Ocelobetonové stropní konstrukce vystavené požáru Poznatky z požárů
Obsah lekce • Úvod • Zkoušky v Cardingtonu – Nosník v konstrukci – Jedna vazba – Požární úsek v rohu budovy – Demonstrační zkouška
• Požár budovy Broadgate
Poznatky z požárů
2
Zkoušky v Cardingtonu Zkoušky v Cardingtonu
• Osmipodlažní ocelobetonová budova • Požární zkoušky 1995 - 2003
Nosník v konstrukci Jedna vazba Požární úsek v rohu budovy Demonstrační zkouška
Přípoj stropnice na průvlak
Požár budovy Broadgate
Přípoj nosníků na sloup Poznatky z požárů
3
Zkoušky v Cardingtonu Zkoušky v Cardingtonu Nosník v konstrukci Jedna vazba Požární úsek v rohu budovy Demonstrační zkouška
Požár budovy Broadgate
• Hlavní parametry budovy – Délka - 42 m, pět rozpětí po 9 m – Hloubka - 21 m, tři rozpětí, 6 m, 9 m a 6 m – Výška podlaží – 4,2 m – Průřezy - imperiální nosníky UB sloupy UC – Ocelobetonová deska – lehký beton výšky 130 mm v trapézovém plechu – Plocha výztuže desky 142 mm² – Přípoje
– stropnice na průvlak - deskou na stojině – průvlak/stropnice na sloup - krátkou čelní deskou
– Zatížení – pytli s pískem Poznatky z požárů
4
Nosník v konstrukci Zkoušky v Cardingtonu Nosník v konstrukci
• Rozpětí 9,0 m • Zahřívání plyn. hořáky podle nominální norm. křivky
Jedna vazba Požární úsek v rohu budovy Demonstrační zkouška
Požár budovy Broadgate
Poznatky z požárů
5
Nosník v konstrukci • Výsledky
Nosník v konstrukci
250
1000
Jedna vazba
200
800
150
600
Demonstrační zkouška
Požár budovy Broadgate
Průhyb (mm)
Požární úsek v rohu budovy
100 50 0
0
20
40
60
Svislý průhyb
400
Nejvyšší teplota
200
0 80 100 120 140 160 180 200
• Pozorováno – Nejvyšší teplota 900 °C – Průhyby nosníku < 250 mm Poznatky z požárů
Teplota (°C)
Zkoušky v Cardingtonu
Čas (min)
6
Nosník v konstrukci
Nosník v konstrukci Jedna vazba Požární úsek v rohu budovy Demonstrační zkouška
Požár budovy Broadgate
• Porovnání průhybu nosníku v konstrukci a volně uloženého nosníku na peci Průhyb (% rozpětí)
Zkoušky v Cardingtonu
3,0
1/30 rozpětí 2,0
V konstrukci
1,0
Volně na peci 0
0
200
400
600
800
1000
Teplota (°C) ‒ Nosník v konstrukci se neporušil ‒ Nosník volně na peci se porušil při 650 °C Poznatky z požárů
7
Jedna vazba Zkoušky v Cardingtonu Nosník v konstrukci
• Zkouška nosníků napříč objektem • Zahřívání plyn. hoř. podle nominální normové křivky
Jedna vazba Požární úsek v rohu budovy Demonstrační zkouška
Požár budovy Broadgate
Poznatky z požárů
8
Jedna vazba •
Výsledky 400
Nosník v konstrukci
Největší průhyb Teplota sloupu
350 Jedna vazba
300
Průhyb (mm)
Požární úsek v rohu budovy Demonstrační zkouška
•
800
250
600
200 400
150 100
200
50 0
Požár budovy Broadgate
1000
0
50
100
150
200
250
0 350 Čas (min)
Teplota sloupu (°C)
Zkoušky v Cardingtonu
300
Pozorování – Nejvyšší teplota nosíku 750 °C – Průhyb nosníku 300 mm Poznatky z požárů
9
Jedna vazba Zkoušky v Cardingtonu
• Trvalý průhyb nosníků
Nosník v konstrukci Jedna vazba Požární úsek v rohu budovy Demonstrační zkouška
Požár budovy Broadgate
• Zkrácení nechráněné části sloupu
Poznatky z požárů
10
Požární úsek v rohu budovy Zkoušky v Cardingtonu
• Ohřev latěmi z měkkého dřeva
Nosník v konstrukci Jedna vazba Požární úsek v rohu budovy Demonstrační zkouška
Požár budovy Broadgate
Poznatky z požárů
11
Požární úsek v rohu budovy Zkoušky v Cardingtonu
•
Požární úsek před zkouškou
Nosník v konstrukci Jedna vazba Požární úsek v rohu budovy Demonstrační zkouška
Požární zatížení 45 kg/m² Stěny požárního úseku
Požár budovy Broadgate
Poznatky z požárů
12
Požární úsek v rohu budovy Zkoušky v Cardingtonu Nosník v konstrukci Jedna vazba Požární úsek v rohu budovy
