Betonové konstrukce (S)

Betonové konstrukce (S) Přednáška 10

Obsah 

Navrhování betonových konstrukcí na účinky požáru Tabulkové údaje - nosníky Tabulkové údaje - desky Tabulkové údaje - sloupy (metoda A, metoda B, štíhlé sloupy dle přílohy C normy 1992-1-2)  Tabulkové údaje - stěny  Tabulkové údaje - tažené prvky   

1



Tabulkové údaje - nosníky 

Nosná funkce (kriterium R) je zajištěna splněním podmínek: ℎ ≥ ℎ𝑚𝑖𝑛 𝑎 ≥ 𝑎𝑚𝑖𝑛 𝑏 ≥ 𝑏𝑚𝑖𝑛 𝑏𝑤 ≥ 𝑏𝑤,𝑚𝑖𝑛 𝑑𝑒𝑓𝑓 ≥ 𝑑1 + 0,5𝑑2 ≥ 𝑑𝑚𝑖𝑛 (u nosníku tvaru I)

2



Tabulkové údaje - nosníky 



Otvory ve stojinách nosníků neovlivní požární odolnost, pokud pro zbývající plochu průřezu prvku v tahové oblasti 𝐴𝑐 platí 2 𝐴𝑐 = 2𝑏𝑚𝑖𝑛 kde 𝑏𝑚𝑖𝑛 je uvedeno v tab. 5.5 Osová vzdálenost 𝑎𝑠𝑑,𝑙𝑖𝑚 spodních rohových prutů od bočního líce při pouze jedné vrstvě výztuže se má zvětšit zvětšit o 10 mm až do šířky nosníku uvedené:  u prostě podepřených nosníků ve sloupci 4 tabulky 5.5  u spojitých nosníků uvedené ve sloupci 3 tabulky 5.6 𝑎𝑠𝑑 ≥ 𝑎𝑠𝑑,𝑚𝑖𝑛 (z důvodu vyšší teplotní koncentrace )

3



Tabulkové údaje - nosníky

Prostě podepřené nosníky Nejmenší rozměry a osové vzdálenosti výztuže od povrchu pro prostě podepřené nosníky ze žb a předpjatého betonu (tab. 5.5 EN1992-1-2) platí v ČR

viz zásady v úvodu 4




Spojité nosníky Nejmenší rozměry a osové vzdálenosti výztuže od povrchu pro spojité nosníky ze žb a předpjatého betonu (tab. 5.6 EN1992-1-2) platí v ČR

viz zásady v úvodu 5




Spojité nosníky Jsou-li dodrženy následující podmínky, platí hodnoty uvedené v tab. 5.6, jinak platí tabulka 5.5 pro prosté nosníky redistribuce ohybových momentů za běžné teploty nepřekročí 15%, (případně, při redistribuci > 15 %, je zajištěna dostatečná rotační kapacita v podporách pro požadovanou požární odolnost)  pro požadovanou požární odolnost R 90 a vyšší je nad každou vnitřní podporou až do vzdálenosti 0,3𝑙𝑒𝑓𝑓 od středu podpory provedena výztuž o minimální ploše 

𝐴𝑠,𝑟𝑒𝑞,𝑓𝑖 𝑥 = 𝑚𝑎𝑥 𝐴𝑠,𝑟𝑒𝑞 0 1 − 2,5𝑥/𝑙𝑒𝑓𝑓 ; 𝐴𝑠,𝑟𝑒𝑞 𝑥

pro 𝑥 ≤ 0,3𝑙𝑒𝑓𝑓

𝑥 je vzdálenost od uvažovaného průřezu ke středu podpory, 𝐴𝑠,𝑟𝑒𝑞 0 požadovaná průřezová plocha horní výztuže nad podporou podle EN 1992-1-1; 𝐴𝑠,𝑟𝑒𝑞 𝑥 požadovaná průřezová plocha horní výztuže v místě 𝑥 podle EN 1992-1-1 𝑙𝑒𝑓𝑓 účinná délka rozpětí; pokud je účinná délka sousedních polí větší, má se použít tato hodnota. 6




