OTPORNOST KONSTRUKCIJA NA -...
77
1 SVEUČILIŠTE U SPLITU GRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET Katedra za metalne i drvene konstrukcije OTPORNOST KONSTRUKCIJA NA POŽAR Preporuke za projektiranje konstrukcija otpornih na požar - Eurocode Prof. dr. sc. Bernardin Peroš Doc. dr. sc. Ivica Boko Split, 02. travnja 2009.
Transcript of OTPORNOST KONSTRUKCIJA NA -...
1
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
OTPORNOST KONSTRUKCIJA NA POŽAR
Preporuke za projektiranje konstrukcija otpornih na požar - Eurocode
Prof. dr. sc. Bernardin PerošDoc. dr. sc. Ivica Boko
Split, 02. travnja 2009.
2
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
PREPORUKE ZA PROJEKTIRANJE KONSTRUKCIJA OTPORNIH NA POŽAR - EUROCODE
U čemu je SPECIFIČNOST djelovanja požara na konstrukcije?
Djelovanje požara na konstrukcije manifestira se kao:
- mehaničko djelovanje uzrokuje naprezanja (unutarnje sile)
- degradacija otpornosti:
degradacija poprečnog presjeka
degradacija mehaničkih
karakteristika
PREPORUKE ZA PROJEKTIRANJE KONSTRUKCIJA OTPORNIH NA POŽAR - EUROCODE
STARI KONCEPT U POSTARI KONCEPT U POŽŽARUARU
3
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
Krivulja ISO-834STANDARDNI
POŽAR1000
1200T ( °C )
0
200
400
600
800
0 60 120 180 t (min)
T = T0 + 345 log (8t+1)
F 60
4
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
PREPORUKE ZA PROJEKTIRANJE KONSTRUKCIJA OTPORNIH NA POŽAR - EUROCODE
DEFINIRANJE POŽARNOG SCENARIJA
ODREĐIVANJE ODGOVARAJUĆEG
POŽARA
PRORAČUN TEMPERATURA
PRORAČUN KONSTRUKCIJE
5
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
PRORAČUN KONSTRUKCIJE
MEHANIČKO DJELOVANJE
( )k, j 1,1 2,1 k,1 2,i k,ij 1 i>1
G " " P" " " " ili Q " " Q≥
+ + + ψ ψ + ψ∑ ∑dA
OTPORNOST KONSTRUKCIJE
f
k
R, i
Rγ
6
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
OTPORNOST KONSTRUKCIJE
- Čelične konstrukcije → EN 1993-1-2
- Aluminijske konstrukcije → EN 1999-1-2
- Betonske konstrukcije → EN 1992-1-2
- Drvene konstrukcije → EN 1995-1-2
7
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
ČELIČNE KONSTRUKCIJE
Kod dokaza nosivosti čeličnih nosivih elemenata proračunske vrijednosti mehaničkih svojstava materijala (naponska i deformacijska svojstva) Xd,fidefiniraju se na sljedeći način [EN 1993-1-2] (izraz 2.1):
kd,fi
M,fi
XX kθ=γ
- karakteristična vrijednost naponskog i deformacijskog svojstva (fk ili Ek), za proračun konstrukcije pri atmosferskoj temperaturi,
kX
- parcijalni faktor sigurnosti za odgovarajuće svojstvo materijala, za slučaj požara [1.00].
M,fiγ
- koeficijent redukcije naponskog i deformacijskog svojstva, koji ovisi o promatranoj temperaturi u odnosu na atmosfersku temperaturu,
kθ
8
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
Dijagram naprezanje - deformacija (σ - ε dijagram), sa svim karakterističnim točkama na visokim (požarnim) temperaturama [EN 1993-1-2] (crtež 3.1):
0_fp,
p,_0
a,0_E = tan
t,0_0_y, _0u,
y,f _0
- granica proporcionalnosti čelika na temperaturi θ [MPa],
θ,pf
- efektivna granica razvlačenja čelika na temperaturi θ [MPa],
θ,yf
- modul elastičnosti čelika na temperaturi θ [MPa],
θ,aE
- deformacija na granici proporcionalnosti čelika na temperaturi θ [%],
θε ,p
- deformacija na granici razvlačenja čelika na temperaturi θ [%],
θε ,y
- granična deformacija za granicu razvlačenja čelika na temperaturi θ [%],
θε ,t
- deformacija pri slomu čelika na temperaturi θ [%].
θε ,u
ČELIČNE KONSTRUKCIJE
9
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
Koeficijenti redukcije za odnos naprezanje i deformacija čelika na povišenim (požarnim) temperaturama [EN 1993-1-2] (tablica 3.1):
10
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
Dijagram redukcije granice popuštanja čelika na određenim razinama temperature:
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Temperatura [°C]
Gra
nica
pop
ušta
nja
[MPa
]
11
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
Dijagram redukcije modula elastičnosti čelika na određenim razinama temperature:
0
25000
50000
75000
100000
125000
150000
175000
200000
225000
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Temperatura [°C]
Mod
ul e
last
ično
sti [
MPa
]
12
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
ALUMINIJSKE KONSTRUKCIJE
Dokaz nosivosti nosivih elemenata od aluminijskih legura na visokim (požarnim) temperaturama provodi se koristeći proračunske vrijednosti mehaničkih svojstava materijala (naponska i deformacijska svojstva) Xd,fiprema izrazu [EN 1999-1-2]:
kd,fi
M,fi
XX kθ=γ
- karakteristična vrijednost naponskog i deformacijskog svojstva (f0,2 ili Ek), za proračun konstrukcije pri atmosferskoj temperaturi,
kX
- parcijalni faktor sigurnosti za odgovarajuće svojstvo materijala, za slučaj požara [1.00].
