SSB07 Inzynieria pozarowa

7/24/2019 SSB07 Inzynieria pozarowa

1/80


2/80


3/80

Jednokondygnacyjne

konstrukcje stalowe

Cz7: Inynieria poarowa


4/80

7 - ii


5/80


7 - iii

PRZEDMOWA

Niniejsza publikacja stanowi sidm cz przewodnika projektanta zatytuowanegoJednokondygnacyjne konstrukcje stalowe.

PrzewodnikJednokondygnacyjne konstrukcje staloweskada siz nastpujcych 11 czci:

Cz1: Poradnik architekta

Cz2: Projekt koncepcyjny

Cz3: Oddziaywania

Cz4: Projekt wykonawczy ram portalowych

Cz5: Projekt wykonawczy kratownic

Cz6: Projekt wykonawczy supw zoonych


Cz8: Przegrody zewntrzne budynku

Cz9: Wprowadzenie do oprogramowania komputerowego

Cz10: Wzorcowa specyfikacja konstrukcji

Cz11: Poczenia zginane

Jednokondygnacyjne konstrukcje staloweto jeden z dwch przewodnikw projektanta.

Drugi przewodnik nosi tytuWielokondygnacyjne konstrukcje stalowe.

Obydwa przewodniki projektanta powstay w ramach europejskiego projektu Wspieranierozwoju rynku ksztatownikw na potrzeby hal przemysowych i niskich budynkw(SECHALO) RFS2-CT-2008-0030.

Przewodniki projektanta zostay opracowane pod kierownictwem firm ArcelorMittal,Peiner Trger oraz Corus. Tre techniczna zostaa przygotowana przez orodki

badawcze CTICM oraz SCI wsppracujce w ramach joint venture Steel Alliance.


6/80


7 - iv


7/80


7 - v

Spis treciNr strony

PRZEDMOWA iii

STRESZCZENIE vi

1

WPROWADZENIE 1

2 ZAGROENIA POAROWE W BUDYNKACH JEDNOKONDYGNACYJNYCH 32.1

Cele zabezpieczenia przeciwpoarowego 3

2.2 Analiza zagroenia poarowego 32.3 Gwne wymagania aktualnych przepisw przeciwpoarowych 5

3 PRAKTYCZNE ROZWIZANIA INYNIERII POAROWEJ W EUROKODACH 73.1 Aktualne metody projektowania 73.2 Analiza poaru 83.3

Analiza wymiany ciepa 9

3.4

Analiza konstrukcyjna 10

4

WSKAZWKI DOTYCZCE ODPOWIEDNIEGO ROZWIZANIA INYNIERIIPOAROWEJ 12

4.1

Zakres zastosowarnych metod obliczeniowych 12

4.2 Wybr optymalnej metody projektowania 13

5 BEZPOREDNIE ZASTOSOWANIE PROSTYCH OPCJI PROJEKTOWYCHDO STOSOWANIA PRZEZ OSOBY NIE BDCE SPECJALISTAMI 145.1 Modele poaru 145.2 Modele termiczne 185.3

Modele konstrukcyjne 23

5.4

Szczegowe zasady projektowania budynkw jednokondygnacyjnych 345.5 Uproszczone metody obliczeniowe 36

5.6 Zalecenia projektowe 41

6 WYTYCZNE DOTYCZCE STOSOWANIABARDZIEJ ZAAWANSOWANYCH ROZWIZA 526.1

Modele poaru 52

6.2

Modele termiczne 56

6.3

Modele konstrukcyjne 57

LITERATURA 63

ZACZNIK A

Niemiecka procedura bezpieczestwa poarowegojednokondygnacyjnych budynkw przemysowych i handlowych 64


8/80


7 - vi

STRESZCZENIE

Niniejszy dokument zawiera wskazwki dotyczce projektowania jednokondygnacyjnychkonstrukcji stalowych z uwagi na warunki poarowe. Zawiera on szczegowe informacjeumoliwiajce inynierom i projektantom lepsze zaznajomienie siz aktualnymi metodami

projektowymi i modelami obliczeniowymi, ktre mogbystosowane nie tylko w celuspenienia wymagatradycyjnych, lecz rwniedo opracowania opartego na waciwociach

projektu uwzgldniajcego bezpieczestwo poarowe. Metody projektowe przedstawionew przewodniku, od prostych zasad projektowania do bardziej zaawansowanych modeli

obliczeniowych, zostay zaczerpnite z norm EN 1993-1-2 i EN 1994-1-2. Obejmujone zarwno konstrukcje stalowe, jak i zespolone (niezabezpieczone i zabezpieczone).

Ponadto podano kilka szczegowych zasad projektowania umoliwiajcych prostesprawdzenie, czy zachowanie konstrukcji stalowych jednokondygnacyjnych budynkw

przemysowych w sytuacji poaru spenia cele bezpieczestwa na podstawie wymoguopartego na waciwociach.


9/80


7 - 1

1 WPROWADZENIE

Z uwagi na specyfik budynkw jednokondygnacyjnych cele zwizane

z bezpiecze

stwem osb na wypadek poaru mog

by

atwo spe

nione bezstosowania rygorystycznych wymagadotyczcych ognioodpornoci konstrukcji.

Jeeli jednak moe bydopuszczone zniszczenie tych budynkw lub ich czci,naley uwzgldni inne cele bezpieczestwa. W rezultacie wiele europejskich

przepisw z zakresu bezpieczestwa poarowego budynkw zmierza w kierunkudopuszczenia alternatywnego projektowania zgodnego z inynieribezpieczestwa

poarowego. Zasady normatywne mogzostawwczas zastpione wymaganiamiopartymi na waciwociach, takich jak odpowiednie zachowanie konstrukcjiw warunkach poaru, ktre pozwalaj na spenienie celw zabezpieczenia

poarowego obejmujcych bezpieczestwo osb (uytkownikw budynkui straakw), ochronrodowiska, ochronmienia oraz cigodziaania. Zalety

oraz skuteczne zastosowanie metody opartej na waciwociach w projektowaniubudynkw uwzgldniajcym bezpieczestwo poarowe zostay ju dobrzeudowodnione w przypadku konstrukcji jednokondygnacyjnych, zwaszcza tam,gdzie wymagana bya ognioodporno, umoliwiajc w niektrych przypadkach

przyjcie bardziej innowacyjnych, ekonomicznych i bezpiecznych rozwiza.

W celu wspomagania projektowania konstrukcji budynkw z uwagi na warunki

poarowe opracowano nowy zestaw norm europejskich, czyli Eurokody.Czci Eurokodw dotyczce projektowania budynkw jednokondygnacyjnychz uwagi na warunki poarowe obejmujnormEN 1991-1-2[1] (ktra zawieragwne koncepcje i reguy niezbdne do opisania termicznych i mechanicznych

oddziaywa na konstrukcje w warunkach poaru) oraz czci Eurokodwwaciwych dla danego materiau zwizane z projektowaniem konstrukcjiz uwagi na warunki poarowe, takie jak norma EN 1993-1-2,[2] dotyczcakonstrukcji stalowych i norma EN 1994-1-2[3]dotyczca stalowo-betonowychkonstrukcji zespolonych.

Czci Eurokodw dotyczce warunkw poarowych oferuj obecnie szerokiwachlarz metod obliczeniowych. Umoliwiaj one inynierom przestrzeganiemetody tradycyjnej w celu spenienia wymaga bezpieczestwa poarowegozgodnych z krajowymi przepisami budowlanymi lub te projektowanie na

podstawie reguopartych na waciwociach zgodnie z inynieribezpieczestwa

poarowego, co wymaga na og bardziej zoonej analizy obliczenioweji pozwala na dokadniejsze spenienie celw zabezpieczenia poarowego.


10/80


7 - 2

Niniejszy przewodnik zawiera przegld aktualnych metod obliczeniowychprzydatnych do oceny waciwoci poarowych budynkw jednokondygnacyjnycho konstrukcji stalowej lub zespolonej, jak rwnie ich zakres zastosowa.atwe do zastosowania nieskomplikowane metody obliczeniowe oraz bardziejzaawansowane modele obliczeniowe zostay omwione oddzielnie. Ponadto

w celu umoliwienia szybkiej oceny podano proste zasady projektowaniapozwalajce szybko ustali, czy zachowanie konstrukcji stalowych budynkwmagazynowych i przemysowych spenia cele zabezpieczenia poarowegowymagane przepisami bezpieczestwa poarowego dla budynkw przemysowych.

Niniejszy przewodnik ma rwniestanowipomoc dla inynierw w lepszymzrozumieniu rnych metodologii obliczeniowych i projektowaniu budynkw

jednokondygnacyjnych z uwagi na warunki poarowe zgodnie z Eurokodami,poczynajc od stosunkowo prostej analizy pojedynczych elementw konstrukcyjnychw warunkach poaru standardowego do bardziej zoonej analizy w warunkachrzeczywistego poaru.


11/80


7 - 3

2 ZAGROENIA POAROWE W BUDYNKACHJEDNOKONDYGNACYJNYCH

2.1 Cele zabezpieczenia przeciwpoarowegoGwnym celem wikszoci przepisw bezpieczestwa poarowego jestzapewnienie ochrony ycia ludzi (osb przebywajcych w budynku istraakw),rodowiska naturalnego oraz, do pewnego stopnia, mienia (zawartoci budynkui samego budynku). Za pomoc wielu rodkw, wczajc w to kombinacjsystemw czynnej i biernej ochrony przeciwpoarowej, realizowane snastpujce cele:

Ograniczenie wystpowania poarw i zapobieganie im przez kontrolowaniezagroepoarowych w budynku.

Zapewnienie bezpiecznych drg ewakuacyjnych umoliwiajcych opuszczeniebudynku przez przebywajce w nim osoby.

Zapobieganie rozprzestrzenianiu si ognia ze strefy poarowej na inneczci budynku oraz na ssiednie obiekty.

Zapewnienie zachowania statecznoci konstrukcyjnej budynku przez okresczasu wystarczajcy do ewakuacji osb przebywajcych w obiekciei przeprowadzenia przez stra poarn akcji ich ratowania, jeli jest tokonieczne.

2.2 Analiza zagroenia poarowegoBudynki jednokondygnacyjne penice funkcj fabryk, magazynw lub centrwhandlowych stanowi powszechny obecnie rodzaj konstrukcji stalowej.W szczeglnym przypadku magazynw, w zalenoci od ukadu przestrzenimagazynowej (wczajc w to skadowanie towarw wolnostojcych, skadowaniena regaach paletowych, skadowanie na paletach supkowych oraz skadowaniena pkach penych lub listwowanych) oraz palnoci przechowywanych materiaw,ogie moe si bardzo szybko rozprzestrzeni, a nastpnie zagraa osobom

przebywajcym w budynku na dugo, zanim jego konstrukcja ulegniezniszczeniu.Istotnie, wzrost poaru moe mieniezwykle due znaczenie, poniewapionowe

rozprzestrzenianie si pomienia nastpuje zwykle bardzo szybko. Pionowei poziome szyby uformowane midzy ssiadujcymi paletami i regaami dziaajjak kominy, wzmagajc rozprzestrzenianie si pomieni a po dach. Dymszybko tworzy gorc warstw pod dachem, a nastpnie stopniowo opadaw miarrozprzestrzeniania siognia. Oczywicie tempo, w jakim to nastpuje,zaley od zawartoci materiaw palnych oraz od planu budynku. W przypadku

braku wentylacji budynki jednokondygnacyjne mog zosta cakowiciewypenione dymem w cigu kilku minut. Mimo e dym skada si gwniez zaabsorbowanego powietrza, zawarte w nim substancje toksyczne i duszcemogw kilka minut spowodowaobezwadnienie lub mierosb naraonychna jego dziaanie. Ponadto warstwa gorcego dymu bdzie rwnieemitowa

intensywny strumieciepa na osoby ewakuujce siz miejsca poaru. Warstwagorcego gazu w temperaturze 500C emituje strumie ciepa wynoszcyokoo 20 kW/m (co odpowiada energii promieniowania emitowanej przez


12/80


7 - 4

ciao doskonale czarne w temperaturze 500C), a w takich warunkach termicznychjupo kilku sekundach nastpuje oparzenie skry4. Zazwyczaj przyjmuje si,e prg warunkw bezpiecznej ewakuacji wynosi 2,5 kW/m2, co jest wielkociznacznie mniejsz ni strumie ciepa mogcy doprowadzi do zniszczeniaelementw konstrukcyjnych. W rezultacie budynki mogprzetrwaduej ni

przebywajce w nich osoby, a zniszczenie konstrukcji stalowych budynkwjednokondygnacyjnych zazwyczaj nie zagraa dodatkowo osobom ewakuujcymsiz miejsca poaru.