Deformace podlahy po požáru
Demonstrační zkouška
Během požáru Požár budovy Broadgate
Poznatky z požárů
13
Nosník v konstrukci Jedna vazba Požární úsek v rohu budovy Demonstrační zkouška
Požár budovy Broadgate
600
1200
500
1000
Průhyb
400
800 600
300
Teplota
200
400 200
100 0
0
50
100
150
200
250
300
0 350
Teplota dolní pásnice (°C)
Zkoušky v Cardingtonu
Průhyb ve středu (mm)
Požární úsek v rohu budovy
Čas (min)
• Teplota dolní pásnice nosníku asi 1014 °C • Průhyb ve středu rozpětí přes 428 mm Poznatky z požárů
14
Požární úsek v rohu budovy Zkoušky v Cardingtonu
•
Konstrukce po požáru
Nosník v konstrukci Jedna vazba Požární úsek v rohu budovy Demonstrační zkouška
Deformovaná stropní deska
Nosníky u požárně chráněného sloupu
Požár budovy Broadgate
•
Závěry – Nebylo pozorováno porušení budovy, pouze zahřátí prvků konstrukce Poznatky z požárů
15
Demonstrační zkouška Zkoušky v Cardingtonu Nosník v konstrukci
• Plocha požárního úseku 130 m² • Hořel kancelářský nábytek, počítače a papíry
Jedna vazba Požární úsek v rohu budovy Demonstrační zkouška
Požár budovy Broadgate
Poznatky z požárů
16
Demonstrační zkouška Zkoušky v Cardingtonu Nosník v konstrukci Jedna vazba Požární úsek v rohu budovy
Okna se skly
Demonstrační zkouška
Požární zatížení Požár budovy Broadgate
Poznatky z požárů
17
Demonstrační zkouška Zkoušky v Cardingtonu
•
Průběh požáru
Nosník v konstrukci Jedna vazba
Plně rozvinutý požár
Požární úsek v rohu budovy Demonstrační zkouška
Požár budovy Broadgate
Počátek požáru
Poznatky z požárů
18
Demonstrační zkouška Zkoušky v Cardingtonu
•
1400
Nosník v konstrukci
Požární úsek v rohu budovy Demonstrační zkouška
Požár budovy Broadgate
1200
Průměrná teplota plynu ( C)
Jedna vazba
Výsledky
1000 800 600 400 200 0 0
•
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Čas (min) Pozorování – Nejvyšší teplota plynu 1200 °C – Nejvyšší teplota konstrukce 1150 °C Poznatky z požárů
19
Demonstrační zkouška •
Výsledky 700
Nosník v konstrukci
1200
600
Jedna vazba
1000
500
Požární úsek v rohu budovy
800
Průhyb (mm)
400
Demonstrační zkouška
Požár budovy Broadgate
200
400
Teplota nosníku
100 0
600
Největší průhyb stropu
300
0
10
20
30
40
50
60
70
80
200 90
0 100
Teplota (°C)
Zkoušky v Cardingtonu
Čas (min)
•
Pozorování – Průhyb stropní konstrukce 640 mm – Bez porušení celistvosti Poznatky z požárů
20
Demonstrační zkouška Zkoušky v Cardingtonu Nosník v konstrukci
• Po požáru • Konstrukce celistvá a neporušena
Jedna vazba Požární úsek v rohu budovy Demonstrační zkouška
Požár budovy Broadgate
Průhyb stropnice 640 mm
Přípoje nosníků na sloup Poznatky z požárů
21
Zkoušky v Cardingtonu Zkoušky v Cardingtonu Nosník v konstrukci Jedna vazba Požární úsek v rohu budovy Demonstrační zkouška
Požár budovy Broadgate
• Poznatky – Na ocelobetonovém skeletu byly uskutečněno sedm velkých zkoušek bez porušení konstrukce – Chování konstrukce jako ceku bylo lepší než chování jednotlivých konstrukčních prvků – Stropní deska vydržena i teploty konstrukce přes 1000 °C – Při velkých průhybech se projevilo membránové působení – Strop si zachoval celistvost i při prasknutí stropní desky Poznatky z požárů
22
Požár budovy Broadgate Zkoušky v Cardingtonu
•
Čtrnáctipatrová ocelobetonová budova v Londýně
•
Velký požár před dokončením stavby
Nosník v konstrukci
• Teploty nad 1000 °C
Jedna vazba Požární úsek v rohu budovy Demonstrační zkouška
• Průhyby nad 600 mm
•
Jen místní porušení
•
Oprava za 3 měsíce, nosná konstrukce 20 % ceny
Požár budovy Broadgate
Poznatky z požárů
23
Děkuji za pozornost fire.fsv.cvut.cz