M,fiγ
- koeficijent redukcije naponskog i deformacijskog svojstva, koji ovisi o promatranoj temperaturi u odnosu na atmosfersku temperaturu,
kθ
13
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
Koeficijenti redukcije granice popuštanja k0.2,θ aluminijskih legura na povišenim (požarnim) temperaturama [EN 1999-1-2] (tablice 3.1, A.1):
y, 0.2, 0.2f k fθ θ= ⋅
14
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
Vrijednosti modula elastičnosti aluminijskih legura na povišenim (požarnim) temperaturama Eal,θ [EN 1999-1-2] (tablica 3.2):
15
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
Dijagram redukcije modula elastičnosti aluminijskih legura na određenim razinama temperature:
0.99
0.00
0.78
0.68
0.54
0.40
0.860.93
0.97
0.000
0.100
0.200
0.300
0.400
0.500
0.600
0.700
0.800
0.900
1.000
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600
Temperatura [°C]
E al
, Θ /
E al
,20
.
16
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
BETONSKE KONSTRUKCIJE
Kod dokaza nosivosti betonskih nosivih elemenata proračunske vrijednosti mehaničkih svojstava materijala (naponska i deformacijska svojstva) Xd,fidefiniraju se na sljedeći način [EN 1992-1-2] (izraz 2.1):
kd,fi
M,fi
XX kθ=γ
- karakteristična vrijednost naponskog i deformacijskog svojstva (fk ili Ek), za proračun konstrukcije pri atmosferskoj temperaturi,
kX
- parcijalni faktor sigurnosti za odgovarajuće svojstvo materijala, za slučaj požara [1.00].
M,fiγ
- koeficijent redukcije naponskog i deformacijskog svojstva, koji ovisi o promatranoj temperaturi u odnosu na atmosfersku temperaturu,
kθ
17
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
BETONSKE KONSTRUKCIJE
Dijagram naprezanje - deformacija (σ - ε dijagram) za betonske konstrukcije u tlaku, sa svim karakterističnim točkama na visokim (požarnim) temperaturama [EN 1992-1-2] (crtež 3.1):
- tlačna čvrsoća betona na temperaturi θ [MPa],
c,f θ
- deformacija na čvrstoći betona na temperaturi θ [%],
c1,θε
- deformacija koja određuje silaznugranu nosivosti na temperaturi θ [%].
cu1,θε
18
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
Koeficijenti redukcije tlačne čvrstoće kc,θ, deformacija na čvrstoći εc1,θ i deformacija koja određuje silaznu granu nosivosti εcu1,θ betona na povišenim (požarnim) temperaturama [EN 1992-1-2] (tablica 3.1):
19
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
Dijagram redukcije tlačne čvrstoće betona na određenim razinama temperature:
1.00 1.000.97
0.85
0.060.00
0.02
0.27
0.43
0.60
0.74
0.15
0.91
0.010.040.08
0.15
0.30
0.45
0.60
0.75
0.85
0.95
0.000
0.100
0.200
0.300
0.400
0.500
0.600
0.700
0.800
0.900
1.000
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200
Temperatura [°C]
f c, Θ
/ f c
,20
.
Vapnenački agregatSilicijski agregat
20
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
Dijagram naprezanje - deformacija (σ - ε dijagram), sa svim karakterističnim točkama na visokim (požarnim) temperaturama, za armaturni čelik, te čelik za prednaprezanje[EN 1992-1-2] (crtež 3.3):
0_fsp,
sp,_0
s,0_E = tan
st,0_0_sy, _0su,
sy,f _0
- granica proporcionalnosti čelika na temperaturi θ [MPa],
sp,f θ
- efektivna granica razvlačenja čelika na temperaturi θ [MPa],
sy,f θ
- modul elastičnosti čelika na temperaturi θ [MPa],
s,E θ
- deformacija na granici proporcionalnosti čelika na temperaturi θ [%],
sp,θε
- deformacija na granici razvlačenja čelika na temperaturi θ [%],
sy,θε
- granična deformacija za granicu razvlačenja čelika na temperaturi θ [%],
st,θε
- deformacija pri slomu čelika na temperaturi θ [%].
su,θε
21
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
Dijagram redukcije granice popuštanja armaturnog čelika na određenim razinama temperature:
1.00
0.04 0.02 0.000.06
0.78
0.47
0.23
0.11
0.000
0.100
0.200
0.300
0.400
0.500
0.600
0.700
0.800
0.900
1.000
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200
Temperatura [°C]
f sy,
Θ /
f y,2
0 .
22
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
Dijagram redukcije modula elastičnosti armaturnog čelika na određenim razinama temperature:
1.00
0.070.04 0.02 0.00
0.60
0.31
0.130.09
0.700.80
0.90
0.000
0.100
0.200
0.300
0.400
0.500
0.600
0.700
0.800
0.900
1.000
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200
Temperatura [°C]
E s,
Θ /
E s,
20
.
23
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
Dijagram redukcije granice popuštanja čelika za prednaprezanje na određenim razinama temperature:
1.00
0.87
0.50
0.00 0.00 0.000.040.06
0.14
0.30
0.02
0.70
0.000
0.100
0.200
0.300
0.400
0.500
0.600
0.700
0.800
0.900
1.000
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200
Temperatura [°C]
f py,
Θ /
f p,2
0 .
24
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
Dijagram redukcije modula elastičnosti čelika za prednaprezanje na određenim razinama temperature:
1.00 0.98
0.030.00
0.54
0.41
0.100.07
0.810.88
0.95
0.000
0.100
0.200
0.300
0.400
0.500
0.600
0.700
0.800
0.900
1.000
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200
Temperatura [°C]
E p,
Θ /
E p,
20
.