Odnonie dziaastray poarnej na ogprzyjmuje si, e ze wzgldu na szybkiwzrost poaru straacy nie powinni wchodzido budynkw jednokondygnacyjnych.Zazwyczaj musz oni prowadziakcjganiczz zewntrz budynku, osaniajcssiadujce ciany za pomocwody. W takiej sytuacji zagroenie dla straakww przypadku zniszczenia konstrukcji jest zredukowane do zera, poniewanastpuje ono na takim poziomie temperatury, ktrego straacy nie sw staniewytrzyma (zakadajc, e nie wystpuje postpujce zniszczenie konstrukcji

w przypadku budynkw podzielonych na strefy poarowe ani zawalenie konstrukcjina zewntrz[5,6]). Jeli na pocztku poaru straacy muszwej do budynkuw celu ratowania ludzi, nie mog oni przebywa wewntrz budynku poosigniciu przez strumieciepa wielkoci wikszej ni7 kW/m, ktra rwnie

jest bardzo odlega od tej, przy ktrej wystpuje zagroenie zniszczenia konstrukcji.

Z tego wzgldu zbyteczne jest zwikszenie ognioodpornoci wasnej budynkwjednokondygnacyjnych. Naley jednak dokadnie przeanalizowa oglnstateczno konstrukcji i stateczno cian przeciwpoarowych, aby uniknzniszczepostpujcych. Budynek jednokondygnacyjny ulega postpujcemuzniszczeniu, gdy miejscowe zniszczenie podgrzanej czci konstrukcji prowadzi

do zniszczenia chodnych konstrukcji przylegajcych. Ponadto w celu zapewnieniabezpieczestwa straakom przebywajcym wokbudynku, zniszczenie konstrukcjibudynku jednokondygnacyjnego (w tym elementw elewacji) musi nastpiw kierunku do wewntrz budynku.

Wiele przepisw krajowych uwzgldnia wczeniejsze uwagi dotyczcejednokondygnacyjnych budynkw przemysowych i budynkw uytecznocipublicznej, nie wymagajc okrelenia wskanika ognioodpornoci tego typuobiektw, lecz wprowadzajc specjalne wymagania bezpieczestwa w zakresieoglnego zachowania konstrukcji i koncentrujc wymagania na uatwieniuewakuacji oraz wczesnym wykrywaniu i/lub tumieniu poaru.

W odniesieniu do innych budynkw jednokondygnacyjnych poddanych

stosunkowo maym obcieniom ogniowym zagroenie ycia w przypadkupoaru jest ograniczone, poniewaewakuacja osb przebywajcych w budynkuoraz dziaania ganicze sproste.


13/80


7 - 5

2.3 Gwne wymagania aktualnych przepiswprzeciwpoarowych

2.3.1 Ognioodpornoelementw konstrukcyjnych

Niezalenie od powyszych uwag, czasami w przypadku konstrukcji jedno-

kondygnacyjnych wymagane jest okrelenie wskanikw ognioodpornoci[7].

Ognioodporno jest wyraana jako czas, w ktrym element budynku moewytrzymadziaanie ognia, nie tracc swojej funkcji (elementw nonych lubelementu oddzielajcego). Elementy budynku klasyfikuje si zwykle za pomoctrzech nastpujcych kryteriw waciwoci:

nonoR, ktra jest odpornocielementu nonego na dziaanie ognia bezutraty statecznoci konstrukcyjnej;

odpornona zniszczenieE, ktra jest zdolnocielementu oddzielajcegopoddanego dziaaniu ognia z jednej strony do zapobiegania przenikaniuprzez niego pomieni i gorcych gazw;

izolacjaI, bdca zdolnocielementu oddzielajcego poddanego dziaaniuognia z jednej strony do ograniczenia wzrostu temperatury powierzchni

nieosonitych poniej okrelonych wartoci granicznych (na ogo redniejwartoci wynoszcej 140C).

W zalecanych przepisach przeciwpoarowych wymagana ognioodpornoelementu budynku jest wyraana jako minimalny okresu czasu, w ktrymelement ten poddawany dziaaniu standardowego ognia speniaby swojfunkcjw sposb zadowalajcy.

Gdy podane s wymagania statecznoci ogniowej budynkw jedno-kondygnacyjnych, zwykle wahajsione od 15 minut (R15) do 60 minut (R60),zalenie od klasy uytkowej budynku, zaopatrzenia w instalacj tryskaczow,wysokoci budynku i wielkoci strefy poarowej.

2.3.2 Podziabudynku na strefy poarowe i oddzielenie budynku

Gdy powierzchnia stropu budynku przekracza dopuszczaln maksymalnwielko strefy poarowej, wwczas budynki jednokondygnacyjne muszzosta

podzielone na strefy poarowe oddzielone cianami przeciwpoarowymi.Ograniczenia dotyczce wielkoci strefy poarowej mona pomin, jeeli

budynek jest wyposaony w instalacjtryskaczow.

Wpyw zastosowania podziau na strefy poarowe na straty materialne polegana ograniczeniu bezporedniego uszkodzenia do zawartoci strefy poarowej,w ktrej rozpocz sipoar, co zmniejsza prawdopodobiestwo jego duegowzrostu. W odniesieniu do bezpieczestwa osb, ludzie przebywajcy w innychczciach budynku mog korzysta z drg ewakuacyjnych, aby bezpiecznieopuci obiekt, nie naraajc si na dziaanie dymu lub gazw uwolnionych

podczas poaru.

W przypadku cian przeciwpoarowych midzy strefami poarowymi

ognioodpornozazwyczaj mieci siw zakresie od REI 60 do REI 120.


14/80


7 - 6

Naley rwniezapobiegarozprzestrzenianiu siognia na ssiednie budynki.Tradycyjnie osiga si to przez zachowanie wystarczajcych odlegocioddzielajcych lub zastosowanie elementw elewacji o odpowiedniejognioodpornoci. W ramach francuskiego projektu badawczego pod nazwFlumilog opracowano ostatnio metod projektow w celu oceny wpyww

promieniowania cieplnego emitowanego podczas poarw w jednokondygnacyjnychbudynkach magazynowych. Metoda ta umoliwia obliczenie bezpiecznychodlegoci oddzielajcych z uwzgldnieniem gwnych waciwoci budynku,takich jak wyposaenie, rodzaj elementw elewacji i dachu itp.

2.3.3 Tumienie poaru

Krajowe przepisy przeciwpoarowe mog wymaga zastosowania instalacjitryskaczowych. Oprcz oczywistego wpywu na ograniczenie wzrostu poaru, ichuycie prowadzi zazwyczaj do obnienia wymaganego poziomu ognioodpornocikonstrukcji. Pozwalajone rwniena zwikszenie wielkoci stref poarowych.

2.3.4 Systemy oddymianiaKrajowe przepisy przeciwpoarowe mog wymaga wyposaenia budynkwuytecznoci publicznej, magazynw i obiektw przemysowych w systemyoddymiania w celu uatwienia ewakuacji dziki zminimalizowaniu ryzykaobrae i wdychania dymu oraz, do pewnego stopnia, aby umoliwistraakomlepsz widoczno poaru, a tym samym jego szybsze i skuteczniejszeugaszenie. Systemy oddymiania pomagajw usuwaniu dymu z miejsca poarui w ograniczaniu rozprzestrzeniania sigorcego gazu pod dachem, co opniawypenienie si strefy poarowej dymem i zapewnia osobom przebywajcymw budynku wicej czasu na bezpieczn ewakuacj. Mona to osign przezzastosowanie kombinacji wentylacji oddymiajcej (mechanicznej lub naturalnej)

oraz oson (ktre zatrzymujdym w okrelonych obszarach).2.3.5 Wykrywanie poaru i systemy alarmowe

Konieczne jest zastosowanie odpowiednich rodkw majcych na celu wykryciekadego zarzewia poaru oraz ostrzeenie osb przebywajcych w budynkui stray poarnej o wystpieniu poaru. W maych budynkach jedno-kondygnacyjnych, w ktrych wszystkie wyjcia swidoczne, prawdopodobiestwoszybkiego wykrycia kadego poaru przez osoby przebywajce w budynku jestdue, a okrzyk Pali si! moe bywystarczajcym ostrzeeniem. W wikszych

budynkach jednokondygnacyjnych odpowiedni moe by prosty sygnalizatorakustyczny, taki jak urzdzenie alarmowe zasilane bateriami lub obrotowy

dzwonek alarmowy. W budynku przemysowym nale

y uwzgl

dni

ha

asotoczenia, aby zapewni, e alarm zostanie usyszany przez wszystkie osoby

przebywajce w budynku.

2.3.6 Uatwienia ewakuacji

W celu zapewnienia bezpiecznej ewakuacji konieczne sodpowiednie rodkiewakuacji, takie jakprawidowa liczba i szerokowyjewakuacyjnych oraz

prawidowa dugo, szerokoi wysokoprzeji dojewakuacyjnych. Drogiewakuacyjne w maych budynkach jednokondygnacyjnych na og prowadz

bezporednio do bezpiecznego miejsca na zewntrz budynku. Zazwyczaj niewymagajone adnego specjalnego traktowania. W wikszych budynkach, gdzie

odlegoci do przebycia s

wi

ksze i istnieje prawdopodobie

stwo odci

ciaprzez poar jedynych drg ewakuacyjnych, moe bykonieczne zapewnienie

alternatywnych sposobw ewakuacji. Naley rwniewzipod uwagosobyniepenosprawne.


15/80


7 - 7

3 PRAKTYCZNE ROZWIZANIA INYNIERIIPOAROWEJ W EUROKODACH

3.1 Aktualne metody projektowaniaKorzystajc z czci Eurokodw dotyczcych warunkw poarowych[8,9],

budynki jednokondygnacyjne mona projektowaza pomocmetody tradycyjnejlub metodyopartej na waciwociach, gdzie zastosowanie majzasady inynierii

poarowej[10].

Metod tradycyjn stosuje si zazwyczaj w celu spenienia standardowychwymaga dotyczcych ognioodpornoci okrelonych zwykle w krajowych

przepisach przeciwpoarowych. Zapewnia ona poziom bezpieczestwa, ktry jeststosunkowo atwy do osignicia i wdroenia. Moe ona jednak byzachowawcza,

wymagajc zastosowania istotnej biernej ochrony przeciwpoarowej w celuzapewnienia wymaganego poziomu ognioodpornoci. Tmetodwykorzystujesizwykle przy projektowaniu stosunkowo prostych budynkw i konstrukcji.

Jako alternatywa, lub gdy jest to zgodne z przepisami krajowymi, metoda oparta

na waciwociach moe umoliwi ocen odpowiednich rodkw w celuspenienia przyjtych okrelonych celw zabezpieczenia poarowego, takich

jak podane w akapicie 2.1, oraz odpowiadajcych im kryteriw waciwoci.Za pomoc inynierii poarowej elementw konstrukcyjnych inynierowiemog oceni ognioodporno wymagan dla konstrukcji w celu unikniciarozprzestrzeniania si poaru i/lub w celu zapobiegania przedwczesnemu

zniszczeniu konstrukcji. W przypadku budynkw jednokondygnacyjnychgwn konstrukcj mona zaprojektowa tak, aby zachowaa statecznow warunkach poaru na tyle dugo, by osoby przebywajce w budynku mogysi ewakuowa. Taka metoda uwzgldnia intensywno oddziaywania poaru

przez odpowiednie oszacowanie rzeczywistych obcieogniowych i parametrwrozwoju poaru, ktre mona obliczyw oparciu o dziaalnobudynku.

Metoda oparta na waciwociach zapewnia elastycznow wyborze rozwizatechnicznych w celu spenienia celw zabezpieczenia przeciwpoarowego, alezazwyczaj wymaga uycia zaawansowanych narzdzi projektowych. Inynierowiei projektanci korzystajcy z zaawansowanych modeli obliczeniowych musz

byodpowiednio wyszkoleni w zakresie ich zastosowania i ogranicze. Poniewainynieria bezpieczestwa poarowego umoliwia wysoce efektywne projektowaniez niewielk nieprzydzielon rezerw nonoci, wymagany jest dowiadczonyuytkownik, aby zapewni, e zastosowano odpowiednie modele.

Tam gdzie krajowe przepisy przeciwpoarowe zezwalaj na stosowanie metodyopartej na waciwociach, organy regulacyjne mog wymaga, aby projektz uwagi na warunki poarowe bysprawdzony przez osobtrzeci.


16/80


7 - 8

Waciwoci poarowe caej konstrukcji lub jej czci s okrelane przezwykonanie w przypadku danego obliczeniowego scenariusza poaru trzech kolejnych krokw inynierii poarowej konstrukcji[1].

Analiza poaru. Do obliczania oddziaywa termicznych/poddania dziaaniutermicznemu modele poaru.