Spojité nosníky Nejmenší rozměry a osové vzdálenosti výztuže od povrchu pro prostě podepřené nosníky ze žb a předpjatého betonu (tab. 5.5 EN1992-1-2)

7




Spojité nosníky pro spojité nosníky s nesoudržnou předpínací výztuží celkovému zápornému momentu nad mezilehlou podporou při požární situaci odolává soudržná výztuž  pokud se neprokáže, že nenastane explosivní odštěpování, musí být u spojitých nosníku tvaru I tloušťka stojiny 𝑏𝑤 do vzdálenosti 2ℎ od mezilehlé podpory větší nebo rovna příslušné hodnotě 𝑏𝑚𝑖𝑛 uvedené ve sloupci 2 tabulky 5.6  pokud jsou splněny obě z podmínek 





styčník ani nosník u krajní podpory nejsou schopné odolávat ohybovým momentům posouvající síla v první mezilehlé podpoře 𝑉𝐸𝑑 > 1/3𝑉𝑅𝑑,𝑚𝑎𝑥

je třeba pro požadovanou požární odolnost R 120 a vyšší zvětšit požadované hodnoty 𝑏𝑚𝑖𝑛 a 𝑏𝑤,𝑚𝑖𝑛 dle tab.5.7 To má zabránit porušení betonu tlakem nebo smykem nad první mezilehlou podporou. 8




Nosníky vystavené požáru ze všech stran 

Platí předchozí uvedené tabulky 5.5, 5.6 a 5.7 pokud  výška nosníku je větší nebo rovna příslušné hodnotě 𝑏𝑚𝑖𝑛 2  průřezová plocha nosníku 𝐴𝑐 splňuje podmínku 𝐴𝑐 ≥ 2𝑏𝑚𝑖𝑛

9



Tabulkové údaje - desky 

požárně dělící funkce (kriterium EI) je zajištěna splněním podmínky: ℎ𝑠 ≥ ℎ𝑚𝑖𝑛 kde ℎ𝑚𝑖𝑛 je tloušťka desky uvedená v příslušné tabulce (EN 1992-1-2) ℎ je tloušťka desky:  v četně povrchových vrstev (tl. hořlavých vrstev se nezahrnuje) v případě použití tab. 5.8, není-li uvedeno jinak  bez povrchových vrstev v ostatních případech

10



Tabulkové údaje - desky 

Nosná funkce (kriterium R) je zajištěna splněním podmínky: ℎ𝑠 ≥ ℎ𝑚𝑖𝑛 𝑎 ≥ 𝑎𝑚𝑖𝑛 kde ℎ𝑚𝑖𝑛 a 𝑎𝑚𝑖𝑛 jsou hodnoty z příslušné tabulky EN 1992-1-2 ℎ je tloušťka žb desky (bez vrstev podlahy) 𝑎 je osová vzdálenost výztuže (ev. 𝑎𝑚 u výztuže ve více vrstvách)



Hodnoty ℎ𝑚𝑖𝑛 a 𝑎𝑚𝑖𝑛 platí za předpokladu splnění dalších doplňujících podmínek a omezení. Liší se podle typu desek :  prostě podepřené plné desky  spojité plné desky  desky lokálně podepřené  žebrové desky

11



Tabulkové údaje - desky

Prostě podepřené plné desky platí pro desky pnuté v jednom směru i ve dvou směrech Nejmenší rozměry a osové vzdálenosti výztuže od povrchu pro žb a předpjaté prostě podepřené desky pnuté v jednom a ve dvou směrech (tab.5.8 EN 1992-1-2) 

viz zásady v úvodu

12




Spojité plné desky  platí hodnoty uvedené v tab. 5.8 (sloupec 2 a 4) pro desky pnuté v jednom směru i ve dvou směrech  redistribuce momentů v návrhu při běžné teplotě nesmí překročit 15%, jinak se každé pole posuzuje jako prostě podepřená deska (sloupec 2,3,4 nebo5)  pro požadovanou požární odolnost R 90 a vyšší má být nad každou vnitřní podporou až do vzdálenosti 0,3𝑙𝑒𝑓𝑓 od středu podpory provedena výztuž o minimální ploše 𝐴𝑠,𝑟𝑒𝑞,𝑓𝑖 𝑥 , viz nosníky, jinak se každé pole posuzuje jako prostě podepřená deska (sloupec 2,3,4 nebo5)