25
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
DRVENE KONSTRUKCIJE
Kod dokaza nosivosti drvenih nosivih elemenata proračunske vrijednosti mehaničkih svojstava materijala (naponska i deformacijska svojstva) definiraju se na sljedeći način [EN 1995-1-2] (izrazi 2.1 i 2.2):
20d,fi mod,fi
M,fi
ff k=γ
20d,fi mod,fi
M,fi
SS k=γ
- proračunska čvrstoća u požaru, d,fif
- parcijalni faktor sigurnosti za drvo u požaru [1.00]. M,fiγ
- proračunski modul elastičnosti (posmika) u požaru, d,fiS- 20%-tna fraktila čvrstoće na atmosferskoj temperaturi, 20f- 20%-tna fraktila modula elastičnosti (posmika) na atmosferskoj temperaturi, 20S- faktor modifikacije za požar, mod,fik
26
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
Proračunska vrijednost otpornosti spojeva Rfi,d u slučaju djelovanja požara u vremenu t [EN 1995-1-2] (izraz 2.3):
20d,fi,t
M,fi
RR = ηγ
- 20%-tna fraktila otpornosti spojeva na atmosferskoj temperaturi bez utjecaja trajanja djelovanja i vlažnosti (kmod=1),
20R
- faktor konverzije [EN 1995-1-2] (izrazi 6.6 i 6.11), η
- parcijalni faktor sigurnosti za drvo u požaru [1.00]. M,fiγ
27
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
Vrijednosti 20%-tne fraktile čvrstoće i modula elastičnosti (posmika) proračunavaju se [EN 1995-1-2] (izrazi 2.4 i 2.5):
20 fi kf k f= ⋅ 20 fi 05S k S= ⋅
- 20%-tna fraktila čvrstoće na atmosferskoj temperaturi, 20f- 20%-tna fraktila modula elastičnosti (posmika) na atmosferskoj temperaturi, 20S
- 5%-tna fraktila modula elastičnosti (posmika) na atmosferskoj temperaturi, 05S
- koeficijent (požarni). fik
28
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
Vrijednosti 20%-tne fraktile otpornosti spojeva R20:
20 fi kR k R= ⋅
kR - karakteristična vrijednost otpornosti spojeva na atmosferskoj temperaturi bez utjecaja trajanja djelovanja i vlažnosti (kmod=1),
- koeficijent (požarni). fik
29
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
Vrijednosti koeficijenta kfi [EN 1995-1-2] (tablica 2.1) :
30
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
Dijagram redukcije mehaničkih karakteristika – čvrstoća drva na određenim razinama temperature:
0.750
0.2500.188
0.125
0.063 0.000
0.883
0.650
0.480
0.315
0.000
0.150
0.400
0.300
0.200
0.800
0.000
0.100
0.200
0.300
0.400
0.500
0.600
0.700
0.800
0.900
1.000
0 50 100 150 200 250 300
Temperatura [°C]
Fakt
or re
dukc
ije
Vlačna čvrstoćaTlačna čvrstoćaPosmična čvrstoća
k Θ
31
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
Dijagram redukcije mehaničkih karakteristika – modula elastičnosti (posmika) drva na određenim razinama temperature:
0.832
0.500
0.375
0.250
0.125
0.000
0.782
0.350
0.255
0.165
0.0000.075
0.000
0.100
0.200
0.300
0.400
0.500
0.600
0.700
0.800
0.900
1.000
0 50 100 150 200 250 300
Temperatura [°C]
Fakt
or re
dukc
ije
Vlačni ETlačni E
32
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
Degradacija poprečnog presjeka drvenog elementa:
Sloj pirolize
Ostatakpresjeka
Sloj drvenogugljena
33
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
Na temelju brojnih eksperimentalnih istraživanja drva i materijala na osnovi drva utvrđena je linearna ovisnost između sagorijevanja drva i trajanja požara, te se kod analize sigurnosti drvenih konstrukcija pri proračunu otpornosti pretpostavlja konstantna brzina sagorijevanja. Dubina drvenog ugljena (dubina degradacije presjeka):
- proračun dubine drvenog ugljena za izloženost požaru s jedne strane u vremenu t [EN 1995-1-2] (crtež 3.1):
- brzina sagorijevanja za izloženost požaru s jedne strane kod djelovanja standardnog požara [mm/min],
- vrijeme izloženosti požaru.
0β
t
char,0 0d = β t⋅
34
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
- dubina drvenog ugljena za izloženost požaru s dvije strane u vremenu t uključujući efekt ruba presjeka ili pukotine proračunava se koristeći zamišljenu dubinu drvenog ugljena [EN 1995-1-2] (crtež 3.2):
char,n nd = β t⋅
- brzina sagorijevanja za izloženost požaru s dvije strane kod djelovanja standardnog požara [mm/min],
nβ
- vrijeme izloženosti požaru.t
Primjena proračuna izloženosti požaru s jedne strane drvenog elementa moguća je uz uvjet da se kod analize uzme u obzir zarubljenje rubova elementa i to samo kod elemenata kod kojih je minimalna širina bmin [EN 1995-1-2] (izraz 3.3):
Radijus zarubljenja jednak je dubini drvenog ugljena za izloženost požaru s jedne strane dchar,0.
char,0 char,0
minchar,0 char,0
2 d 80 za d 13mmb =
8.15 d za d 13mm
⋅ + ≥⎧⎪⎨ ⋅ <⎪⎩
U slučaju kada je širina elementa manja od bmin potrebno je kod proračuna otpornosti elementa primijeniti proračun za određivanje zamišljene dubine ugljena dchar,n.
35
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
36
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
Proračunske brzine sagorijevanja [EN 1995-1-2](tablica 3.1):
37
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
PRIMJER: DVORANA “LORA” - SPLIT
38
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
39
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
OSNOVNI PODACI – POŽARNI SEKTOR PS1
• UKUPNA POVRŠINA: 7551 m7551 m22
• POŽARNO OPTEREĆENJE: 300.0 MJ/m300.0 MJ/m22 (Elaborat zaštite od požara)
• VISINA POŽARNOG SEKTORA: 30.25m30.25m
• KROVNA VENTILACIJA – SUSTAV PRIRODNOG ODIMLJAVANJA: 30 x 30 x 4.35 m4.35 m22 = 130.5 m= 130.5 m22
• PREMA PROJEKTNOM ZADATKU ZAHTJEVANA OTPORNOST KONSTRUKCIJE NA DJELOVANJE POŽARA JE 60 MINUTA – R60R60
DOKAZ OTPORNOSTI KROVNE KONSTRUKCIJE DVORANE PROVEDEN DOKAZ OTPORNOSTI KROVNE KONSTRUKCIJE DVORANE PROVEDEN JE NA TEMELJU NUMERIJE NA TEMELJU NUMERIČČKOG MODELIRANJA RAZVOJA REALNOG KOG MODELIRANJA RAZVOJA REALNOG POPOŽŽARA I TO ZA DVIJE POARA I TO ZA DVIJE POŽŽARNE SITUACIJE:ARNE SITUACIJE:
-- POPOŽŽAR NA BORILIAR NA BORILIŠŠTU (POTU (POŽŽAR U SREDINI),AR U SREDINI),-- POPOŽŽAR NA VRHU TRIBINA (POAR NA VRHU TRIBINA (POŽŽAR NA RUBU)AR NA RUBU)..