Analiza termiczna. Do okrelenia szybkoci ogrzewania i temperatur elementwkonstrukcyjnych modele termiczne.

Analiza konstrukcyjna. Do obliczania odpowiedzi mechanicznej elementwkonstrukcyjnych modele konstrukcyjne.

Dostpne metody projektowe do oszacowania waciwoci poarowychkonstrukcji pokrtce opisano poniej. Metody te obejmujzakres od prostychoblicze wykonywanych rcznie, do korzystania z zaawansowanych modelikomputerowych. Oglna zoono projektu zwizanego z bezpieczestwem

poarowym zaley od zaoe i metod przyjtych do przewidywania kadegoz trzech etapw projektowania.

3.2 Analiza poaruGwnym celem modelowania poaru jest symulacja rozwoju poarui przewidywanie oddziaywatermicznych (temperatury gazu, strumienia ciepa)na elementy konstrukcyjne (w celu okrelenia, w nastpnym etapie, temperaturyw elementach konstrukcyjnych).

Chociapowszechnpraktyk jest przedstawianie poaru za pomockrzywej

poaru standardowego, projektowanie z uwagi na warunki poarowe moe opierasi na poarze projektowym, ktry zapewnia bardziej realistyczne warunkiw strefie poarowej. W ten sposb uwzgldnia siparametry takie jak wielkoobcienia ogniowego, prdkowydzielania ciepa i wspczynnik wentylacji,ktre odgrywaj wan rol pod wzgldem intensywnoci poaru. Ponadtookrelenie odpowiednich i realistycznych obliczeniowych scenariuszy poaru

jest kluczowym aspektem projektu uwzgldniajcego zabezpieczenieprzeciwpoarowe. Obliczeniowe scenariusze poaru wykorzystywane doanalizy poaru budynku naley wyprowadzi na podstawie wszystkichmoliwych scenariuszy poaru. W wikszoci budynkw liczba moliwychscenariuszy poaru jest nieskoczona i naley jograniczy. Opracowania bd

wymaga tylko scenariusze wiarygodnego najgorszego przypadku poaru.Gdy obliczeniowe scenariusze poaru swybrane, dostpnych jest wiele modeli

poaru do oceny intensywnoci poaru i obliczenia odpowiadajcych imoddziaywatermicznych.

Rne poziomy modeli poaru odpowiadaj rnym etapom jego rozwoju.Kiedy zostaje zainicjowany poar, jest on zlokalizowany w strefie poaroweji zalenie od waciwoci tej strefy i obcienia ogniowego moe on pozosta

poarem lokalnym lub rozszerzy si na ca stref poarow. W przypadkumaych stref poarowych lub stref poarowych, w ktrych otworywentylacyjne smae w stosunku do wielkoci strefy, poar rozszerza sido

poaru w peni rozwinitego.


17/80


7 - 9

Dostpne strzy poziomy modelowania do opisania poarw lokalnych i w penirozwinitych, jak pokazano w tabeli 3.1.

Tabela 3.1 Poziomy modeli poaru

Poziomy modelu Poar lokalny Poar rozwinity

Model uproszczony Model Hasemi'egoModel Heskestada

Poary o modeluparametrycznym

Modele strefowe Model dwustrefowy Model jednostrefowy

Model pola CFD CFD

Modele uproszczone s zazwyczaj modelami empirycznymi opartymi nazaoeniach konwencjonalnych. Modele strefowe uwzgldniajgwne parametrykontrolujce poar, ale wprowadzajuproszczone zaoenia, ktre ograniczajzakres zastosowa. Miayby one zastosowanie w prostych, atwych do wyznaczeniageometriach strefy poarowej. Modele pl s dokadniejsze, ale s one do

skomplikowane do wykorzystania jako oglne narzdzie projektowe. Byybyone wymagane w strefach poarowych o zoonej geometrii lub w ktrychsufity swysokie i nieregularne.

Warunki stosowania omwiono pokrtce w rozdziale 6.

3.3 Analiza wymiany ciepaGdy obliczone s oddziaywania termiczne, naley obliczy przewodnictwotermiczne do elementw konstrukcyjnych. Modele termiczne, ktre zostanwykorzystane, powinny opierasina uznanych zasadach i zaoeniach teorii

wymiany ciepa.

Mona wykorzysta rne rodzaje modelowania w zalenoci od zaoei wymaga. W modelach termicznych zastosowano reguy analityczneumoliwiajce uzyskanie szacunkowej jednolitej temperatury w przekroju

poprzecznym, gwnie w przypadku elementw stalowych. Istniej rwniezaawansowane metody obliczeniowe oparte na metodzie elementw skoczonychlub rnic skoczonych, umoliwiajce okrelenie dwu- lub trjwymiarowegorozkadu temperatury w elementach konstrukcyjnych (w przekroju poprzecznymi wzduelementu). Modele zaawansowane mona stosowado analizy kadegorodzaju elementu konstrukcyjnego przy projektowaniu z uwagi na warunki poarowe.

Modele termiczne zostanpokrtce omwione w nastpnych rozdziaach.


18/80


7 - 10

3.4 Analiza konstrukcyjnaNa podstawie uzyskanych wczeniej pl temperatury w elementachkonstrukcyjnych oraz kombinacji obcie oddziaywa mechanicznychw warunkach poarku mona ocenizachowanie konstrukcji za pomocjednejz trzech moliwych metod:

Analiza elementu, w ktrej kady element konstrukcji zostaje oceniony przezrozpatrzenie go w cakowitym oddzieleniu od innych elementw. Warunek

poczenia z innymi elementami zostaje zastpiony przez odpowiedniewarunki brzegowe.

Analiza czci konstrukcji, w ktrej czkonstrukcji bdzie bezporedniouwzgldniona w ocenie przez zastosowanie odpowiednich warunkw

brzegowych, aby odzwierciedlijej powizania z innymi czciami konstrukcji.

Globalna analiza konstrukcji, w ktrej caa konstrukcja bdzie zastosowanaw ocenie.

Analizaelementu

Analiza czci

konstrukcji Globalna analizakonstrukcji

Rysunek 3.1 Rne metody projektowe do okrelania odpowiedzimechanicznej konstrukcji w warunkach poaru

Analiza elementu jest atwa w zastosowaniu, zwaszcza z uproszczonymimetodami obliczeniowymi, i w zwizku z tym w duej mierze wykorzystywanaw warunkach poaru standardowego. Analiza caej konstrukcji lub jej podzespowuwzgldnia cznie co najmniej kilka elementw konstrukcyjnych, tak abywpyw interakcji midzy nimi bypotraktowany bezporednio. W ten sposb

przeniesienie obcienia z podgrzanych czci (osabionych czci wewntrz

strefy poarowej) na czci chodne (bardziej wytrzymae czci poza strefpoarow) moe by w dokadny sposb uwzgldnione i z tego wzglduanaliza globalna umoliwia znacznie lepsze zrozumienie oglnego zachowaniakonstrukcji w warunkach poaru.


19/80


7 - 11

Zgodnie z Eurokodami do oceny waciwoci mechanicznych konstrukcjiw warunkach poaru mona zastosowa trzy rodzaje metod obliczeniowychw przypadku rnych metod projektowania opisanych powyej. Projektuwzgldniajcy warunki poarowe mona wykonaza pomoc:

Prostej metody obliczeniowej opartej na predefiniowanych danychtabelarycznych wedug normy EN 1994-1-2[3]. Metoda ta ma zastosowanie

jedynie w przypadku stalowo-betonowych konstrukcji zespolonych. Tabele

zostay wyznaczone za pomoc modeli numerycznych i dowiadczez uwzgldnieniem: podstawowych rodzajw konstrukcji, takich jak pyty,

belki i supy, pewnego czasu ognioodpornoci, ogrzewania wedug krzywejpoaru nominalnego oraz okrelonego poziomu obcienia. Tabele sproste i bezpieczne w zastosowaniu, ale obejmujtylko ograniczony zakresrodzajw ksztatownikw.

Proste modele obliczeniowe. Ten rodzaj metody obliczeniowej monapodzielina dwie rne grupy. Pierwsza to metoda temperatury krytycznej

powszechnie stosowana w analizie stalowych elementw konstrukcyjnych.Druga to uycie prostych modeli mechanicznych (weryfikacja w zakresiewytrzymaoci) opracowanych w celu analizy zarwno stalowych,

jak i zespolonych elementw konstrukcyjnych. Modele opracowano

z uwzgldnieniem standardowych elementw konstrukcyjnych, np. pyt,belek i supw.

Zaawansowane modele obliczeniowe. Ten rodzaj metody obliczeniowej moebystosowany w przypadku wszystkich rodzajw konstrukcji, a modele sna og oparte na metodzie elementw skoczonych lub metodzie rnicskoczonych. Powinny one zapewni realistyczn analiz konstrukcji.

Wyniki analizy szazwyczaj uzyskiwane w postaci odksztacekonstrukcjipodczas caego okresu poaru.

Modele konstrukcyjne zostanpokrtce omwione w nastpnych rozdziaach.


20/80


7 - 12

4 WSKAZWKI DOTYCZCE ODPOWIEDNIEGOROZWIZANIA INYNIERII POAROWEJ

4.1 Zakres zastosowarnych metod obliczeniowychPonisza tabela przedstawia zakres zastosowa dostpnych metod projektowaniaz uwagi na warunki poarowe, uwzgldniajc projektowanie zgodniez wymaganiami tradycyjnymi opartymi na poarze standardowym lub

projektowanie oparte na waciwociach[11].

Tabela 4.1 Zakres zastosowarnych metod obliczeniowych

Metoda NarzdziaOddziaywania

termiczneModelowanie

termiczneModelowaniekonstrukcyjne

Metodatradycyjna

(projektowan

iew

oparciuopoarstandardowy)

Gotowe dane

pochodzce zestandardowychbadaogniowych(dane pochodzceod producentw)

Standardowakrzywa ISO

EN 1991-1-2

Dane tabelarycznepochodzce z normyEN 1994-1-2

EN 1994-1-2, 4.2

Uproszczone modeleobliczeniowe podanew Eurokodach

StalEN 1993-1-2, 4.2.5

StalEN 1993-1-2, 4.2.3 i 4.2.4

Elementy zespoloneEN 1994-1-2, 4.3

Zaawansowanemodeleobliczeniowe

Stalowe i zespolone

MES* lub MRS** MES*

Metodaopartanaw

aciwociach

(projektowaniewo

parciuopoar

naturalny)

Uproszczonemodeleobliczeniowe

Poar w penirozwinity

(poar o modeluparametrycznym,

standardowa

krzywa ISO***)

Poar lokalny

Stal

EN 1993-1-2,

4.2.5

Stal

EN 1993-1-24.2.3 4.2.4

Reguyszczegoweoparte napoarze w penirozwinitym, 5.4

Zaawansowanemodeleobliczeniowe

Modele strefowe

Modele pl

Stalowe i zespolone

MES* lub MRS** MES*

*MES: Metoda Elementw Skoczonych **MRS: Metoda Rnic Skoczonych

*** Zniszczenie budynkw jednokondygnacyjnych nastpuje zazwyczaj, gdy konstrukcja budynku(jej czlub caa konstrukcja) jest w peni objta poarem. W takich warunkach poarowych,poniewawzrost temperatury gazu nie ma znaczcego wpywu na model zniszczenia konstrukcji

budynku, metoda oparta na waciwociach odnoszca sido oddziaywatermicznych opartychna standardowej krzywej poaru jest odpowiednia w celu zbadania zachowania budynkwjednokondygnacyjnych w warunkach poaru. Metod tmona wykorzystado zobrazowaniazniszczenia niepostpujcego i zniszczenia wewntrz konstrukcji budynku.


21/80


7 - 13

4.2 Wybr optymalnej metody projektowaniaWybr metody projektowania zaley od rodzaju budynku (budynek magazynowy,

przemysowy, handlowy itp.), od wymaga okrelonych w odpowiednichkrajowych przepisach przeciwpoarowych oraz od tego, czy organy nadzorujcedopuszczaj stosowanie metody opartej na waciwociach jako alternatywdla zasad normatywnych.

Poniej podano kilka propozycji wyboru metody projektowania z uwagi nawarunki poarowe.

Za wzgldu na rnorodnowymaganajistotniejszym pierwszym krokiem jestpodanie odpowiedzi na nastpujce pytania:

Jaki jest wymagany poziom ognioodpornoci, jeli jakiwystpuje?

Czy jest moliwe przeprowadzenie metody opartej na waciwociach?

Gdy ma byzastosowana metoda tradycyjna (w odniesieniu do projektowania

w oparciu o poar standardowy): Tam gdzie wymagany jest niski poziom ognioodpornoci (R15 lub R30)

elementw konstrukcyjnych, moe bywaciwe korzystanie z uproszczonychmodeli obliczeniowych.

