Vasbeton födémek tűz alatti viselkedése Valós tüzek megfigyelése
Az előadás tartalma valós épületekben bekövetkezett Véletlen ek Gerendán végzett tesztek hevítéssel Acélszerkezet tesztje hevítéssel Sarokmező tesztek falécekkel Demonstrációs teszt valós irodai bútorokkal 2
8 emeletes merevített acélvázas szerkezet Gerenda-gerenda kötés Gerenda-oszlop kötés 3
Az épület fő paraméterei Hossz: 45 m 5 db 9 méteres támaszközzel Szélesség: 21 m 3 db 6, 9 és 6 méteres támaszközzel Szintmagasság: 4.2 m Acél szerkezeti elemek: UB gerendák, UC oszlopok Öszvérfödém: 130 mm teljes vastagságú könnyűbeton és egy trapéz acél pályalemez Betonba ágyazott acélháló: 142 mm² Acél kötések: gerincbekötő lemez a gerenda-gerenda kötéseknél és rugalmas homloklemezes kötések a gerenda-oszlop kapcsolatoknál Alkalmazott terhelés: homokzsákok (a terhelés a teszttől fog függeni) 4
Frantisek Wald videó felvétele Túl hosszú, le kell rövidíteni, utána lesz csak elküldve 5
Befogott tartó tesztje: támaszköz= 9.0 m Vizsgált tűztér 6
Befogott tartó tesztje: kísérleti eredmények Függőleges elmozdulás(mm) 250 200 150 100 50 0 Függőleges elmozdulás Maximális hőmérséklet 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Idő (perc) 1000 800 600 400 200 Maximális hőmérséklet ( C) Megfigyelés Maximális felhevülés 900 C Tartó lehajlása: < 250 mm 7
Összehasonlítás szabványos kemencében végzett teszttel Lehajlás (támaszköz %) 3.0 2.0 1.0 0 Keretszerkezeten végzett teszt Szabványos kemencében végzett teszt 0 200 400 600 800 1000 Hőmérséklet ( C) Következtetés Nincs jele a tönkremenetelnek a teljes vasbeton födémszerkezetben Összeomlás 650 C-nál, egyszerű megtámasztás esetén 8
Síkbeli keret vizsgálata Vizsgált tűztér 9
Síkbeli keret vizsgálata: kísérleti eredmények Maximális függőleges elmozdulás (mm) 400 350 300 250 200 150 100 50 Maximális függőleges elmozdulás Oszlop hőmérséklete 0 0 0 50 100 150 200 250 300 350 Idő (perc) 1000 800 600 400 200 Tűznek kitett oszlop maximális hőmérséklete( C) Megfigyelés Maximális felhevülés 750 C Gerenda lehajlása 300 mm 10
Födémszerkezet felhevült részének alakváltozása Következtetés Oszlopok védetlen részeinek összenyomódása A fentebb említett lokális tönkremenetel ellenére nincsen további összeomlás 11
Sarokmező teszt Vizsgált tűztér Szellőztetés 12
Sarokmező teszt: kísérleti összeállítás Tűzterhelés 45 kg/m²-nek megfelelő falécekkel Tűzszakasz fala zsalutéglákkal 13
Sarokmező teszt: kísérleti eredmények Födém utáni deformált állapota Tűz a teszt folyamán 14
Sarokmező teszt: kísérleti eredmények Maximális függőleges elmozdulás (mm) 600 500 400 300 200 100 Maximális függőleges elmozdulás Maximális hőmérséklet 1200 1000 800 600 400 200 Maximális acél hőmérséklet ( C) 0 0 0 50 100 150 200 250 300 350 Idő (perc) Megfigyelés Acél maximális felhevülése 1014 C Födém maximális lehajlása 428 mm 15
Sarokmező teszt: szerkezet állapota a tesztet követően Vasbeton födémszerkezet felhevült részének alakváltozott állapota Acél szerkezetei elemek deformált állapota egy védett oszlop környezetében Következtetés Globális tönkremenetelnek semmilyen jele nem mutatkozott, illetve a födém lehajlása is korlátozott az acél jelentős felhevülése ellenére is 16
Demonstrációs teszt (130 m²-nél nagyobb terület) Szellőztetés Irodai tűz 17
Demonstrációs teszt: kísérleti összeállítás Normál üvegezett ablakok Tűzterhelés: valós irodai bútor által 18
Demonstrációs teszt: kísérleti eredmények Teljesen kifejlődött tűz A tűz korai szakasza 19
Demonstrációs teszt: kísérleti eredmények 1400 1200 Levegő hőmérséklet( C) 1000 800 600 400 200 0 Átlag 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Idő (perc) Megfigyelés Maximális gázhőmérséklet 1200 C Acél maximális felhevülése 1150 C 20
Demonstrációs teszt: kísérleti eredmények Függőleges elmozdulás (mm) 700 600 500 400 300 200 100 0 Maximális függőleges elmozdulás Acél hőmérséklet 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Idő (perc) Megfigyelés A födém lehajlása jelentős 640 mm A födém összeomlása nem következett be 1200 1000 800 600 400 200 0 Hőmérséklet ( C 21
Demonstrációs teszt: szerkezet állapota a tesztet követően Vasbeton födémszerkezet felhevült részének alakváltozott állapota Gerendák gerinclemezének horpadása a védett oszlop környezetében Következtetés A födémszerkezet globális tönkremenetele nem következett be az acél jelentős felhevülése és a födém jelentős lehajlása ellenére sem 22
Egyéb ek Második sarokmező teszt Nagy tűztéren végzett teszt Új sarokmező teszt 23
Általános észrevételek Több valós került elvégzésre ebben az acélvázas épületben a teljes szerkezet összeomlása nélkül Sokkal jobb tűz alatti viselkedést lehetett megfigyelni a közönséges szabványos, izolált acél szerkezeti elemeken végzett ekhez képest A vasbeton födémszerkezet kiváló globális viselkedése, még ha az acélgerendák 1000 C fölötti hőmérsékletre is hevültek A vasbeton födémrendszer tűzállóságnak nyilvánvaló javulása a nagy lehajlás hatására kialakuló membránhatásnak köszönhetően A vasbeton födémrendszer kiváló szerkezeti robosztussága a beton jelentős elrepedése esetén is 24
Véletlen és egyéb ek Broadgate-tűz 14 emeletes irodaépület öszvérfödém szerkezettel 1000 C-nál magasabb tűzhőmérséklet A födém nagyméretű lehajlása (600 mm-t meghaladó), de a szerkezet összeomlása nem következett be 25