POŽARNA SITUACIJA - POŽAR NA BORILIŠTU
40
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
41
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
POŽARNA SITUACIJA - POŽAR NA VRHU TRIBINA
42
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
ODREĐIVANJE ODGOVARAJUĆEG POŽARA
Ukupno požarno opterećenje u PS1:
Q = 300.0 MJ/m2 x 7551.0 m2 = 2265300 MJ
Simulacija realnog požara provedena je uz pretpostavku da će cjelokupno požarno opterećenje izgorjeti, te da će u fazi razvoja požara i fazi potpuno razvijenog požara izgorjeti 70% požarnog opterećenja, a u fazi dogorijevanja 30% požarnog opterećenja.
Požarno opterećenje za fazu razvoja i fazu potpuno razvijenog požara iznosi:
1Q =0.7 2265300=1585710 MJ⋅
dok za fazu dogorijevanja:
2Q =0.3 2265300=679590 MJ⋅
43
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
FAZE RAZVOJA POŽARA
Dogorijevanje
Vrijeme - t
Tem
pera
tura
- T
Potpuno razvijeni požar
Zapaljenje
Razv
ijanj
epo
žara
44
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
1.FAZA - FAZA RAZVOJA POŽARA:
Prema namjeni objekta i požarnom opterećenju požar se može okarakterizirati kao spori požar.
Snaga požara u fazi razvoja požara može se prikazati izrazom: *
2rQ α t= ⋅
Faktor razvoja požara za spori požar iznosi: αr = 0.00293 kW/s2.
*
2 2
r
Q 326000t = = = 111262799s t =10548s = 175.8minα 0.00293
⇒
10548s 326 MWQ= =1146229 MJ3⋅
45
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
2. FAZA - FAZA POTPUNO RAZVIJENOG POŽARA:
Trajanje faze potpuno razvijenog požara može se izračunati prema izrazu:
0.3 0.3t = 590 f = 590 15.79 = 1350s 22.5min⋅ ⋅ ≅
22300.0 MJ/mf = = 15.79 kg/m
19 MJ/ kg- ukupne površine požarnog sektora
Q=1350s 326 MW =440100 MJ⋅
3. FAZA - FAZA DOGORIJEVANJA:
Za fazu dogorijevanja pretpostavlja se linearni pad snage požara. 2
*2 Qt = = 4170s 69.5min
Q
⋅=
KRIVULJA POŽARA (snaga požara – vrijeme) za sve 3 faze djelovanja požara može se prikazati:
0.0
50.0
100.0
150.0
200.0
250.0
300.0
350.0
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300
Vrijeme [min]
Snag
a po
žara
[MW
]
R60
46
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
47
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
TEMPERATURE U PROSTORU POŽARNOG SEKTORA PS1
Na temelju ulaznih parametara u programskom paketu „JET“ izvršena je simulacija realnog požara te je dobiven odnos temperatura – vrijeme u zatvorenom prostoru (požarni sektor PS1).
Analizirane su dvije varijante požara: požar na borilištu (požar u sredini) i požar na vrhu tribina (požar na rubu).
48
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
Grafički prikaz odnosa temperatura – vrijeme za Standardnu krivulju ISO-834 i krivulju realnog požara (dobivenu simulacijom realnog požara) za požar u sredini prikazan je na sljedećim grafikonima:
H = 29.0 m – razina gornjeg pojasa rešetkastog nosača
Θ=73.1°C
Θ=945.3°C
0
200
400
600
800
1000
1200
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Vrijeme (min)
Tem
pera
tura
( °C
)
REALNI POŽAR STANDARD
R60
49
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
H = 24.5 m – razina donjeg pojasa rešetkastog nosača
Θ=86.0°C
Θ=945.3°C
0
200
400
600
800
1000
1200
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Vrijeme (min)
Tem
pera
tura
( °C
)
REALNI POŽAR STANDARD
R60
50
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
Grafički prikaz odnosa temperatura – vrijeme za Standardnu krivulju ISO-834 i krivulju realnog požara (dobivenu simulacijom realnog požara) za požar na rubu prikazan je na sljedećim grafikonima:
H = 11.0 m – razina gornjeg pojasa rešetkastog nosača
Θ=190.9°C
Θ=945.3°C
0
200
400
600
800
1000
1200
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Vrijeme (min)
Tem
pera
tura
( °C
)
REALNI POŽAR STANDARD
R60
51
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
H = 6.5 m – razina donjeg pojasa rešetkastog nosača
Θ=335.1°C
Θ=945.3°C
0
200
400
600
800
1000
1200
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Vrijeme (min)
Tem
pera
tura
( °C
)
REALNI POŽAR STANDARD
R60
52
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
TEMPERATURE U NOSIVOJ KONSTRUKCIJI
Na temelju dobivenih rezultata temperatura – vrijeme u zatvorenom prostoru - požarnom sektoru PS1 izvršena je analiza temperatura u vremenu u nosivoj čeličnoj konstrukciji po pojedinim elementima primjenom nestacionarnog nelinearnog modela provođenja topline.