Zaawansowane modele obliczeniowe naley stosowatam, gdzie elementykonstrukcyjne nie suwzgldnione w uproszczonych modelach obliczeniowych.Mona je rwniestosowaz pewnkorzyciekonomicznw przypadkukonstrukcji stalowych tam, gdzie wymagane s wysokie poziomyognioodpornoci (wysze ni R60), zmniejszajc grubo ochrony

przeciwpoarowej na stalowych elementach konstrukcyjnych.

Tam gdzie organy nadzorujce dopuszczaj stosowanie metody opartej nawaciwociach i gdzie wymagana jest statecznokonstrukcji:

Metoda oparta na waciwociach moe bynajbardziej korzystna tam, gdziekonstrukcja jest nietypowa i moe byniewystarczajco uwzgldniona przezmetody tradycyjne.

Moe bywymagana miejscowa ochrona przeciwpoarowa uwzgldniajcaoglne zachowanie caej konstrukcji w warunkach rzeczywistego poaru, abyzapewniodpowiednie bezpieczestwo osobom przebywajcych w budynkui straakom.

Krajowe przepisy przeciwpoarowe mog wymaga stosowania metody opartejna waciwociach w przypadku budynkw jednokondygnacyjnych o wysokichzagroeniach poarowych (duych obcieniach ogniowych).

Krajowe przepisy przeciwpoarowe mogzezwala, aby projektowanie zwizanez bezpieczestwem poarowym oparte na waciwociach odwoywao sido

prostych regu i zalece projektowych dotyczcych budynkw jedno-kondygnacyjnych. Takie metody podano w 5.4 i Zaczniku A. Inne wskazwkii zalecenia projektowe mona znalew pozycji rdowej[12].

Metody czynnej ochrony przeciwpoarowej (wyposaenie w instalacjtryskaczow,czujki poarowe, sygnalizatory poarowe i instalacje oddymiajce) oraz metody

biernej ochrony przeciwpoarowej (podziabudynku na strefy poarowe, uatwieniaewakuacji itp.) sna ogwdraane w budynkach zgodnie z wymogami krajowych

przepisw przeciwpoarowych.


22/80


7 - 14

5 BEZPOREDNIE ZASTOSOWANIEPROSTYCH OPCJI PROJEKTOWYCHDO STOSOWANIA PRZEZ OSOBY

NIE BDCE SPECJALISTAMI

Niniejszy rozdzia zawiera przegld aktualnych, atwych do zastosowania,nieskomplikowanych reguobliczeniowych, sucych do oceny ognioodpornocistalowych i zespolonych stalowo-betonowych elementw konstrukcyjnych.

Podano szczegowe proste zasady projektowania i zalecenia projektowe w celuspenienia okrelonych wymaga bezpieczestwa dotyczcych zachowaniakonstrukcji, ktre zostay ostatnio wprowadzone w przepisach przeciwpoarowychodnoszcych si do jednokondygnacyjnych budynkw magazynowych

i przemysowych w wielu krajach europejskich. Odnotowano, e metody te majzastosowanie take do innych rodzajw budynkw jednokondygnacyjnych.

5.1 Modele poaru5.1.1 Nominalne krzywe zalenoci temperatury od czasu

W normie EN 1991-1-2[1]podano trzy standardowe krzywe poaru definiujcezalenoci midzy temperatur dowolnego gorcego gazu a czasem, nieuwzgldniajce adnych parametrw fizycznych obcienia ogniowego ani strefy

poarowej. Zalenocinajpowszechniej wykorzystywanprzy projektowaniu

budynkw i w przepisach regulacyjnych jest standardowa krzywa zmian temperaturyw czasie(poar standardowy ISO), ktra reprezentuje poar w peni rozwinityw strefie poarowej. Druga krzywa, bdca krzywpoaru zewntrznego, odnosisi do elementw elewacji, a trzecia krzywa jest krzyw wglowodorow

poaru reprezentujcpoar o wglowodorowym lub pynnym rodzaju paliwa.

Nominalne krzywe zalenoci temperatury od czasu zdefiniowanow nastpujcy sposb:

w przypadku standardowej krzywej zalenoci temperatury od czasu(poar standardowy ISO):

)18(log34520 10 ++= tg (1)

w przypadku krzywej poaru zewntrznego:

20)313,0687,01(660 8,332,0g += tt ee (2)

w przypadku krzywej poaru wglowodorowego:

20)675,0325,01(1080 5,2167,0g += tt ee (3)

gdzie:

g jest temperaturgazu w strefie poarowej [C],

t jest czasem [min].


23/80


7 - 15

Wane jest, aby pamita, e wyej wymienione krzywe to krzywe odniesienia.Nie reprezentujone rzeczywistego wpywu termicznego poaru. Temperaturywskazane przez te krzywe zawsze wzrastaj w czasie, a ograniczone obcienieogniowe nie jest uwzgldniane. Standardowy poziom ognioodpornoci wymaganyw przypadku elementw konstrukcyjnych (wyraony w formie czasu) nie wskazuje

zatem rzeczywistego czasu, przez jaki przetrwajone w poarze budynku.5.1.2 Poary o modelu parametrycznym

Modele parametryczne poarw zapewniaj do prost metod projektowsucdo oszacowania temperatury gazu w strefie poarowej, uwzgldniajcw uproszczony sposb gwne parametry majce wpyw na rozwj poaru,takie jak wielkostrefy poarowej, obcienie ogniowe (odpowiadajce masie

palnych materiaw w strefie poarowej), warunki wentylacji (otwory)i waciwoci termiczne (takie jak przewodnocieplna i ciepo waciwe) ciani sufitw strefy poarowej.

Podobnie jak nominalne krzywe zalenoci temperatury od czasu, parametrycznekrzywe zalenoci temperatury od czasu podajzalenoci midzy temperaturgazu a czasem do celw projektowania. Opieraj si one na zaoeniu, etemperatura w strefie poarowej jest jednolita, co ogranicza ich zakreszastosowania do poarw po osigniciu punktu rozgorzenia (poarwobejmujcych ca stref poarow) w strefach poarowych o racjonalnychwymiarach. Przewidywana krzywa poaru obejmuje faz nagrzewaniareprezentowan przez krzyw wykadnicz a do temperatury maksymalnej,

po ktrej nastpuje malejca liniowo faza chodzenia a do temperaturyminimalnej, ktra jest zazwyczaj temperaturotoczenia. Temperatura maksymalnai odpowiadajcy jej czas trwania poaru to dwa gwne parametry wpywajce

na zachowanie elementw konstrukcyjnych w warunkach poaru. W rezultaciezostay one przyjte we wzorach obliczeniowych poarw o modelu parametrycznym

jako parametry decydujce.

Taki model przedstawiono w Zaczniku A do normy EN 1991-1-2. Ma onzastosowanie w przypadku stref poarowych o powierzchni podogi do 500 m,

bez otworw w dachu i o maksymalnej wysokoci strefy 4 m, w przypadkuwykadzin strefy o bezwadnoci termicznej midzy 100 a 2200 J/m2s1/2K,wspczynnika otworw w zakresie od 0,02 do 0,20 oraz stref poarowycho obcieniu ogniowym gwnie typu celulozowego. Ze wzgldu na teograniczenia model ma zastosowanie gwnie do czci biurowej budynkw

jednokondygnacyjnych.


24/80


7 - 16

Czas

g

max

t*max

Faza

nagrzewania

Faza

chodzenia

g=20+1325(1-0,324e-0,2t*

-0,2e-1,7t*

-0,427e-19t*

)

przy t*= tgdzie t to czas (w godzinach), a

)1160/04.0/(]b/O[R=

Gwne parametry:

- Charakterystyka cian: bezwadnocieplna cb= - Charakterystyka otworw: wspczynnik otworw

tv A/hAO=

max= g(t*max) = g(tmax. ) (C)

przy tmax= max{ (0.2.10

-3

qt,d / O).

/ O, tlim} (w godzinach)gdzie tlimjest funkcjtempa wzrostu poaru (zgodnie z typem budynku):

- tlim=25 min przy maym tempie wzrostu poaru,

- tlim=20 min przy rednim tempie wzrostu poaru,

- tlim=15 min przy szybkim tempie wzrostu poaru,

- qt,d jest wartociobliczeniowgstoci obcienia [MJ/m]

g= g(t*, t*max, x) (C)

= max 625.(t* - t*max.x) , gdyt*max0,5

= max 250.(3- t*max).(t* - t*max.x) , gdy0,5 < t*max2

= max 250.(t* - t*max) , gdyt*max> 2

gdzie t*= t. t*max= (0.2.10-3qt,d / O).

a x jest nastpujcfunkcjtmax:

x = 1 , gdy tmax > tlimx = tlim. / t*max , gdy tmax= tlim

Rysunek 5.1 Poar o modelu parametrycznym (Zacznik A do normy EN 1991-1-2)

Danymi wejciowymi krzywych poaru o modelu parametrycznym sobliczeniowagsto obcienia ogniowego, tempo wzrostu poaru, warunki wentylacji(opisane za pomocwielkoci i pooenia otworw) oraz waciwoci termiczne(pojemno cieplna, gsto i przewodno) cian, suce do oszacowaniastrat ciepa wynikajcych z konwekcji i promieniowania na granicach strefy

poarowej. W przypadku gstoci obcienia ogniowego powszechnpraktykpodczas projektowania jest odwoanie si do wartoci charakterystycznychpodanych w normie EN 1991-1-2.

Chociate krzywe poaru o modelu parametrycznym oferujznaczcpopraww porwnaniu do standardowego poaru ISO, nadal nie ma moliwocidokadnej oceny intensywnoci poaru na podstawie poarw o modelu

parametrycznym. W rezultacie w niektrych krajach europejskich wykorzystywanie

ich zalecane jest jedynie do obliczepodczas projektowania wstpnego.

5.1.3 Poar lokalny

W Zaczniku C do normy EN 1991-1-2 podano proste sposoby wyznaczaniaoddziaywa termicznych poarw lokalnych. Rozrnia sidwie nastpujcesytuacje stosownie do wysokoci pomienia wzgldem sufitu strefy poarowej:gdy pomie nie siga sufitu (w oparciu o metod Heskestada) oraz gdy

pomiesiga sufitu (w oparciu o metodHasemi'ego).


25/80


7 - 17

Flame axis

L

z D

f

H

Z0 = 1,02 D + 0,00524 Q2/5

z0

Flame axis

L

z D

f

H

Z0 = 1,02 D + 0,00524 Q2/5

z0

Flame axis Lh

D

H

r

Flame axis Lh

D

H

r

Pomienie siga sufitu Pomiesiga sufitu

Wymagane dane:- Szybkowydzielania ciepa: Q (W)- Odlegorda ognia od sufitu: H (m)- rednica ognia: D (m)

Wyniki:

- Dugopomienia Lf(m):

Lf = -1,02 D + 0,0148 Q2/5

-Temperatura (z) supa ognia wzdusymetrycznej osi pionowej:

(z) = 20 + 0,25 (0.8Q)2/3

(z-z0)-5/3

(z) 900C

Wyniki:

- Dugopomienia w poziomie Lh

- Strumieciepa otrzymanego przez jednostkowpowierzchniwystawionna dziaanie ognia napoziomie sufitu i w odlegoci r od osi pomienia:

h&= 100000 , gdy y0,30

h&= 136300-121000 y , gdy 0,30 < y< 1,0

h& = 15000 y-3,7 , gdy y1,0

przy

'

'

h zHL

zHry

++++

=

gdzie

r:jest odlegociod osi pomienia do punktu,w ktrym obliczany jest strumiecieplny (m)

z:jest pooeniem w pionie wirtualnego rdaciepa (m)

D:jest rednicognia (m)

Opomienia Opomienia

Rysunek 5.2 Poary lokalne (Zacznik C do normy EN 1991-1-2)

W przypadku sytuacji, gdy ogienie siga sufitu, podano wzr do obliczeniatemperatury supa ognia na wysokociach wzdu osi pionowej pomienia.W przypadku sytuacji, gdy ogie siga sufitu, podano kilka prostych krokww celu obliczenia strumienia ciepa otrzymanego przez powierzchnie poddanedziaaniu ognia na poziomie sufitu.

Modeli tych uywa si najczciej do obliczenia oddziaywa termicznych(wyraonych jako strumieciepa wynikajcy z promieniowania i konwekcji)na poziome elementy konstrukcyjne, takie jak belki. W chwili obecnej nie ma

dostpnej metody w przypadku pionowych elementw stalowych objtychpoarem lokalnym.

Danymi wejciowymi s szybko wydzielania ciepa (RHR), odlegomidzy rdem ognia a sufitem oraz rednica poaru. Szybkowydzielaniaciepa na ogwyznacza siprzy uyciu normy EN 1991-1-2, rozdziaE.4.