13




Spojité plné desky  Nad mezilehlými podporami má být provedena minimální nosná výztuž 𝐴𝑠 ≥ 0,005𝐴𝑐 pokud platí některá z těchto podmínek:  



je použita výztuž tvářená za studena; jedná se o spojitou desku o dvou polích, u které není v krajních podporách bráněno v pootočení návrhu se neuvažuje možnost redistribuce účinku zatížení kolmo k rozpětí, např. vnitřními stěnami nebo jinými podporami ve směru rozpětí (viz obrázek 5.8).

14




Desky lokálně podepřené 

Pokud redistribuce momentů nepřekročí 15% platí hodnoty uvedené v tab. 5.9. V ostatních případech se 𝑎𝑚𝑖𝑛 stanoví z tab. 5.8, sloupec 3 a ℎ𝑚𝑖𝑛 se stanoví z tab. 5.9.



Pro REI 90 a vyšší musí v obou směrech probíhat přes celé rozpětí minimálně 20 % veškeré horní výztuže požadované nad podporami při návrhu za běžné teploty. Tato výztuž se umístí ve sloupových pruzích.



Pro EI se do tloušťky desky nezahrnují povrchové vrstvy podlahy.



Osová vzdálenost 𝑎 označuje osovou vzdálenost dolní vrstvy výztuže od povrchu.

15




Desky lokálně podepřené Nejmenší rozměry a osová vzdálenost výztuže od povrchu pro železobetonové a předpjaté desky lokálně podepřené (Tab. 5.9 EN 1992-1-2)

16




Žebrové desky Pro žebrové desky pnuté v jednom směru platí pravidla:  žebra se posoudí podle pravidel pro prostě podepřené nebo spojité nosníky  deska (příruba) se posoudí dle pravidel pro desky tab. 5.8 sloupec 2 a 5.  Pro žebrové desky pnuté ve dvou směrech platí příslušná ustanovení normy a tabulky 5.11 a 5.12 (zde neuváděné), viz EN 1992-1-2 

17



Tabulkové údaje - sloupy

Sloupy 

Dvě metody:  metoda A  metoda B

Tabulkové hodnoty jsou uvedeny pouze pro ztužené konstrukce (tj. sloupy, které nepřenášejí vodorovná zatížení).  Tabulkové hodnoty pro neztužené konstrukce by měly být v národní příloze příslušného státu (zatím nejsou). 



Metoda pro štíhlé sloupy uvedená v Příloze C (EN 1992-1-2)

18




Sloupy - metoda A Pro sloupy namáhané převážně tlakem  Hodnoty 𝑏𝑚𝑖𝑛 a 𝑎𝑚𝑖𝑛 v tabulce 5.2a platí pokud:  účinná délka sloupu pro požární situaci 𝑙𝑜,𝑓𝑖 ≤ 3𝑚 



předpokládá se, že 𝑙𝑜,𝑓𝑖 = 𝑙𝑜



při R>R30 lze uvažovat 𝑙𝑜,𝑓𝑖 = 0,5𝑙 pro mezilehlá podlaží 0,5𝑙 ≤ 𝑙𝑜,𝑓𝑖 ≤ 0,7𝑙 pro nejvyšší podlaží kde l je skutečná délka sloupu (ze středu na střed)