Dobiveni rezultati u pojedinom poprečnom presjeku (profilu) za požar u srediniprikazani su na sljedećim grafikonima:
53
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
HEB 600 - gornji pojas
Θmax = 31.9°C
0.0
200.0
400.0
600.0
800.0
1000.0
1200.0
0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0 140.0 160.0 180.0
Vrijeme [min]
Tem
pera
tura
[°C
]
STAND REALNI POŽAR
54
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
HEB 600 - donji pojas
Θmax = 40.4°C
0.0
200.0
400.0
600.0
800.0
1000.0
1200.0
0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0 140.0 160.0 180.0
Vrijeme [min]
Tem
pera
tura
[°C
]
STAND REALNI POŽAR
55
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
Dobiveni rezultati u pojedinom poprečnom presjeku (profilu) za požar na rubuprikazani su na sljedećim grafikonima:
HEB 600 - gornji pojas
Θmax = 79.8°C0.0
200.0
400.0
600.0
800.0
1000.0
1200.0
0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0 140.0 160.0 180.0
Vrijeme [min]
Tem
pera
tura
[°C
]
STAND REALNI POŽAR
56
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
HEB 600 - donji pojas
Θmax = 179.2°C
0.0
200.0
400.0
600.0
800.0
1000.0
1200.0
0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0 140.0 160.0 180.0
Vrijeme [min]
Tem
pera
tura
[°C
]
STAND REALNI POŽAR
57
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
IPE 220
Θmax = 202.9°C
0.0
200.0
400.0
600.0
800.0
1000.0
1200.0
0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0 140.0 160.0 180.0
Vrijeme [min]
Tem
pera
tura
[°C
]
STAND REALNI POŽAR
58
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
DOKAZ SIGURNOSTI NOSIVE ČELIČNE KROVNE KONSTRUKCIJE NA DJELOVANJE REALNOG POŽARA
Dokaz nosivosti prema EN 1990/2002 treba provoditi ovisno o proračunskoj situaciji za 2 granična stanja: krajnje granično stanje i granično stanje uporabljivosti.
Kod krajnjeg graničnog stanja potrebno je dokazati: Ed ≤ Rd, gdje je Ed računska vrijednost djelovanja (rezne sile), a Rd računska vrijednost otpornosti.
Krajnje granično stanje potrebno je dokazati za 2 proračunske kombinacije:
kG, j k, j Q,1 k,1 Q,i 0,i k,i
j 1 i>1 R
RG Q Q≥
γ + γ + γ ψ ≤γ∑ ∑- osnovna kombinacija:
- izvanredna kombinacija:
( ) k,θk, j d 1,1 2,1 k,1 2,i k,i
j³1 i>1 R,fi
RG + A + ψ iliψ Q + ψ Q
γ≤∑ ∑
59
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
Kod graničnog stanja uporabljivosti potrebno je dokazati: Ed ≤ Cd, gdje je Ed računska vrijednost djelovanja, a Cd granična računska vrijednost bitnog kriterija uporabljivosti.
Granično stanje uporabljivosti potrebno je dokazati za 3 proračunske kombinacije:
k, j k,1 0,i k,i d
j³1 i>1
G + Q + ψ Q C≤∑ ∑- rijetka kombinacija:
k, j 1,1 k,1 2,i k,i d
j³1 i>1
G +ψ Q + ψ Q C≤∑ ∑- česta kombinacija:
k, j 2,i k,i d
j³1 i³1
G + ψ Q C≤∑ ∑- kvazi-stalna kombinacija:
60
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
POŽAR NA BORILIŠTU – POŽAR U SREDINI
Kombinacije djelovanjaNaziv
kombinacije Opis
djelovanja Slučaj djelovanja Parcijalni
koeficijent sigurnosti
CO507 KGS - A LC1 - Vlastita težina LC1.1 - Hodne staze LC1.2 - Imperfekcije za LC1 i LC 1.1 LC2 - Pokrov LC2.1 - Imperfekcije za LC2 LC3 - Instalacije LC3.1 - Imperfekcije za LC3 LC4 - Semafor LC4.1 - Imperfekcije za LC4 LC5 - Klima komore LC5.1 - Imperfekcije za LC5 LC6 - Dodatna oprema LC6.1 - Imperfekcije za LC6 LC7.1 - Snijeg cijeli krov LC7.1.1 - Imperfekcije za LC7.1 LC15 - Temperatura sredina
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
CO508 KGS - A LC1 - Vlastita težina LC1.1 - Hodne staze LC1.2 - Imperfekcije za LC1 i LC 1.1 LC2 - Pokrov LC2.1 - Imperfekcije za LC2 LC3 - Instalacije LC3.1 - Imperfekcije za LC3 LC4 - Semafor LC4.1 - Imperfekcije za LC4 LC5 - Klima komore LC5.1 - Imperfekcije za LC5 LC6 - Dodatna oprema LC6.1 - Imperfekcije za LC6 LC8.2 - Vjetar x +- norm komp LC8.2.1 - Imperfekcije za LC8.2 i LC8.3 LC8.3 - Vjetar x + trenje LC11.2 - Vjetar vlak LC11.2.1 - Imperfekcije za LC11.2 LC15 - Temperatura sredina
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
61
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
CO509 KGS - A LC1 - Vlastita težina LC1.1 - Hodne staze LC1.2 - Imperfekcije za LC1 i LC 1.1 LC2 - Pokrov LC2.1 - Imperfekcije za LC2 LC3 - Instalacije LC3.1 - Imperfekcije za LC3 LC4 - Semafor LC4.1 - Imperfekcije za LC4 LC5 - Klima komore LC5.1 - Imperfekcije za LC5 LC6 - Dodatna oprema LC6.1 - Imperfekcije za LC6 LC9.2 - Vjetar x - - norm komp LC9.2.1 - Imperfekcije za LC9.2 i LC9.3 LC9.3 - Vjetar x - trenje LC11.2 - Vjetar vlak LC11.2.1 - Imperfekcije za LC11.2 LC15 - Temperatura sredina
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
CO510 KGS - A LC1 - Vlastita težina LC1.1 - Hodne staze LC1.2 - Imperfekcije za LC1 i LC 1.1 LC2 - Pokrov LC2.1 - Imperfekcije za LC2 LC3 - Instalacije LC3.1 - Imperfekcije za LC3 LC4 - Semafor LC4.1 - Imperfekcije za LC4 LC5 - Klima komore LC5.1 - Imperfekcije za LC5 LC6 - Dodatna oprema LC6.1 - Imperfekcije za LC6 LC10.2 - Vjetar y - - norm komp LC10.2.1 - Imperfekcije za LC10.2 i LC10.3 LC10.3 - Vjetar y - trenje LC11.2 - Vjetar vlak LC11.2.1 - Imperfekcije za LC11.2 LC15 - Temperatura sredina