Metody te dotycz jedynie przypadkw, w ktrych rednica poaru D jestmniejsza ni10 m, a szybkowydzielania ciepa przez ogieQjest mniejszani50 MW.


26/80


7 - 18

5.2 Modele termiczneBiorc pod uwag wysok przewodno ciepln stali i ma gruboksztatownikw stalowych powszechnie uywanych w budownictwie,

pominicie gradientw temperatury w przekrojach poprzecznych elementwkonstrukcyjnych i zaoenie jednolitej temperatury przy jednolitym nagrzewaniu

jest wystarczajco dokadne.

W rezultacie mona uywa prostych zalenoci obliczeniowych, abyprzewidzie temperaturelementw stalowych w caoci poddanych dziaaniuognia lub elementw stalowych podtrzymujcych pytbetonowi poddanychdziaaniu ognia z trzech stron. Istniejpodobne reguy dotyczce ksztatownikwstalowych zabezpieczonych przeciwogniowo, cho proponowany materiaochronny musi charakteryzowasi takimi parametrami termicznymi, ktrychuzyskanie moe bytrudne.

W przypadku elementw zespolonych stalowo-betonowych, cile rzecz biorc,nie ma uproszczonych modeli do oceny zmiany rozkadu temperaturyw elementach w funkcji czasu. Aby uproci projektowanie, w normieEN 1994-1-2 podano informacje na temat rozkadu temperatury w okrelonymczasie oddziaywania poaru standardowego (tj. 30, 60, 90 i 120 minut).

5.2.1 Niezabezpieczony element stalowy

Nagrzewanie niezabezpieczonych elementw stalowych mona wyznaczy zapomocprostej metody analitycznej podanej w normie EN1993-1-2. W metodzietej wzrost temperatury zaley od oddziaywa termicznych (wyraonychw postaci strumieni ciepa netto), waciwoci termicznych stali oraz

wspczynnika przekroju elementu Am/V zdefiniowanego jako stosunekpowierzchni poddanej dziaaniu strumienia ciepa Am [m/m] do objtocielementu na jednostk dugoci V [m3/m]. Wspczynniki przekroju kilkuniezabezpieczonych elementw stalowych pokazano na rysunku 5.3.

b

h

t t

t

Am/V=powierzchnia poddana dziaaniuognia/pole przekroju poprzecznego Am/V=1 / t Am/V=2 / t

Rysunek 5.3 Przykad wspczynnika przekroju niezabezpieczonychelementw stalowych


27/80


7 - 19

Zakadajc rwnowany jednolity rozkad temperatury w przekroju poprzecznym,wzrost temperatury a,tw niezabezpieczonym elemencie stalowym w przedzialeczasu tmona wyznaczyz nastpujcej zalenoci:

thc

/VAk = &

dnet,aa

m

shta, przy t5 s (4)

gdzie:

shk jest wspczynnikiem korekcyjnym efektu cienia spowodowanego

miejscowym ekranowaniem ruchu ciepa przez promieniowanie,wynikajcym z ksztatu profilu stalowego,

aC jest ciepem waciwym stali [J/kgK],

a jest masjednostkowstali [kg/m3],

h& dnet, jest strumieniem ciepa netto na jednostkpola powierzchni [W/m].

Rozwizanie rwnania przyrostowego krok po kroku pozwala uzyskarozwjtemperatury elementu stalowego podczas poaru. W celu zapewnienia zbienocinumerycznej rozwizania naley przyj pewn grn granic dla przyrostuczasu t. W normie EN 1993-1-2 zaleca si, aby przyjta wartot nie byawiksza ni5 sekund.

Oddziaywania termiczne wyznacza siza pomocstrumienia ciepa netto rnet,h&

pochanianego przez element stalowy podczas oddziaywania poaru. Jest onwyraony w postaci temperatury gorcego gazu jako suma dwch odrbnych

strumieni: skadowej konwekcyjnej cnet,h&

i skadowej radiacyjnej rhnet,&

.

Konwekcyjny strumieciepa jest wyraany jako:

)( mgccnet, =h& (5)

gdzie:

c jest wspczynnikiem wymiany ciepa przez konwekcj[W/mK],

g jest temperaturgazu [C],

m jest temperaturpowierzchni elementu [C].

Radiacyjny strumieciepa wyraa sizalenoci:

)273)()273(( 4m4

rm0rnet, ++= h& (6)

gdzie:

jest wspczynnikiem konfiguracji uwzgldniajcym wpywpooenia i ksztatu (


28/80


7 - 20

Zgodnie z normEN 1991-1-2 w wielu przypadkach praktycznych wspczynnikkonfiguracji mona przyj jako rwny jednoci. Wspczynnik konwekcji( c ) waha siod 25 W/mK (warunki poaru standardowego) do 50 W/mK

(warunki poaru wglowodorowego). Emisyjnoelementw ze stali wgloweji elementw zespolonych stalowo-betonowych mona przyjjako 7,0m= .

W przypadku przekrojw o ksztacie wypukym, takich jak zamkniteksztatowniki stalowe, w peni objtych poarem efekt cienia nie odgrywaadnej roli i mona przyj, e wspczynnik ksh = 1. W innym wypadkuwspczynnik korekcyjny efektw cienia kshwyraa sizalenoci:

= casesothersfor

actionsfirenominalundersections-Ifor

/

]/[

/

]/[9,0

m

bm

m

bm

sh

VA

VA

VA

VA

k (7)

gdzie:

bm ]/[ VA jest wartociwspczynnika przekroju skrzynkowego [m-1].

Zastosowanie metody obliczeniowej podanej w normie EN 1993-1-2 z czasem

dziaania standardowego poaru ISO wynoszcym 15 i 30 minut prowadzi douzyskania krzywych temperatur przedstawionych na rysunku 5.4 i podanych

w tabeli 5.1 jako funkcja wspczynnika przekroju uwzgldniajcego efektcienia (Am/V)sh= kshAm/V.

Rysunek 5.4 Temperatura niezabezpieczonych elementw stalowych po 15i 30 minutach oddziaywania poaru standardowego ISO

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500(Am/V)sh= ksh (Am/V) (m

-1)

Temperatura (C)

15 minut

30 minut

10

w przypadku dwuteownikw poddanych

oddziaywaniu poaru nominalnego,

w pozostaych przypadkach,


29/80


7 - 21

Tabela 5.1 Temperatura niezabezpieczonych elementw stalowych po 15i 30 minutach oddziaywania poaru standardowego ISO

Wspczynnikprzekroju

(Am/V)sh

Temperatura stali (C) Wspczynnikprzekroju

(Am/V)sh

Temperatura stali (C)

15 min 30 min 15 min 30 min

10 113 257 130 621 802

20 194 431 140 634 809

30 265 554 150 646 815

40 328 636 160 655 819

50 383 690 170 664 822

60 432 721 180 671 825

70 473 734 190 677 827

80 509 741 200 682 828

90 539 753 250 699 833

100 565 767 300 708 835

110 586 781 400 716 837

120 605 792 500 720 838

5.2.2 Zabezpieczony element stalowy

W normie EN 1993-1-2 podano rwnie prostmetodobliczeniow dotyczcelementw izolowanych za pomocmateriaw biernej ochrony przeciwpoarowej.W takich przypadkach wzrost temperatury zaley od wspczynnika przekrojuAp/V elementu stalowego izolowanego za pomoc materiau ogniochronnego(Ap jest odpowiedni powierzchni materiau ogniochronnego na jednostkdugoci, a Vjest objtocielementu stalowego na jednostkdugoci) oraz odcharakterystyki izolacji. Materiay izolacyjne mog mie form ukadw

profilowanych lub skrzynkowych, ale ta prosta metoda nie obejmuje

przeciwogniowych powok ochronnych. Zakadajc jednolity rozkadtemperatury, wzrost temperatury a,t w izolowanym elemencie stalowymw przedziale czasu tmona wyznaczyz nastpujcej zalenoci:

( ) ( ) tg,10/ta,tg,paa

ppta, 1e

3/1

1/

+= t

V

A

c

d (8)

przy

V

Ad

c

c pp

aa

pp

= (9)


30/80


7 - 22

gdzie:

pd jest grubociwarstwy materiau ogniochronnego [m],

pC jest ciepem waciwym materiau ogniochronnego [J/kgK],

p

jest przewodnocicieplnmateriau ogniochronnego [W/mK],

p jest masjednostkowmateriau ogniochronnego [kg/m3],

g jest temperaturgazu [C].

Na rysunku 5.5 podano zalenoci suce do obliczenia wspczynnikaprzekroju zabezpieczonych elementw stalowych.

Am/V= (P-b) / As

b

Am/V= (2h+b) / AsAm/V= 2(2+b) / AsAm/V= P / As

h

bb

h

P : obwd ; As: powierzchnia przekroju poprzecznego

Rysunek 5.5 Przykad wspczynnika przekroju izolowanych elementwstalowych

Naley zauway, e charakterystyktermicznmateriaw ogniochronnych naogwyznacza sina podstawie badaogniowych prowadzanych w warunkach

poaru standardowego. W rezultacie odnoszc sido oddziaywatermicznychopartych na poarach naturalnych, naley z pewn ostronoci stosowarwnanie (8) w obliczeniowej sytuacji poarowej zabezpieczonych elementwstalowych. Obliczenia mona wykonatylko wtedy, gdy dostpne sodpowiedniedane lub gdy mona wykaza, e warunki poaru nie majznaczcego wpywuna charakterystyktermicznani na odpornomateriaw ogniochronnych nazniszczenie. Niemniej jednak powszechnie przyjmuje si, e waciwoci termicznemateriau izolacyjnego mona wykorzystaw warunkach poaru naturalnego,gdy temperatury gorcych gazw pozostaj nisze nimaksymalna temperatura

osigana podczas standardowych bada ogniowych materiau izolacyjnego(na przykad okoo 1100C w przypadku 4-godzinnej standardowej krzywejzalenoci temperatury od czasu).

Waciwoci materiaowe podane w tabeli 5.2mona wykorzystajako pierwszeprzyblienie w celu obliczenia nagrzewania zabezpieczonych elementwstalowych. Te wartoci rednie pochodzz bada ogniowych przeprowadzanych

przez producentw materiaw.


31/80


7 - 23

Tabela 5.2 Urednione waciwoci materiaowe podstawowych materiawogniochronnych

MateriaGsto

p [kg/m3]

Przewodno

p [W/mK]

Ciepo waciwe

pC [J/kgK]

Powokinatryskowe

wkno mineralne 300 0,12 1200

wermikulit i cement 350 0,12 1200

perlit 350 0,12 1200

Powokinatryskowe

o duejgstoci

wermikulit (lub perlit)i cement

550 0,12 1100

wermikulit (lub perlit)i gips

650 0,12 1100

Pyty

wermikulit (lub perlit)i cement

800 0,2 1200

wkna krzemianowelub wkna

krzemianu wapnia600 0,15 1200

cement wknisty 800 0,15 1200

pyta gipsowa 800 0,2 1700

Pyty z wkienprasowanych

wknakrzemianowe,

mineralne,wena skalna

150 0,2 1200

5.3 Modele konstrukcyjneZgodnie z Eurokodami do oceny ognioodpornoci konstrukcji w warunkach

poaru mona uy kilku prostych metod obliczeniowych. Pierwszjest metodatemperatury krytycznej stosowana powszechnie w analizie stalowych elementw

konstrukcyjnych, a druga to proste modele mechaniczne opracowane na

potrzeby analizy zarwno stalowych, jak i zespolonych stalowo-betonowych

elementw konstrukcyjnych.

Naley pamita, e metody obliczeniowe dostpne w przypadku elementw

zespolonych maj zastosowanie tylko w warunkach poaru standardowego.Ponadto metody obliczeniowe dotyczce supw powinno si stosowa tylkow odniesieniu do elementw ram stonych (w ktrych nie wystpuje

przemieszczenie poziome zakoczesupw).

5.3.1 Metoda temperatury krytycznej

Temperatur krytyczn oblicza si, korzystajc z przyoonych oddziaywamechanicznych, nonoci obliczeniowej w warunkach temperatury normalnejoraz utraty wytrzymaoci stali w podwyszonej temperaturze. Ta temperaturakrytyczna na og waha si od 500C do 800C. Mona j wyznaczy nadrodze obliczezgodnie z prostymi zasadami podanych w normie EN 1993-1-2lub odwoasido wartoci domylnych.