výstřednost prvního řádu pro požární situaci 𝑒 =



kde 𝑒𝑚𝑎𝑥 = 𝑚𝑖𝑛 0,15ℎ; 𝑏 plocha podélné výztuže 𝐴𝑠 < 0,04𝐴𝑐

𝑀0𝐸𝑑,𝑓𝑖 𝑁0𝐸𝑑,𝑓𝑖

≤ 𝑒𝑚𝑎𝑥

19




Sloupy - metoda A 

Tabulka zavádí tzv. stupeň využití 𝜇𝑓𝑖 =

𝑁𝐸𝑑,𝑓𝑖 𝑁𝑅𝑑

kde 𝑁𝐸𝑑,𝑓𝑖 je návrhová hodnota normálové síly při požární situaci 𝑁𝑅𝑑

je návrhová únosnost sloupu při běžné teplotě včetně účinků druhého řádu stanovená pro počáteční výstřednost rovnou výstřednosti 𝑁𝐸𝑑,𝑓𝑖

20




Sloupy - metoda A Nejmenší rozměry sloupu a osové vzdálenosti výztuže od povrchu pro sloupy s pravoúhlým nebo kruhovým průřezem (tab. 5.2a normy EN1992-1-2)

POZNÁMKA Tabulka 5.2a je založena na doporučené hodnotě 𝛼𝑐𝑐 =1,0.

21




Sloupy - metoda A 

Jiné hodnoty pro tabulkové údaje lze dopočítat dle následujících vztahů:

22




Sloupy - metoda A

Pro výstřednost prvního řádu pro požární situaci platí meze platnosti uvedené v předchozím slide (metoda A)

23




Sloupy - metoda B 

Tabulka 5.2b platí pouze pro sloupy pokud:  štíhlost sloupu pro požární situaci λ𝑓𝑖 ≤ 30 kde λ𝑓𝑖 =𝑙𝑜,𝑓𝑖 /𝑖 

předpokládá se, že λ𝑓𝑖 = λ



při R>R30 lze uvažovat 𝑙𝑜,𝑓𝑖 = 0,5𝑙 pro mezilehlá podlaží 0,5𝑙 ≤ 𝑙𝑜,𝑓𝑖 ≤ 0,7𝑙 pro nejvyšší podlaží kde l je skutečná délka sloupu (ze středu na střed) 𝑖 je nejmenší poloměr setrvačnosti průřezu



výstřednost prvního řádu pro požární situaci 𝑒 =

𝑀0𝐸𝑑,𝑓𝑖 𝑁0𝐸𝑑,𝑓𝑖

≤ 𝑒𝑚𝑎𝑥

kde 𝑒𝑚𝑎𝑥 = 𝑚𝑖𝑛 0,25𝑏; 100𝑚𝑚  U sloupů, kde 𝐴𝑠 < 0,02𝐴𝑐 , se pro požární odolnost vyšší než 90 minut požaduje rovnoměrné rozdělení výztužných prutů po stranách průřezu. 24




Sloupy - metoda B 

hodnoty v tabulce závisí na:  zatížení n při běžné teplotě, které je dáno vztahem: 𝑛 = 𝑁0,𝐸𝑑,𝑓𝑖 / 0,7 𝐴𝑐 𝑓𝑐𝑑 + 𝐴𝑠 𝑓𝑦𝑑 𝑁0,𝐸𝑑,𝑓𝑖 lze uvažovat hodnotou 0,7𝑁0,𝐸𝑑 (η𝑓𝑖 ,= 0,7) pokud není redukční součinitel pro zatížení η𝑓𝑖 spočítan explicitně 

mechanickém stupni vyztužení při běžné teplotě 𝐴𝑠 𝑓𝑦𝑑 ω= 𝐴𝑐 𝑓𝑐𝑑

. Poznámka: Pro mezilehlé hodnoty v tabulce lze použít interpolaci. Pokud jsou uvedené dvě kombinace hodnot 𝑏𝑚𝑖𝑛 /𝑎𝑚𝑖𝑛 je postačující, pokud je splněna alespoň jedna z nich, ev. jedna kombinace ležící mezi nimi stanovená lineární kombinací. 25




Sloupy - metoda B Nejmenší rozměry a osové vzdálenosti výztuže od povrchu pro železobetonové sloupy s pravoúhlým nebo kruhovým průřezem (tab. 5.2b normy EN1992-1-2) .