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
CO511 KGS - A LC1 - Vlastita težina
LC1.1 - Hodne staze LC1.2 - Imperfekcije za LC1 i LC 1.1 LC2 - Pokrov LC2.1 - Imperfekcije za LC2 LC3 - Instalacije LC3.1 - Imperfekcije za LC3 LC4 - Semafor LC4.1 - Imperfekcije za LC4 LC5 - Klima komore LC5.1 - Imperfekcije za LC5 LC6 - Dodatna oprema LC6.1 - Imperfekcije za LC6 LC8.1 - Vjetar x + norm komp LC8.1.1 - Imperfekcije za LC8.1 i LC8.3 LC8.3 - Vjetar x + trenje LC11.1 - Vjetar tlak LC11.1.1 - Imperfekcije za LC11.1 LC15 - Temperatura sredina
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
CO512 KGS - A LC1 - Vlastita težina LC1.1 - Hodne staze LC1.2 - Imperfekcije za LC1 i LC 1.1 LC2 - Pokrov LC2.1 - Imperfekcije za LC2 LC3 - Instalacije LC3.1 - Imperfekcije za LC3 LC4 - Semafor LC4.1 - Imperfekcije za LC4 LC5 - Klima komore LC5.1 - Imperfekcije za LC5 LC6 - Dodatna oprema LC6.1 - Imperfekcije za LC6 LC9.1 - Vjetar x - + norm komp LC9.1.1 - Imperfekcije za LC9.1 i LC9.3 LC9.3 - Vjetar x - trenje LC11.1 - Vjetar tlak LC11.1.1 - Imperfekcije za LC11.1 LC15 - Temperatura sredina
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
62
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
CO513 KGS - A LC1 - Vlastita težina LC1.1 - Hodne staze LC1.2 - Imperfekcije za LC1 i LC 1.1 LC2 - Pokrov LC2.1 - Imperfekcije za LC2 LC3 - Instalacije LC3.1 - Imperfekcije za LC3 LC4 - Semafor LC4.1 - Imperfekcije za LC4 LC5 - Klima komore LC5.1 - Imperfekcije za LC5 LC6 - Dodatna oprema LC6.1 - Imperfekcije za LC6 LC10.1 - Vjetar y - + norm komp LC10.1.1 - Imperfekcije za LC10.1 i LC10.3 LC10.3 - Vjetar y - trenje LC11.1 - Vjetar tlak LC11.1.1 - Imperfekcije za LC11.1 LC15 - Temperatura sredina
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
63
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
DOKAZ SIGURNOSTI – KRAJNJE GRANIČNO STANJE
Donji pojas HEB 600
Check of steel - fire resistanceEC3 : EN 1993 Code CheckFire resistance according to EN 1993-1-2
Member B854 HEB600 S 355 CO510/1 0,53
Basic data EC3 : EN 1993 partial safety factor Gamma M0 for resistance of cross-sections
1,00
partial safety factor Gamma M1 for resistance to instability
1,00
partial safety factor Gamma M2 for resistance of net sections
1,25
partial safety factor Gamma M,fi for fire resistance 1,00
Material data yield strength fy 355,00 MPa tension strength fu 510,00 MPa fabrication rolled
64
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
Fire resistance according to EN 1993-1-2 in resistance domain. Results are given for checks at time t = 60,0 min
Fire resistance data Coefficient of heat transfer by convection Alfa,c 25,00 W/m²K Emissitivity related to fire compartment Epsilon,f 0,80 Emissitivity related to surface material Epsilon,m 0,63 Factor for net heat flux (convection part) Gamma n,c 1,00 Factor for net heat flux (radiation part) Gamma n,r 1,00 Configuration factor for radiation heat flux Fi 1,00 Required fire resistance 60,00 min Correction factor Kappa 1,20 Correction factor Kappa 1 1,00 Correction factor Kappa 2 1,00 Beam exposure All sides Am/V 0,086 1/mm k sh 1,000 ky,Teta 1,00 kE,Teta 1,00
65
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
SECTION CHECKThe critical check is on position 39,27 m
Internal forces
Nfi,Ed 4369,40 kN Vy,fi,Ed 1,54 kN Vz,fi,Ed 116,68 kN Mt,fi,Ed 0,72 kNm My,fi,Ed 82,23 kNm Mz,fi,Ed -16,27 kNm Normal force check according to article EN 1993-1-2 : 4.2.3.1 and formula EN 1993-1-2 : (4.3)
Table of values Nfi,t,Rd 9585,00 kNunity check 0,46
Torsion check according to article EN 1993-1-1 : 6.2.7. and formula EN 1993-1-1 : (6.23)
Table of values tau t,Rd 205,90 MPa tau t, Ed 3,23 MPa unity check 0,02
66
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
Shear check (Vy) according to article EN 1993-1-2 : 4.2.3.3 and formula EN 1993-1-2 : (4.16)
Table of values Vy,fi,t,Rd 3794,36 kNunity check 0,00 Shear check (Vz) according to article EN 1993-1-2 : 4.2.3.3 and formula EN 1993-1-2 : (4.16)
Table of values Vz,fi,t,Rd 2257,67 kNunity check 0,05
Combined bending, axial force and shear force check according to article EN 1993-1-2 : 4.2.3.3. and formula EN 1993-1-2 : (4.9) Section classification is 1.
Table of values MNVy,fi,t,Rd 1488,18 kNm MNVz,fi,t,Rd 476,78 kNm LTB check – kontrola bočnog izvijanjaaccording to article EN 1993-1-2 : 4.2.3.3 and formula EN 1993-1-2 : (4.11)
Table of values Mb,fi,t,Rd 2244,50 kNm Wy 6420000,00 mm3 reduction 0,98 imperfection 0,34 reduced slenderness 0,03 method for LTB curve Art. 6.3.2.2. Mcr 2687257,19 kNm unity check 0,04 unity check = 0,46 + 0,04 + 0,03 = 0,53 Element zadovoljava provjeru stabilnosti!
Bending moment check (My) according to article EN 1993-1-2 : 4.2.3.3. and formula EN 1993-1-2 : (4.10) Section classification is 1.
Table of values Mfi,t,Rd 2279,10 kNm unity check 0,04 Bending moment check (Mz) according to article EN 1993-1-2 : 4.2.3.3. and formula EN 1993-1-2 : (4.10) Section classification is 1.