32/80


7 - 24

Zgodnie z metodtemperatury krytycznej ognioodpornoelementu stalowegobez efektu niestatecznoci jest zapewniona po czasie t, jeeli temperaturastali t,a nie przekracza temperatury krytycznej cr elementu:

crt,a (10)

Temperatur krytyczn elementu mona obliczy na podstawie wskanikawykorzystania nonoci 0 w nastpujcy sposb:

48219674.0

1ln19,39

833.30

+

=

cr (11)

Wskanik wykorzystania nonoci 0 wyznacza siz zalenoci:

d,0fi,

dfi,0

R

E= (12)

gdzie:

dfi,E to wpyw oddziaywana konstrukcjw obliczeniowej sytuacji

poarowej wedug normy EN 1991-1-2,

d,0fi,R to odpowiednia nonoobliczeniowa elementu stalowego

w obliczeniowej sytuacji poarowej w czasie t= 0 (w warunkachtemperatury normalnej), ale ze wspczynnikiem bezpieczestwa

fi,M w warunkach poarowych.

Wyraenia okrelajcego temperatur cr mona uywa w przypadkuwszystkich klas przekrojw, z wyjtkiem bardzo smukych przekrojw klasy 4,dla ktrych powinno sistosowazachowawcztemperaturkrytyczn350C.

W zasadzie zaleno(11) odnosi si do elementw poddanych czystemuzginaniu, krtkich supw bez wyboczenia oraz elementw poddawanychrozciganiu, nagrzewanych rwnomiernie lub z nieznacznym gradientemtemperatury. Jednak w sytuacjach niestatecznoci (smuke supy, belkinieutwierdzone) metoda bdzie miaa zastosowanie przez okrelenie nonociobliczeniowej w obliczeniowej sytuacji poarowej w czasie t= 0 przy wartocismukoci uwzgldniajcej wpyw temperatury na smuko elementw

konstrukcyjnych. Dla uproszczenia smuko w sytuacjach poaru monaprzyj jako 3,1= (gdzie jest smukoci wzgldn w temperaturzenormalnej).

Alternatywnie do rwnania (11) temperatury krytyczne mogbyokrelane napoziomie krajowym i wwczas podane w Zaczniku krajowym do normyEN 1993-1-2.


33/80


7 - 25

W przypadku elementw poddawanych rozciganiu i belek utwierdzonych(w ktrych zwichrzenie nie jest potencjalnym modelem zniszczenia) mona testosowanastpujcprosti zachowawczzalenodla 0:

21M

fi,M

t,fi0

= (13)

gdzie:

t,fi jest poziomem obcienia w czasie t,

fi,M jest odpowiednim wspczynnikiem czciowym bezpieczestwa

w warunkach poarowych ( 1fi,M = ),

0M jest wspczynnikiem czciowym bezpieczestwa w warunkach

temperatury normalnej ( 10M = ),

1, 2 to wspczynniki przystosowania uwzgldniajce nierwnomiernyrozkad temperatury w elemencie stalowym.

Poziom obcienia w czasie tjest okrelony wzorem:

d

dfi,tfi,

R

E= (14)

gdzie:

dfi,E to wpyw oddziaywana konstrukcjw obliczeniowej sytuacji


dR jest nonociw warunkach temperatury normalnej.

Dla danego czasu trwania poaru t, przyjmujc e crt,a = , wartomaksymaln

poziomu wykorzystania nonoci 0 niezabezpieczonych elementw stalowych

zapewniajc wymaganognioodporno mona atwo obliczy z zalenoci(11) jako funkcj wspczynnika przekroju uwzgldniajcego efekt cienia(Am/V)sh. W ten sposb mona przyj, e ognioodpornoniezabezpieczonychelementw stalowych jest zapewniona po czasie t, jeeli:

max0 (15)


34/80


7 - 26

Maksymalne wskaniki wykorzystania nonoci max obliczone dla standardowej

ognioodpornoci R15 i R30 podano na rysunku 5.6. Naley zauway, ew przypadku ognioodpornoci R30 elementy niezabezpieczone o wspczynniku

przekroju (Am/V)sh wikszym ni 50 m-1 mog osiga tylko bardzo mae

wartoci wskanika wykorzystania.

Rysunek 5.6 Maksymalny poziom wykorzystania nonoci w funkcjiwspczynnika przekroju (Am/V)sh

5.3.2 Prosta metoda projektowania elementw stalowych

Zgodnie z norm EN 1993-1-2 naley przyj, e funkcja nona elementustalowego jest zachowana w czasie t, jeli:

tfi,d,dfi, RE < (16)

gdzie:

dfi,E jest wpywem oddziaywana konstrukcjw obliczeniowej sytuacji


tfi,d,R jest odpowiednino

no

ciobliczeniow

elementu stalowego

w obliczeniowej sytuacji poarowej w czasie t.

Przedstawione poniej uproszczone metody obliczeniowe umoliwiajprojektantowi ocenognioodpornoci obliczeniowej (nonoci na wyboczenie,nonoci przy zginaniu) elementw stalowych. Opieraj si one gwnie nazaoeniu staej temperatury wewntrz ksztatownika.

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500(Am/V)sh= ksh(Am/V)(m

-1)

max

10

15 minut

30 minut

praktyczny zakres 0


35/80


7 - 27

Supy stalowe poddane wycznie ciskaniu

Nonoobliczenioww przypadku obliczeniowej sytuacji poarowej w czasiet elementu ciskanego o przekrojach poprzecznych klasy 1, 2 lub 3 w jednolitejtemperaturze analey wyznaczyz nastpujcej zalenoci:

( ) Rdy,fM,

M0fRdt,fi, NkNi

i

= (17)

gdzie:

y,k jest wspczynnikiem redukcyjnym granicy plastycznoci stali

przy temperaturze stali osiganej w czasie t,

fi,M jest wspczynnikiem czciowym bezpieczestwa w warunkach

poarowych ( 1fi,M = ),

0M jest wspczynnikiem czciowym bezpieczestwa w warunkach

temperatury normalnej ( 10M = ),

RdN jest nonociobliczeniowprzekroju poprzecznegoNpl,Rdw warunkach temperatury normalnej wedug normy EN 1993-1-1,

fi jest wspczynnikiem redukcyjnym wyboczenia gitnego

w obliczeniowej sytuacji poarowej.

Wspczynnik redukcyjny fi wyboczenia gitnego uzyskuje size smukoci

wzgldnej w temperaturze za pomocnastpujcego wyraenia:

2

2

f 1

+

=i , ale fi 1,0 (18)

przy

[ ]2 12

1 ++=

gdzie:

jest wspczynnikiem niedoskonaoci odpowiedniej krzywej

wyboczeniowej wyraonym zalenoci y/23565.0 f=

przy czymfyjest charakterystyczngranicplastycznoci stali.

Smukowzgldna w temperaturze wyraa sizalenoci:

E,y, / kk = (19)

gdzie:

y,k jest wspczynnikiem redukcyjnym granicy plastycznoci stali

w temperaturze

E,k jest wspczynnikiem redukcyjnym spadku zakresu liniowo-

sprystego w temperaturze jest smukociwzgldnw temperaturze normalnej wedug normy

EN 1993-1-1.


36/80


7 - 28

Smukowzgldna w temperaturze normalnej wyraa sizalenoci:

E

f

i

ycr

1l= (20)

gdzie:

crl to dugowyboczeniowa w rozpatrywanej paszczynie wyboczenia,

i jest promieniem bezwadnoci wzgldem odpowiedniej osiwyznaczonym za pomocwaciwoci przekroju poprzecznego brutto.

W celu praktycznego zastosowania wspczynnik redukcji if wyboczenia gitnego

mona obliczybezporednio w oparciu o wartoci podane w tabeli 5.3, zgodniez gatunkiem stali i smukociwzgldn elementu stalowego w temperaturze

normalnej . Wartoci wspczynnika redukcyjnego fi w tabeli 5.3 obliczono,

przyjmujc smukow warunkach poarowych rwn 3,1= . Do wyznaczeniawartoci porednich wzgldnej smukoci bezwymiarowej moe bystosowanainterpolacja liniowa.

Tabela 5.3 Wartoci wspczynnika redukcyjnego fiw funkcji smukociwzgldnej w temperaturze normalnej

i gatunku stali

Gatunek stali

Gatunek stali

S235 S275 S355 S235 S275 S355

0,2 0,8480 0,8577 0,8725 1,7 0,1520 0,1549 0,1594

0,3 0,7767 0,7897 0,8096 1,8 0,1381 0,1406 0,1445

0,4 0,7054 0,7204 0,7439 1,9 0,1260 0,1282 0,1315

0,5 0,6341 0,6500 0,6752 2 0,1153 0,1172 0,1202

0,6 0,5643 0,5800 0,6050 2,1 0,1060 0,1076 0,1102

0,7 0,4983 0,5127 0,5361 2,2 0,0977 0,0991 0,1014

0,8 0,4378 0,4506 0,4713 2,3 0,0903 0,0916 0,0936

0,9 0,3841 0,3951 0,4128 2,4 0,0837 0,0849 0,0866

1 0,3373 0,3466 0,3614 2,5 0,0778 0,0788 0,0804

1,1 0,2970 0,3048 0,3172 2,6 0,0725 0,0734 0,0749

1,2 0,2626 0,2691 0,2794 2,7 0,0677 0,0686 0,0699

1,3 0,2332 0,2387 0,2473 2,8 0,0634 0,0642 0,0653

1,4 0,2081 0,2127 0,2200 2,9 0,0595 0,0602 0,0612

1,5 0,1865 0,1905 0,1966 3 0,0559 0,0565 0,0575

1,6 0,1680 0,1714 0,1766


37/80


7 - 29

Belki stalowe

Obliczeniowa nono przy zginaniu w obliczeniowych warunkach poarubelki nieusztywnionej bocznie o przekroju poprzecznym klasy 1, 2 lub 3

w jednolitej temperaturze ajest okrelona wzorem:

( ) Rdy,fiM,M0fLT,Rdt,fi, MkM i

= (21)

gdzie:

y,k jest wspczynnikiem redukcyjnym granicy plastycznoci stali przy

temperaturze stali osiganej w czasie t;

RdM jest nonoci przekroju poprzecznego brutto przy zginaniu

(nonoci przy zginaniu plastycznym Rdpl,M lub nonoci przy

zginaniu sprystym Rdel,M ) w warunkach obliczeniowych temperatury

normalnej, obliczonzgodnie z normEN 1993-1-1;

fiLT, jest wspczynnikiem redukcyjnym ze wzgldu na zwichrzenie

w obliczeniowej sytuacji poarowej. Mona go obliczyw taki samsposb, jak wspczynnik redukcyjny wyboczenia gitnego, leczuywajc odpowiedniej smukoci wzgldnej.

Tsammetodobliczeniowmona stosowaw przypadku belek usztywnionychbocznie, przyjmujc 1fiLT, = .

Czsto elementy konstrukcyjne nie bdmiay jednolitej temperatury. Monawprowadzi wspczynnik przystosowania 1 w celu uwzgldnienianierwnomiernego rozkadu temperatury na caej wysoko ksztatownikastalowego. Mona rwniewprowadzidodatkowy wspczynnik przystosowania2, aby uwzgldnizmienno temperatury elementu konstrukcyjnego na jegodugoci, gdy belka jest statycznie niewyznaczalna. Wartoci wspczynnikwprzystosowania 1oraz 2naley przyjmowazgodnie z normEN 1993-1-2.

Elementy poddane cznemu oddziaywaniu zginania i ciskania osiowego

Dostpna jest rwnie uproszczona metoda obliczeniowa do sprawdzeniaognioodpornoci elementw stalowych poddanych cznemu oddziaywaniuzginania i ciskania osiowego, takich jak smuke supy poddawane obcieniumimorodowemu oraz dugie belki ulegajce wyboczeniu. W tej sytuacji prosty

model obliczeniowy uwzgldnia czny wpyw zginania i ciskania przezpoczenie podanych wyej dwch modeli prostych warunkw obcienia.Szczegowe informacje podano w normie EN 1993-1-2.

5.3.3 Wyznaczanie gruboci warstwy materiau ogniochronnegoW sytuacjach, w ktrych wymagania w zakresie ognioodpornoci swysokie(na ogwicej niR30), stosowanie zasad normatywnych prowadzi zwykle dozapewnienia ochrony przeciwpoarowej konstrukcji stalowych. Gdy koniecznajest bierna ochrona przeciwpoarowa, wwczas znajomotemperatury krytycznej,wspczynnika przekroju i wymaganego czasu ognioodpornoci umoliwiaokrelenie gruboci warstwy, ktr naley zastosowa w przypadku danego

systemu ochrony przeciwpoarowej (powoki nakadanej natryskowo, pytyochronnej, powoki przeciwogniowej). W praktyce dozwolone jest korzystaniewycznie z wyrobw zbadanych i ocenionych w ramach standardowych badaogniowych przeprowadzonych wedug zalecenormy europejskiej EN 13881.