26




Sloupy - metoda pro štíhlé sloupy (příloha C normy) 

Tabulky C1 až C9 v normě platí pro sloupy:  ve ztužených konstrukcích při vystavení normovému požáru  o šířce až do 600 mm  štíhlosti až do λ = 80  při R>R30 lze uvažovat 𝑙𝑜,𝑓𝑖 = 0,5𝑙 pro mezilehlá podlaží 0,5𝑙 ≤ 𝑙𝑜,𝑓𝑖 ≤ 0,7𝑙 pro nejvyšší podlaží

kde l je skutečná délka sloupu (ze středu na střed)  zatížení 𝑛 a mechanický stupeň vyztužení ω viz. metoda B  Tabulky jsou difencované pro malý, střední a velký moment prvního řádu pro mechanický stupeň vyztužení 0,1, 0,5 a 1,0  Je možná lineární interpolace mezi tabulkami pro různé sloupy

27




Sloupy - metoda pro štíhlé sloupy (příloha C normy) Nejmenší rozměry a osové vzdálenosti výztuže od povrchu pro železobetonové sloupy s pravoúhlým nebo kruhovým průřezem. Mechanický stupeň vyztužení = 0,1. Malý moment prvního řádu: e = 0,025b, e ≥ 10 mm (tab.C.1 EN 1992-1-2)

(ukázka tabulky)

28



Tabulkové údaje - stěny

Stěny - Nenosné dělící stěny platí pro ztužené kontrukce  pokud se požaduje pouze splnění kriteria EI, platí následující tabulka pro omezení tloušťky  aby se zabránilo nadměrné teplotní deformaci a následnému porušení celistvosti mezi stěnou a deskou, nemá poměr světlé výšky stěny k tloušťce stěny přesáhnout 40. 

Nejmenší tloušťka nenosných dělících stěn (tab. 5.3 EN 1992-1-2)

29




Stěny - Nosné plné stěny platí následující tabulka  Platí zásady pro nenosné dělící stěny  Nejmenší tloušťky uvedené v tab. lze použít i stěny z prostého betonu Nejmenší rozměry a osové vzdálenosti výztuže od povrchu pro nosné železobetonové stěny (tab. 5.4 EN 1992-1-2) 

viz sloupy

30




Stěny - Požární stěny 

Pokud má požární stěna splňovat, kromě požadavků EI a R uvedených v předchozím i odolnosti vůči nárazu (kritérium M), má být nejmenší tloušťka stěny z obyčejného betonu nejméně  200 mm pro nevyztuženou stěnu,  140 mm pro vyztuženou nosnou stěnu,  120 mm pro vyztuženou nenosnou stěnu a osová vzdálenost výztuže od povrchu nosné stěny nemá být menší než 25 mm.

31




Tažené prvky Požární odolnost tažených železobetonových nebo předpjatých prvků lze považovat za odpovídající pokud se použijí hodnoty uvedené v tabulce 5.5 společně s následujícími pravidly:  Pokud nadměrné teplotní protažení tažených prvků ovlivní únosnost konstrukce, je nezbytné snížit teplotu výztuže v taženém prvku na 400 °C.  osová vzdálenost výztuže od povrchu uvedená v tabulce 5.5 se upraví ∆𝑎 = 0,1(500 − θ𝑐𝑟 )  mají zvětšit rozměry průřezu, a to zvětšením nejmenší šířky taženého prvku nebo tažené oblasti nosníku podle vztahu 𝑏𝑚𝑜𝑑 = 𝑏𝑚𝑖𝑛 + 0,8(400 − 𝜃𝑐𝑟 )  Pro posouzení redukovaného protažení je třeba použít materiálové vlastností uvedené s vlivem teploty. 2  Průřezová plocha tažených prvků 𝐴𝑐 nemá být menší než 𝐴𝑐 ≥ 2𝑏𝑚𝑖𝑛 , kde 𝑏𝑚𝑖𝑛 je nejmenší šířka prvku uvedená v tabulce 5.5

32

Betonové konstrukce (S)

Recommend Documents