Vasbeton födémek tűz alatti viselkedése. Új kísérleti bizonyítékok

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Vasbeton födémek tűz alatti viselkedése. Új kísérleti bizonyítékok"

Vince Fehér
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 Vasbeton födémek tűz alatti viselkedése

2 Az előadás tartalma Az új tűztesztek célkitűzései Valós méretű tűztesztek az alábbi projektek keretein belül: FRACOF (1. teszt, ISO tűz) COSSFIRE (2. test, ISO tűz) FICEB (3. teszt, természetes tűz & sejtszerkezetű gerenda) eredmények Hőmérsékletek Elmozdulások Megfigyelések és elemzés 2

teszt, ISO tűz) COSSFIRE (2. test, ISO tűz) FICEB (3.

3 Miért szükségesek további tűztesztek? Háttér Cardington tűzteszt Kiváló tűz alatti viselkedés természetes tűz körülményei között Az acél maximális értéke 1150 C, tűz időtartama 60 perc (> 800 C) Angolszász kivitelezési részletek Hasonlóan jó tűz alatti viselkedés igazolása hosszú időtartamú tűz esetére (legalább 90 perces ISO tűzre) A különböző kivitelezési részletek hatásának vizsgálata, mint például a betonba ágyazott acélháló vagy peremgerendák tűzvédelme Különböző tűzvédelmi mérnöki eszközök validálása 3

időtartama 60 perc (> 800 C) Angolszász kivitelezési részletek Hasonlóan jó tűz alatti viselkedés igazolása hosszú időtartamú

4 mintadarabok tervezése 1. teszt (FRACOF) HEB260 IPE300 S A R O K IPE400 IPE300 IPE400 Valós épület szerkezeti rácsa 1. tűzteszt során alkalmazott acélváz 4

5 mintadarabok tervezése 2. teszt (COSSFIRE) P E R E M R É S Z HEB200 IPE270 Pin joint IPE270 IPE270 Valós épület szerkezeti rácsa 2. tűzteszt során alkalmazott acélváz 5

6 mintadarabok tervezése Végleges öszvérfödém-szerkezet 1. teszt 2. teszt 6

7 Szerkezeti elemek tervezése Acélváz Vasbeton öszvérgerenda Eurocode 4/1-1 (EN )-nek megfelelően Rövid acéloszlopok Öszvérfödém Teljes vastagság Eurocode 4/1-2 (EN )-nek megfelelően Betonba ágyazott acélháló Egyszerű módszer alapján Kötések Általánosan elterjedt kötéstípusok: kétoldali gerincbekötő és homloklemez Eurocode 3/1.8 (EN )-nak megfelelően 7

megfelelően Betonba ágyazott acélháló Egyszerű módszer alapján Kötések Általánosan elterjedt

8 Szerkezeti elemek tervezése Fejes szegecsek acélgerendákon való elrendezése mm 207 mm 125 mm 300 mm 2. teszt 100 mm 1. teszt 125 mm Másodlagos gerendák Elsődleges gerendák Acélszegecsek típusa TRW Nelson KB 3/4" 125 (Φ = 19mm; h = 125 mm; f y = 350 N/mm²; f u = 450 N/mm²) 8

teszt 125 mm Másodlagos gerendák Elsődleges gerendák Acélszegecsek

9 Kötések Másodlagos gerenda Kétoldali gerincbekötő szögacél Gerenda-oszlop Elsődleges gerenda Rugalmas homloklemez Gerenda-gerenda Kétoldali gerincbekötő szögacél Acélcsavarok minősége: 8.8 Acélcsavarok átmérője: 20 mm 9

homloklemez Gerenda-gerenda Kétoldali gerincbekötő

10 Szerkezetei elemek méretei Vasbeton födém Betonba ágyazott acélháló 58 mm 101 mm 107 mm 62 mm Acél pályalemez: COFRAPLUS mm 155 mm 1. teszt 135 mm 2. teszt Háló mérete: 150x150 Átmérő: 7 mm Acél minősége: S500 Tengelytávolság a födém tetejéhez képest: 50 mm 1. teszt Beton minősége: C30/37 35 mm 2. teszt 10

teszt Háló mérete: 150x150 Átmérő: 7 mm Acél minősége: S500 Tengelytávolság a

11 Mechanikai terhelés 1. T E S Z T 15 homokzsák, összesen: 1512 kg Egyenértékű egyenletesen megoszló terhelés: 390 kg/m² 2. teszt 20 homokzsák, összesen: 1098 kg Egyenértékű egyenletesen megoszló terhelés: 393 kg/m² 11

12 2. Tűzteszt előkészítése

13 Födém viselkedése a tűz folyamán A tűz előtt A tűz után Védetlen másodlagos gerendák Vasbetonfödém 13

14 3. teszt szerkezete (FICEB) 3. gerenda 4. gerenda Tömör gerenda GL-D Oszlop 1. gerenda GL-A Oszlop 5. gerenda 14

15 3. teszt szerkezete (GL-A oszlop) 3./4./5. gerenda 1./2. gerenda (GL-D oszlop) (Tömör gerenda) 15

16 3. teszt szerkezete Gerenda-gerenda kötés Befejezett födém Szint: 3000 Befejezett födém Szint:

17 3. teszt szerkezete Gerenda-oszlop kötés Befejezett födém Szint: 3000 Befejezett födém Szint: 3000 T merevítő 305x165x40UBből készítve, 22 átmérőjű furattal a CHS merevítésére T merevítő 305x165x40UBből készítve, 22 átmérőjű furattal a CHS merevítésére 17

