (FICEB) Razpoka v betonu Opazimo Kljub pojavu razpok se ohrani globalna stabilnost konstrukcije 35

36 testa Uklon stojine (FICEB) 36

37 Primerjava testov z enostavno metodo projektiranja FRACOF COSSFIRE Test Enostavna metoda Test Enostavna metoda Požarna odpornost (min) > > Upogib (mm) (*) (*) Ugotovitev eksperimenta: Požarna odpornost > 120 minut 37

38 Ugotovitve iz novih testov Splošne ugotovitve iz požarnih testov Sovprežni stropovi se zaradi membranskega delovanja odlično obnašajo tudi pri dolgo trajajočih ISO požarnih obremenitvah (>120 minut). Kljub nekaterim lokalnim porušitvam se ohrani globalna stabilnost sovprežne konstrukcije. Posebno pozornost je potrebno nameniti konstrukcijskim rešitvam glede polaganja armaturne mreže, da zagotovimo kriteriju celovitosti., izračunani z enostavno metodo, so v primerjavi z rezultati testov na varni strani. Med ohlajanjem po požaru novih poškodb na sovprežnem stropu ni bilo opaziti. 38