38/80


7 - 30

Wymagan grubo mona zwykle okreli na podstawie danychpublikowanych przez producenta. Takie dane producenta mog by podanew formie tabeli lub wykresu, jak pokazano na rysunku 5.7. Na og dane teodnosz grubo warstwy materiau ogniochronnego do wspczynnikaprzekroju elementu stalowego (Ap/V), temperatury krytycznej i wymaganego

czasu ognioodpornoci. W przypadku typowej konstrukcji skadajcej si zestandardowych stalowych dwuteownikw i dwuteownikw szerokostopowychwartoAm/Vmieci sizwykle w zakresie 30450 m

-1.

Poziom ognioodpornoci R60

Wspczynnik przekroju Ap/V(m-

)

Temperatu

rastali(C)

Rysunek 5.7 Przykadowy wykres dotyczcy zabezpieczeniaprzeciwogniowego pytami dokumenty francuskie

W rzeczywistym projekcie grubowarstwy danego materiau ogniochronnego

mona wyznaczyzgodnie z nastpujcprocedur:

Wybradane zwizane z wymaganym czasem ognioodpornoci.

Obliczywspczynnik przekroju zgodnie z ksztatem ksztatownika stalowego,obecnociosony elementu konstrukcyjnego przed przejmowaniem ciepaod ognia podczas trwania poaru (na przykad pyty betonowej umieszczonejna grnym pasie ksztatownika), rodzajem ochrony przeciwogniowej (zgodniez konturem ksztatownika stalowego lub przekrojem skrzynkowym).

Wyznaczygrubona podstawie danych producenta za pomoctemperaturykrytycznej i wspczynnika przekroju. Dopuszczalne jest wyznaczenie

gruboci metodinterpolacji liniowej.

Europejska Konwencja Konstrukcji Stalowych (ECCS) opracowaa tak zwaneEuro-nomogramy[13], ktre dla danego czasu oddziaywania poarustandardowego pokazujrelacjmidzy temperaturosiganprzez izolowaneelementy stalowe a wspczynnikiem przekroju (p/dp) (Ap/V) zalenie odcharakterystyki zabezpieczenia przeciwogniowego (pi dp) oraz wspczynnikaprzekrojuAp/V. Naley zauway, e te Euro-nomogramy zostay wyznaczonena podstawie wersji ENV czci Eurokodu 3 dotyczcej warunkwpoarowych. Z tego rwnie powodu powinno si z nich korzysta z pewnostronoci. Ostatnio opracowano inne nomogramy oparte na normie

EN 1993-1-2[14].


39/80


7 - 31

5.3.4 Tabele obliczeniowe elementw zespolonych

Tabele obliczeniowe elementw zespolonych podano w normie EN 1994-1-2.Maj one zastosowanie tylko w przypadku elementw zespolonych stalowo-betonowych (belek zespolonych z czciow lub cakowit oson betonowbelki stalowej, supw zespolonych z ksztatownikami czciowo lubcakowicie pokrytymi betonem, supw zespolonych z prostoktnymi lubokrgymi stalowymi ksztatownikami zamknitymi wypenionymi betonem).Wykorzystywane s w nich wartoci predefiniowane, oparte gwnie nawynikach standardowych badaogniowych i zweryfikowane na drodze badaanalitycznych. Tabele pozwalaj konstruktorowi na szybkie uzyskaniewymiarw elementw (minimalnych wymiarw przekroju poprzecznego,wymaganej powierzchni stali zbrojeniowej i jej minimalnej osony betonowej)w funkcji poziomu obcienia dla ujednoliconych standardowych okreswognioodpornoci. Najwaniejszzalet tej metody jest atwo jej stosowania.Jest ona jednak ograniczona bardzo cisym zestawem regu geometrycznych,a otrzymane wyniki s bardziej zachowawcze w porwnaniu do innychprostych lub zaawansowanych modeli obliczeniowych. W rezultacie powinnosijstosowatylko do wstpnego projektowania budynku.

Szczegowe informacje podano w normie EN 1994-1-2.

5.3.5 Uproszczone modele obliczeniowe elementw zespolonych

Przedstawione poniej metody obliczeniowe opracowano w celu przewidywanianonoci pojedynczych elementw konstrukcyjnych poddanych dziaaniu poaruo krzywej standardowej. Nie maj one zatem zastosowania w przypadkupoarw naturalnych.

Poniej opisano jedynie metody obliczeniowe dotyczce elementw zespolonychnajczciej wykorzystywanych w konstrukcjach jednokondygnacyjnych (supwzespolonych i belek czciowo obetonowanych).

Supy zespolone

Proste metody obliczeniowe supw pozwalaj projektantowi oceniognioodpornosupa zespolonego przez obliczenie jego nonoci na wyboczenieza pomoc rozkadu temperatury w przekroju poprzecznym i odpowiadajcejmu zredukowanej wytrzymaoci materiau zdefiniowanej w wymaganym czasieognioodpornoci. Metoda ta opiera si na koncepcji krzywej wyboczenia:

wykorzystuje sinonoplastycznprzy ciskaniu osiowymNfi,pl,Rdi efektywnsztywno gitn (EI)fi,eff w celu uzyskania wspczynnika redukcyjnegowyboczenia. Ta metoda ma zastosowanie w przypadku wszystkich rodzajw

supw zespolonych pod warunkiem, e zastosowano odpowiedni krzywwyboczenia. Sprawdzenie supa polega na dowiedzeniu, e oddziaywanie ciskaniaosiowego (przy kombinacji oddziaywauwzgldnionych w warunkach poaruwedug normy EN 1991-1-2) jest mniejsze ninonosupa na wyboczenie.


40/80


7 - 32

Dla danego rozkadu temperatury w przekroju poprzecznym nonoobliczeniow supa zespolonego Nfi,Rd mona wyznaczy na podstawieodpowiedniej krzywej wyboczeniowej supa, ktra opisuje zwizek nonociNfi,Rd z obcieniem plastycznym Nfi,pl,Rd i sprystym obcieniem krytycznymNfi,crw nastpujcy sposb:

( ) Rdpl,fi,Rdfi, .NN = (22)

jest wspczynnikiem redukcyjnym wyboczenia gitnego zalenym od

smukoci w warunkach poaru . W przypadku supw zespolonych

wspczynnik moe byokrelony wzorem:

crfi,Rpl,fi, /NN= (23)

gdzie:

crfi,N jest obcieniem krytycznym Eulera przy wyboczeniu,

Rpl,fi,N jest wartociNfi,pl,Rdzgodnie z zalenoci(24), gdy wspczynniki

czciowe bezpieczestwa M,fi,a, M,fi,s oraz M,fi,c materiawprzyjmuje sijako 1,0.

Wspczynnik redukcyjny wyznacza si jak w warunkach temperaturynormalnej, lecz stosujc odpowiednikrzyw wyboczenia zdefiniowan jakofunkcja rodzaju supa (ksztatownik stalowy czciowo obetonowany,wypeniony ksztatownik stalowy zamknity).

Nono

plastyczn

Nfi,pl,Rd przekroju poprzecznego wyznacza si

przezdodanie wytrzymaoci wszystkich czci przekroju (granicy plastycznoci

elementw stalowych, wytrzymaoci elementw betonowych na ciskanie)pomnoonych przez odpowiadajce im powierzchnie, uwzgldniajc wpywtemperatury na te elementy i pomijajc interakcje midzy nimi (wynikajcez rnicowych napretermicznych), tzn.:

++=m

c

k

s

j

fA

fA

fAN )()().(

cfi,M,

c,

sfi,M,

s,

afi,M,

ay,aRdpl,fi,

(24)

Nfi,cr jest obcieniem krytycznym Eulera przy wyboczeniu obliczonym jakofunkcja efektywnej sztywnoci gitnej przekroju poprzecznego

efffi,

)(EI i dugoci

wyboczeniowej

l supa w warunkach poaru, tzn.:

2

efffi,2crfi,

)(

l

EIN = (25)


41/80


7 - 33

Sztywnoefektywn(EI)fi,effwyznacza siz nastpujcej zalenoci:

++=mkj

IEIEIEEI )()()()( c,sec,c,c,s,s,s,a,a,a,efffi, (26)

gdzie:

,iE jest charakterystycznym moduem materiau iw temperaturze .

W przypadku stali jest to modusprystoci. W przypadku betonu:2/3 secc,c, EE = gdzie sec,c,E jest wartocicharakterystyczn

siecznego moduu sprystoci betonu w warunkach poaru,uzyskiwanw wyniku podzieleniafc,przez cu,,

Ii jest geometrycznym momentem bezwadnoci powierzchni materiauiwzgldem osi rodkowej (y lub z) przekroju zespolonego.

a, (w przypadku ksztatownikw stalowych), s, (w przypadku zbrojenia)

i c,(w przypadku betonu) swspczynnikami redukcyjnymi wynikajcymiz wpyww rnicowych napretermicznych.

Szczegowe informacje podano w normie EN 1994-1-2, 4.3.5.

Belki stalowe czciowo obetonowane

Prosta metoda obliczeniowa belek stalowych czciowo obetonowanychumoliwia projektantowi ocen ognioodpornoci przez obliczenie nonoci

belki przy zginaniu w wymaganym czasie ognioodpornoci. Opiera siona naprostej teorii momentu plastycznego. Metoda wymaga obliczenia osi obojtneji odpowiadajcej jej nonoci przy zginaniu, z uwzgldnieniem rozkadu

temperatury w przekroju poprzecznym i odpowiedniej zredukowanejwytrzymaoci materiau. Wyrnia si nono przy uginaniu (zwyklew poowie rozpitoci) i nono przy przeginaniu (na podporach, w razie

potrzeby). Jeeli przyoony moment jest mniejszy ni nono belki przyzginaniu, uznaje si, e element ma odpowiedniognioodporno.

O obojtna belki w stanie plastycznym jest wyznaczona tak, aby siarozcigajca i sia ciskajca dziaajce w ksztatowniku byy w rwnowadze:

0

1 cfi,M,

c,,c,

1 afi,M,

,y,y, =

+

==

m

j

jjj

n

i

iii

fkA

fkA

(27)

gdzie:

fy,i jest nominalngranicplastycznoci w elementarnym polu przekrojustaliAiprzyjmowanjako wartododatnia po stronie ciskanej osiobojtnej w stanie plastycznym i jako warto ujemna po stronierozciganej,

fc,j jest nominalnwytrzymaoci na ciskanie w elementarnym poluprzekroju betonuAjprzyjmowanjako wartododatnia po stronieciskanej osi obojtnej w stanie plastycznym i jako wartoujemna

po stronie rozciganej.


42/80


7 - 34

Obliczeniownonoprzy zginaniu Rdt,fi,M mona wyznaczyna podstawie

wzoru:

==

+

=

m

1jc,fi,M

jc,

j,c,jj

n

1ia,fi,M

i,y

i,y,iiRd,t,fi

fkzA

fkzAM

(28)

gdzie:

zi,zj to odlegoci od osi obojtnej w stanie plastycznym do rodka masyelementarnego pola przekrojuAiorazAj.

W celu obliczenia wartoci nonoci obliczeniowej przy zginaniu przekrjpoprzeczny belki dzieli sina rne elementy, tzn.:

pasy ksztatownika stalowego,

rodnik (czci dolne i grne) ksztatownika stalowego,

prty zbrojeniowe,

osonbetonow.

Do kadej z tych czci przekroju poprzecznego odnosz si proste reguydefiniujce wpyw temperatury i pozwalajce na obliczenie zredukowanejwytrzymaoci charakterystycznej w funkcji standardowej ognioodpornociR30, R60, R90 lub R120.

Szczegowe informacje podano w normie EN 1994-1-2, 4.3.4.

5.4 Szczegowe zasady projektowania budynkwjednokondygnacyjnychW wielu krajach europejskich zmieniono ostatnio krajowe przepisy

przeciwpoarowe, wprowadzajc w przypadku jednokondygnacyjnych budynkwmagazynowych i przemysowych o wysokim zagroeniu poarowym (duychobcieniach ogniowych) specjalne wymagania w zakresie bezpieczestwadotyczce zachowania si konstrukcji, jako alternatyw dla standardowychwymaganormatywnych. Wymagane jest spenienie nastpujcych kryteriwzwizanych z zachowaniem konstrukcji budynkw magazynowychi przemysowych (konstrukcji nonej, elementw elewacji, pokrycia dachowegoi cian przeciwpoarowych) w celu zapewnienia odpowiedniego bezpieczestwaosobom przebywajcym w budynku i straakom:

W przypadku wystpienia poaru w jednej z komrek budynku jegokonstrukcja (w tym elementy elewacji) nie moe zawalisina zewntrz.

W przypadku wystpienia poaru w jednej z komrek budynku zniszczeniemiejscowe komrki nie moe prowadzido zniszczenia ssiednich komrek.