Table of values Mfi,t,Rd 493,45 kNm unity check 0,03
67
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
POŽAR NA VRHU TRIBINA (POŽAR NA RUBU)
Kombinacije djelovanjaNaziv
kombinacije Opis
djelovanja Slučaj djelovanja Parcijalni
koeficijent sigurnosti
CO500 KGS - A LC1 - Vlastita težina LC1.1 - Hodne staze LC1.2 - Imperfekcije za LC1 i LC 1.1 LC2 - Pokrov LC2.1 - Imperfekcije za LC2 LC3 - Instalacije LC3.1 - Imperfekcije za LC3 LC4 - Semafor LC4.1 - Imperfekcije za LC4 LC5 - Klima komore LC5.1 - Imperfekcije za LC5 LC6 - Dodatna oprema LC6.1 - Imperfekcije za LC6 LC7.1 - Snijeg cijeli krov LC7.1.1 - Imperfekcije za LC7.1 LC16 - Temperatura rub
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
CO501 KGS - A LC1 - Vlastita težina LC1.1 - Hodne staze LC1.2 - Imperfekcije za LC1 i LC 1.1 LC2 - Pokrov LC2.1 - Imperfekcije za LC2 LC3 - Instalacije LC3.1 - Imperfekcije za LC3 LC4 - Semafor LC4.1 - Imperfekcije za LC4 LC5 - Klima komore LC5.1 - Imperfekcije za LC5 LC6 - Dodatna oprema LC6.1 - Imperfekcije za LC6 LC8.2 - Vjetar x +- norm komp LC8.2.1 - Imperfekcije za LC8.2 i LC8.3 LC8.3 - Vjetar x + trenje LC11.2 - Vjetar vlak LC11.2.1 - Imperfekcije za LC11.2 LC16 - Temperatura rub
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
68
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
CO502 KGS - A LC1 - Vlastita težina LC1.1 - Hodne staze LC1.2 - Imperfekcije za LC1 i LC 1.1 LC2 - Pokrov LC2.1 - Imperfekcije za LC2 LC3 - Instalacije LC3.1 - Imperfekcije za LC3 LC4 - Semafor LC4.1 - Imperfekcije za LC4 LC5 - Klima komore LC5.1 - Imperfekcije za LC5 LC6 - Dodatna oprema LC6.1 - Imperfekcije za LC6 LC9.2 - Vjetar x - - norm komp LC9.2.1 - Imperfekcije za LC9.2 i LC9.3 LC9.3 - Vjetar x - trenje LC11.2 - Vjetar vlak LC11.2.1 - Imperfekcije za LC11.2 LC16 - Temperatura rub
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
CO503 KGS - A LC1 - Vlastita težina LC1.1 - Hodne staze LC1.2 - Imperfekcije za LC1 i LC 1.1 LC2 - Pokrov LC2.1 - Imperfekcije za LC2 LC3 - Instalacije LC3.1 - Imperfekcije za LC3 LC4 - Semafor LC4.1 - Imperfekcije za LC4 LC5 - Klima komore LC5.1 - Imperfekcije za LC5 LC6 - Dodatna oprema LC6.1 - Imperfekcije za LC6 LC10.2 - Vjetar y - - norm komp LC10.2.1 – Imperf. za LC10.2 i LC10.3 LC10.3 - Vjetar y - trenje LC11.2 - Vjetar vlak LC11.2.1 - Imperfekcije za LC11.2 LC16 - Temperatura rub
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
CO504 KGS - A LC1 - Vlastita težina LC1.1 - Hodne staze LC1.2 - Imperfekcije za LC1 i LC 1.1 LC2 - Pokrov LC2.1 - Imperfekcije za LC2 LC3 - Instalacije LC3.1 - Imperfekcije za LC3 LC4 - Semafor LC4.1 - Imperfekcije za LC4 LC5 - Klima komore LC5.1 - Imperfekcije za LC5 LC6 - Dodatna oprema LC6.1 - Imperfekcije za LC6 LC8.1 - Vjetar x + norm komp LC8.1.1 - Imperfekcije za LC8.1 i LC8.3 LC8.3 - Vjetar x + trenje LC11.1 - Vjetar tlak LC11.1.1 - Imperfekcije za LC11.1 LC16 - Temperatura rub
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
CO505 KGS - A LC1 - Vlastita težina LC1.1 - Hodne staze LC1.2 - Imperfekcije za LC1 i LC 1.1 LC2 - Pokrov LC2.1 - Imperfekcije za LC2 LC3 - Instalacije LC3.1 - Imperfekcije za LC3 LC4 - Semafor LC4.1 - Imperfekcije za LC4 LC5 - Klima komore LC5.1 - Imperfekcije za LC5 LC6 - Dodatna oprema LC6.1 - Imperfekcije za LC6 LC9.1 - Vjetar x - + norm komp LC9.1.1 - Imperfekcije za LC9.1 i LC9.3 LC9.3 - Vjetar x - trenje LC11.1 - Vjetar tlak LC11.1.1 - Imperfekcije za LC11.1 LC16 - Temperatura rub
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
69
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
CO506 KGS - A LC1 - Vlastita težina LC1.1 - Hodne staze LC1.2 - Imperfekcije za LC1 i LC 1.1 LC2 - Pokrov LC2.1 - Imperfekcije za LC2 LC3 - Instalacije LC3.1 - Imperfekcije za LC3 LC4 - Semafor LC4.1 - Imperfekcije za LC4 LC5 - Klima komore LC5.1 - Imperfekcije za LC5 LC6 - Dodatna oprema LC6.1 - Imperfekcije za LC6 LC10.1 - Vjetar y - + norm komp LC10.1.1 – Imperf. za LC10.1 i LC10.3 LC10.3 - Vjetar y - trenje LC11.1 - Vjetar tlak LC11.1.1 - Imperfekcije za LC11.1 LC16 - Temperatura rub
1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
70
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
DOKAZ SIGURNOSTI – KRAJNJE GRANIČNO STANJE
Horizontalna dijagonala IPE 220
Check of steel - fire resistanceEC3 : EN 1993 Code CheckFire resistance according to EN 1993-1-2
Member B1264 IPE220 S 355 CO505/3 0,99
Basic data EC3 : EN 1993 partial safety factor Gamma M0 for resistance of cross-sections
1,00
partial safety factor Gamma M1 for resistance to instability
1,00
partial safety factor Gamma M2 for resistance of net sections
1,25
partial safety factor Gamma M,fi for fire resistance 1,00
Material data yield strength fy 355,00 MPa tension strength fu 510,00 MPa fabrication rolled
71
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
Fire resistance according to EN 1993-1-2 in resistance domain. Results are given for checks at time t = 60,0 min
Fire resistance data Coefficient of heat transfer by convection Alfa,c 25,00 W/m²K Emissitivity related to fire compartment Epsilon,f 0,80 Emissitivity related to surface material Epsilon,m 0,63 Factor for net heat flux (convection part) Gamma n,c 1,00 Factor for net heat flux (radiation part) Gamma n,r 1,00 Configuration factor for radiation heat flux Fi 1,00 Required fire resistance 60,00 min Correction factor Kappa 1,20 Correction factor Kappa 1 1,00 Correction factor Kappa 2 1,00 Beam exposure All sides Am/V 0,254 1/mm k sh 1,000 ky,Teta 1,00 kE,Teta 0,91
SECTION CHECK Internal forces Nfi,Ed -189,05 kN Vy,fi,Ed 0,21 kN Vz,fi,Ed 0,27 kN Mt,fi,Ed -0,00 kNm My,fi,Ed 0,59 kNm Mz,fi,Ed -0,53 kNm Compression check according to article EN 1993-1-2 : 4.2.3.2 and formula EN 1993-1-2 : (4.5) Section classification is 4.