305x165x40UBből készítve, 22 átmérőjű furattal a CHS

18 3. teszt szerkezete A393 merevítő háló, átmérő: Ø10mm Teljes együttdolgozás a födém és gerendák közt, nyíró kapcsolati elemek segítségével, Ø19, h=95mm U-merevítő rudakat alkalmaztunk a födém körül a megfelelő merevítés biztosítására. Követelemények részletezése normál hőmérsékletre 18

segítségével, Ø19, h=95mm U-merevítő rudakat alkalmaztunk a födém körül

19 3. teszt szerkezete 19

20 3. teszt szerkezete Fajlagos tűzterhelés: 511MJ/m 2 BS EN E függeléke szerint megadva. A tűzterhelés 45 szabványos farakással biztosítható (1m x 1m x 0.5 m magas), a tűzszakaszban egyenletesen elhelyezve (9.0m x 15.0m). 45 FARAKÁS (1,5M X 1,5 M TÖMBÖKBEN) FARAKÁSOK HELYZETE WOODEN CRIBS LOCATION 20

A tűzterhelés 45 szabványos farakással biztosítható (1m x 1m x 0.

21 eredmények Tűzhőmérséklet Védetlen acélgerendák hevítése Védett acél szerkezeti elemek hevítése Vasbeton födém hevítése Födém lehajlása Megfigyelések a vasbeton födém viselkedése alapján Beton elrepedése illetve összezúzódása Betonba ágyazott merevítő acélháló tönkremenetele a teszt során Peremgerendák összeomlása 21

22 eredmények Tűzhőmérséklet Hőmérséklet Temperature ( C) ISO834 Test 1. teszt 1 FRACOF Test 2. teszt 2 COSSFIRE Idő Time (perc) (min) 22

23 eredmények 3. teszt - hőmérsékletek 23

24 eredmények Védetlen acélgerendák hevítése Hőmérséklet Temperature ( C) FRACOF teszt COSSFIRE 2. teszt Time Idő (perc) (min) A B C A B C 24

25 eredmények 3. teszt védetlen acélgerendák hevítése 25

26 eredmények Védett acélgerendák hevítése Hőmérséklet Temperature ( C) A B C 1. FRACOF teszt COSSFIRE 2. teszt Time (min) Idő (perc) Hőmérséklet Temperature ( C) A B C Time (min) Idő (perc) Megfigyelés A COSSFIRE teszt folyamán magasabb hőmérsékletű gerendák 550 C, és az egyik másodlagos peremtartó > 600 C hőmérsékletre hevült 26

27 eredmények Öszvérfödém hevítése Hőmérséklet Temperature ( C) DandE: D és E: reinforcing acélháló steel A' C E D F Time (min) Idő (perc) Hőmérséklet Temperature ( C) A B C D E F DandE: D és reinforcing acélhálósteel Idő Time (perc) (min) 1. teszt 2. teszt 27

28 eredmények 3. teszt kompozit födém hevítése Hőelemek a födémben/szegecsben 28

29 eredmények Elmozdulás-mérő jeladók elhelyezése a lehajlás mérése érdekében D4 D3 800 mm D2 D mm D5 D mm D2 D3 D mm D mm D7 D4 1. teszt 2. teszt 29

30 eredmények Födém lehajlása Függőleges Vertical elmozdulás displacement (mm) D1 D3 D2 D Time (min) Idő (perc) Függőleges Vertical elmozdulás displacement (mm) D2 D1 Extrapolated Extrapolált results értékek D7 D3 D4 D5 D8 D Time (min) Idő (perc) 1. teszt 2. teszt 30

31 eredmények 3. teszt elmozdulás-mérő jeladók a lehajlások mérésére NYÍLÁS Acélon elhelyezett hőelemek elhelyezésének tervrajza (rács-zóna) 31

32 eredmények 3. teszt a födém lehajlása 32

33 eredmények Beton elrepedése (1. teszt) Repedés a betonon Megfigyelés A födém kiváló globális stabilitása a betonba ágyazott acélháló tönkremenetelének ellenére is 33

34 eredmények Beton elrepedése (3. teszt) Beton elrepedése Megfigyelés A födém kiváló globális stabilitása a repedések megjelenésének ellenére is 34

35 eredmények A gerenda gerinclemezének instabilitása (3. teszt) 35

36 eredmények Beton összezúzódása (2. teszt) Beton összezúzódása Megfigyelés A födém globális stabilitása megfelelő maradt az egyik peremtartó tönkremenetelének ellenére is 36

37 szabályokkal 1. teszt 2. teszt Teszt Egyszerű módszer Teszt Egyszerű módszer Tűzvédelmi osztály (perc) Lehajlás (mm) > > (*) (*) Megfigyelés eredmények: Tűzvédelmi osztály > 120 perc 37

38 Új kísérleti eredmények Általános következtetések az új tűztesztek alapján A membrán-hatás alatt álló vasbeton födémrendszer kiváló tűz alatti viselkedése hosszú időtartamú ISO tűz esetén (>120 perc) A vasbeton födém-rendszer nagyfokú robosztussága a lokális tönkremenetelek ellenére is Kifejezett figyelmet kell szentelni a kivitelezési részletekre a betonba ágyazott acélhálóra is tekintettel léve az integritási kritérium megfelelő biztosítására A teszteredményekkel történő összehasonlítás alapján eljárás biztonságos Az öszvérfödém szerkezet lehűlése során nincs látható jele a tönkremenetelnek 38

Hasonló dokumentumok

Acélszerkezetek tervezése tűzhatásra Bevezetés

Előadás /10 2014. november 31., péntek, 9 50-11 30, B-1 terem Acélszerkezetek tervezése tűzhatásra Bevezetés Detroit Marseille Papp Ferenc Ph.D. Dr.habil, egy. docens Az előadás tartalmából Angolszász