Aby wspomc projektowanie budynkw magazynowych i przemysowycho konstrukcji stalowej mona korzysta z kilku prostych metodobliczeniowych[5,6]. Metody te pozwalaj projektantowi w prosty sposbwykaza, e zachowanie konstrukcji stalowej tych budynkw w warunkach poaruspeniapodane wyej kryteria. Metody zaimplementowano w oprogramowaniuLUCA[15].


43/80


7 - 35

Metody obliczeniowe umoliwiajprojektantowi:

Oszacowanie siwywoanych przez zniszczenie nagrzanej czci konstrukcji.Siy te naley wykorzysta jako dodatkowe obcienie poziome w celusprawdzenia statecznoci tej czci ramy, ktra pozostaje chodna podczas

poaru. T cz mona oceni za pomoc narzdzi projektowychsucych do analizy konstrukcji w warunkach normalnych.

Okrelenie maksymalnych przemieszcze poziomych powstajcych nakocach strefy objtej poarem. Przemieszczenia te wykorzystywane sw celu zapewnienia, e ruchy konstrukcji w przypadku poaru nie bdmiay niekorzystnego wpywu na statecznocian przeciwpoarowych anielewacji budynku. Metody obliczeniowe uyte do tej weryfikacji zaleodrodzaju cian (takich jak wykonane z betonu lekkiego, betonu zbrojonego,

pustakw, blachy stalowej z izolatorem, okadziny tynkowej, cegie itp.)i ich poczenia z ramstalow.

Przy uyciu tych metod mona projektowanastpujce budynki:

Budynki magazynowe i przemysowe o konstrukcji stalowej. Stalowe ramyportalowe wykonane ze standardowych dwuteownikw lub dwuteownikw

szerokostopowych walcowanych na gorco bd rwnowanych blachownicspawanych, albo ramy stalowe zbudowane z belek kratowych ze supamiwykonanymi ze standardowych dwuteownikw lub dwuteownikw

szerokostopowych walcowanych na gorco bdrwnowanych blachownicspawanych.

Budynki magazynowe i przemysowe o konstrukcji opartej na ramachportalowych, podzielonej na kilka komrek oddzielonych od siebie cianamiprzeciwpoarowymi. ciany te mogbyalbo prostopade, albo rwnolegedo stalowych ram portalowych (patrz rysunek 5.8).

Metody te opracowano z mylo budynkach magazynowych i przemysowych,lecz mona je zastosowa rwniew przypadku innych rodzajw budynkw

jednokondygnacyjnych.

ciana przeciwpoarowaprostopada do ramy stalowej

ciana przeciwpoarowarwnolega do ramystalowej

Rysunek 5.8 Usytuowanie ciany przeciwpoarowej w stosunku do ramstalowych


44/80


7 - 36

Metody obliczeniowe (patrz punkt5.5) wymagane s jedynie, gdy cianyprzeciwpoarowe s prostopade do ram stalowych budynku, a wysokobudynku przekracza 20 m5. Gdy ciany przeciwpoarowe s rwnolege doram stalowych, mona w prosty sposb unikn ryzyka zawalenia sikonstrukcji na zewntrz i zniszczenia postpujcego (midzy rnymi strefami

poarowymi), stosujc sido zalecepodanych w punkcie 5.5.3.

5.5 Uproszczone metody obliczenioweNa rysunku 5.9 pokazano schemat blokowy przedstawiajcy uproszczonemetody obliczeniowe.

Tak

Nie

Nie

Tak

(*) Dla wszystkich moliwych scenariuszy poarw zgodnie z ukadem budynku

Hala przemysowa

Sprawdzenie modeluzniszczenia

Wybr scenariusza poarowego(*)

(patrz rysunek 5-14)

Wyliczenie przemieszczenia konstrukcji stalowej i(patrz wyraenie (30))

Wyliczenie siy rozcigajcej Fi(patrz wyraenie (29))

Sprawdzenie zgodnoci przemieszcze- Konstrukcji stalowej i elem entw dziaowych- Konstrukcji stalowej i elem entw fasady

Sprawdzenie statecznoci zimnychczci konstrukcji stalowej

w stanach granicznych nonoci

Koniecsprawdzania

Tak

Zmiana w konstrukcjistalowej

Zmiana w projekcie elementwdziaowych lub elementw fasadyw celu zapewnienia zgodnociprzemieszcze

Nie

Czy jest to prosta, pojedynczarama portalowa?

Zalecenia projektoweu dou kolumn

(patrz kocowa cz5.6.2)

Tak

Rysunek 5.9 Schemat blokowy zastosowania metod obliczeniowych

Obliczenia siy rozcigajcej i przemieszcze bocznych na kocach strefypoarowej musz zosta wykonane dla wszystkich moliwych scenariuszypoarowych. Przykady scenariuszy zamieszczono w punkcie 5.5.3. Metodyobliczeniowe podano w punktach 5.5.1 oraz 5.5.2.


45/80


7 - 37

5.5.1 Sia rozcigajca na kocach strefy poarowej

m1= 1 m2= 2n= 1

K2F F

l

K1

Rysunek 5.10 Pozioma sia rozcigajca na kocach strefy poarowej

Podczas powstania poaru w strefie poarowej budynku wartopoziomej siyrozcigajcej F na kocach strefy wystpujcej na skutek zawalenia sikonstrukcji dachu (patrz rysunek 5.10) i potrzebnej do weryfikacji statecznociczci zimnej konstrukcji mona obliczyze wzoru:

lqncF effp= (29)

gdzie:

pc jest wspczynnikiem empirycznym (zalenym od nachylenia dachu

i rodzaju konstrukcji stalowej);

=

FramesLatticefor

FramesPortalfor

45,1

slope10%for10,1

slope5%for16,1

slope0%for19,1

pc

neff jest wspczynnikiem zwizanym z cakowitliczbnawo podwyszonej temperaturze nw strefie poaru (patrz tabela 5.4);

q jest obcieniem o rozkadzie liniowym dziaajcym na dach [N/m](rwnym gstoci obcienia pomnoonej przez odstp pomidzyramami) przyoonym do belki i obliczanym w sytuacji poaru(q= G+ 1 Sn), gdzie Gjest obcieniem staym, cznie z ciaremwasnym ramy stalowej oraz nadmiernymi obcieniami instalacj,Snjest obcieniem niegiem, a 1jest wspczynnikiem obcieniazgodnie ze wspczynnikami kombinacji obcie okrelonymiw normie EN 1990 oraz w odpowiednich Zacznikach krajowych;

l jest rozpitocinawy o podwyszonej temperaturze poczonej zesupem [m].

Tabela 5.4 Wartoci wspczynnika neff

Liczba nawobjtychpoarem

Rama portalowa Rama kratowa

Miejsce strefy objtej poarem Miejsce strefy objtej poarem

koniec rodek koniec rodek

n= 1 neff= 0,5 neff= 1,0 neff= 0,6 neff= 1,0

n2 neff= 1,0 neff= 2,0 neff= 1,0 neff= 1,0

w przypadku ram portalowych,

w przypadku ram kratowych,


46/80


7 - 38

W przypadku supw ramy stalowej podpierajcych rozgraniczajc cianprzeciwpoarow, supy (z odpowiednio solidnpodstaw) naley zaprojektowatak, aby byy odporne na dziaanie siy poziomej obliczonej wedug rwnania (29),ale przy zastosowaniu wspczynnika neff = 1,0.

5.5.2 Przemieszczenia boczne na kocach strefy poarowejW przypadku wystpienia poaru ruchy stalowych konstrukcji jedno-kondygnacyjnych mogwynosikilkadziesit centymetrw, co moe prowadzido zniszczenia elewacji bdelementw dziaowych, jeeli nie sone dostatecznie

plastyczne lub odpowiednio utwierdzone. Zatem istotne jest, aby elementy

elewacji oraz ciany przeciwpoarowe pozostajce w kontakcie z konstrukcjstalow odpowiaday przemieszczeniom bocznym na kocach stref poarowychoraz zachoway integralno w celu uniknicia zawalenia si na zewntrzi postpujcego zniszczenia konstrukcji pomidzy poszczeglnymi strefami

poarowymi.

Maksymalne przemieszczenia boczne i(i= 1, 2) wystpujce przy wierzchokachsupw znajdujcych sina kocach strefy poarowej moe zostaobliczone

przy uyciu nastpujcego wzoru (patrz rysunek 5.11):

=

buildingtheofmiddlein theisfirewhen the;Max

buildingtheofendat theisfirewhen the

tht

tht

ii

i

i

K

Fnlc

K

K

nlcK

K

(30)

gdzie:

n jest liczbnaw o podwyszonej temperaturze,

Ki jest rwnowansztywnocibocznrozwaanej czciikonstrukcji [N/m],

Kt jest sztywnocirwnowan(zalenod sztywnocirwnowanych 1K oraz 2K ) wyraonwzorem:

21

21t

KK

KKK

+=

l jest rozpitocijednej nawy o podwyszonej temperaturze

poczonej ze supem [m],

F jest sirozcigajc[N],

cth jest wspczynnikiem empirycznym (zalenym od nachyleniadachu i rodzaju konstrukcji stalowej),

=

FramesLatticefor

FramesPortalfor

009,0

slope10%dla015,0

slope5%dla011,0

slope0%dla01,0

thc

gdy poar zlokalizowany jestw kocowej czci budynku,

gdy poar zlokalizowany jestw rodkowej czci budynku,

w przypadku ram portalowych,

w przypadku ram kratowych.


47/80


7 - 39

Sztywnoboczna Kw przypadku poaru wystpujcego w rodkowejczci ramy

Jeeli strefa poarowa znajduje si porodku ramy, jak zilustrowano narysunku 5.11, wspczynniki K1 oraz K2 naley wyliczy przy zastosowaniumetody sprystej.

1 2

m1= 1 m2= 2n= 1

K2K1

Rysunek 5.11 Poar umiejscowiony w komrce w rodkowej czci budynku

Jednak w przypadku zwykych ram stalowych (standardowa rozpito, rwneprofile stalowe od jednego przsa do drugiego) rwnowana sztywno boczna

iK po kadej stronie poaru moe bywyliczona w przyblieniu zgodnie z liczb

zimnych przsepo danej stronie (mi) za pomocnastpujcych zalenoci:

==

2for

1for

i

ii

mck

mkK (31)

)6,0

1(

21

12

22

1

)(

12

21

przy

c

b

3

c

h

f

l

fh

I

I

j

im

j

jc

fh

EIk

+

=

++

=+=

++=

(32)

gdzie dla kadej strony kolejno (i= 1, 2):

h jest wysokocisupw,

f jest wysokocibelki kalenicowej,

L jest rozpitociprzsa,

Iy jest geometrycznym momentem bezwadnoci powierzchni belkiwzgldem osi,

Iy jest geometrycznym momentem bezwadnoci powierzchni supawzgldem osi,

E jest moduem sprystoci stali w warunkach normalnej temperatury.


48/80


7 - 40

l l

f

h

mi=2

Ib

Ic

Rysunek 5.12 Definicja parametrw czci zimnych po stronie iramy

Sztywnoboczna Kw przypadku poaru wystpujcego w kocowejczci ramy

Jeeli strefa poarowa znajduje siw kocowej czci ramy, wspczynnikK2naley wyliczyjak w przypadku poaru w strefie rodkowej. WspczynnikK1,okrelany jako sztywnoboczna ramy stalowej podgrzanej strefy poarowej,naley obliczyw nastpujcy sposb:

=

>

==

=

kratowych,ramprzypadkuw2dla3,0

1dla2,0

h,portalowycramprzypadkuw

2dla13,0

2dla13,0

1dla065,0

2

2

1

nK

nK

nkc

nk

nk

K (33)

gdzie koraz csobliczane z wyraenia (32) ze wspczynnikiem m1= n1,gdzie njest liczbnaw o podwyszonej temperaturze, jak pokazano na rysunku 5.13.

K11 2

n= 1 m2= 3

K2

Rysunek 5.13 Poar w strefie w kocowej czci budynku

5.5.3 Przykadowe scenariusze poarowe

Powysze obliczenia naley wykona w przypadku wszystkich moliwychscenariuszy poarowych. Scenariusze te sokrelane w zalenoci od ukadu

budynku magazynowego (konstrukcji i cian dziaowych), jak zilustrowano naprzykadzie na rysunku 5.14.


49/80


7 - 41

Ukad budynku magazynowego: 5 przsei 3 komrki

Komrka 1 Komrka 2 Komrka 3

cianaprzeciwpoarowa

cianaprzeciwpoarowa

Scenariusz 1: poar w komrce 1



Naley rozway3 scenariusze poarowe

Rysunek 5.14 Scenariusze poarowe

Documents

SSB07 Inzynieria pozarowa