Table of values Nfi,t,Rd 1140,77 kN A eff 3213,44 mm2 unity check 0,20
72
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
73
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
Bending moment check (Mz) according to article ECCS N°111 : III.5.7.4. and formula ECCS N°111 : (III.5.26) Section classification is 4.
Table of values Mfi,t,Rd 13,20 kNm unity check 0,04 Combined bending, axial force and shear force check according to article EN 1993-1-1 : 6.2.9.3. & 6.2.1EN 1993-1-1 : (6.43) and formula EN 1993-1-1 : (6.43) Section classification is 4.
Table of values Sigma 87,85 MPa A eff 3213,44 mm2 Wy eff 241160,97 mm3 ey 0,00 mm Wz eff 37169,40 mm3 ez 0,00 mm
Shear check (Vy) according to article EN 1993-1-2 : 4.2.3.4 and formula EN 1993-1-2 : (4.20)
Table of values Vy,fi,t,Rd 440,78 kN Vy eff 2024,00 mm2 unity check 0,00 Shear check (Vz) according to article EN 1993-1-2 : 4.2.3.4 and formula EN 1993-1-2 : (4.20)
Table of values Vz,fi,t,Rd 326,11 kN Vz eff 1189,44 mm2 unity check 0,00
Bending moment check (My) according to article ECCS N°111 : III.5.7.4. and formula ECCS N°111 : (III.5.26) Section classification is 4.
Table of values Mfi,t,Rd 85,61 kNm unity check 0,01
74
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
STABILITY CHECK Calculation effective area properties with direct method.
Properties sectional area A eff 3213,4 mm2 Shear area Vy eff 2024,0 mm2 Vz eff 1189,4 mm2 radius of gyration iy eff 90,9 mm iz eff 25,2 mm moment of inertia Iy eff 26527706,5 mm4 Iz eff 2044317,0 mm4 elastic section modulus Wy eff 241161,0 mm3 Wz eff 37169,4 mm3 Eccentricity eny 0,0 mm enz 0,0 mm
Buckling parameters yy zz type non-sway non-sway Slenderness 42,01 154,51 Reduced slenderness 0,56 2,08 Reduction factor 0,72 0,18 Length 3,83 3,83 mBuckling factor 1,00 1,00 Buckling length 3,83 3,83 mCritical Euler load 3922,87 289,97 kN Buckling check according to article EN 1993-1-2 : 4.2.3.2 & Annex E and formula EN 1993-1-2 : (4.5)
Table of values Nb,fi,t,Rd 202,17 kNunity check 0,94
75
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
LTB check according to article EN 1993-1-2 : 4.2.3.4 & Annex E and formula EN 1993-1-2 : (4.19)
Table of values Mb,fi,t,Rd 45,96 kNm Wy 241160,97 mm3 reduction 0,54 imperfection 0,34 reduced slenderness 0,91 method for LTB curve Art.
6.3.2.2.
Mcr 113,56 kNm unity check 0,01 Compression and bending check according to article EN 1993-1-2 : 4.2.3.5 & Annex E and formula EN 1993-1-2 : (4.21c)
Table of values ky 1,027 kz 0,977 klt 0,574 Beta My 1,688 Beta Mz 2,225 Beta Mlt 1,688 mu y -0,097 mu z 0,083 mu lt 0,376
unity check = 0,94 + 0,01 + 0,04 = 0,99 Element zadovoljava provjeru stabilnosti !
76
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
ZAKLJUČAK
DOKAZ NOSIVOSTI – POŽAR NA BORILIŠTU – DONJI POJAS HEB600:
kG, j k, j Q,1 k,1
j 1 R
RG " " Q≥
γ + γ ≤γ∑
k,k, j d 2,1 k,1
j 1 R,fi
RG " " A " " Q θ
≥
+ + ψ ≤γ∑
0.69 1.00<
0.87 0.052> → Otkazivanje nosivostiDjelovanje ISO-834:
0.53 1.0< → Dostatna nosivostRealni požar – MODEL ZONA:
77
SVEUČILIŠTE U SPLITUGRAĐEVINSKO - ARHITEKTONSKI FAKULTET
Katedra za metalne i drvene konstrukcije
DOKAZ NOSIVOSTI – POŽAR NA VRHU TRIBINA – ISPUNA IPE 220 :
kG, j k, j Q,1 k,1
j 1 R
RG " " Q≥
γ + γ ≤γ∑
k,k, j d 2,1 k,1
j 1 R,fi
RG " " A " " Q θ
≥
+ + ψ ≤γ∑
0.03 1.00<
2.34 0.052> → Otkazivanje nosivostiDjelovanje ISO-834:
0.99 1.0< → Dostatna nosivostRealni požar – MODEL ZONA:
