P3040908

2.10. Wpływ temperatury na stany graniczne nośności

czalnych i to nie zawsze. Jeśli bowiem sprawdza się nośność w podstawowej kombinacji obciążeń (z innymi niż = 0,8 współczynnikami jed* noczesności obciążeń) i uwzględnia wpływ temperatur klimatycznych T = 70°C, to takie obliczenia wystarczają, żeby pożar w pomieszczeniu był zlokalizowany bez szkody dla konstrukcji. Dodatkowym zagrożeniem dla konstrukcji jest zwiększenie obciążeń użytkowych w korytarzach i innych pomieszczeniach służących jako drogi ewakuacyjne. Uwzględnić wtedy należy obciążenia użytkowe q = 5 kN/m ze współczynnikiem obciążenia ff- 1,2 i współczynnikiem dynamicznym Orf= 1,1.

2.10.4. Temperatury w pożarach rozwiniętych

Zasady obliczeń odporności ogniowej konstrukcji metalowych zajętych pożarem nie są jeszcze dostatecznie znormalizowane. Zgodnie z normą PN-90/B-03200 sprawdzenia stanów granicznych nośności pożarowych należy (można) wykonać w zakresie temperatur 70°C <T< 600°C, a więc w sytuacji pożaru rozwiniętego w sensie globalnym. Zatem obliczenia wymagają zapewnienia bezpieczeństwa obiektu w określonym czasie trwania pożaru przy temperaturach wyżej podanych. Przetrwanie budynku w temperaturach wysokich (T > 6000 może być wymagane, gdy jego katastrofa bardzo poważnie zagroziłaby otoczeniu. Wtedy należy jednak stosować analizę statyczną sprężysto-plastyczną szkieletu stalowego.

Metoda obliczeń granicznej nośności pożarowej polega na określeniu dwu parametrów:

□ temperatury krytycznej przekroju nagrzanego,

□ czasu krytycznego, w którym ogarnięty ciepłem (pożarem) przekrój elementu ogrzeje się do temperatury krytycznej, czyli odporności ogniowej.

Warunki sztywności belek należy sprawdzać w szczególności na drogach ewakuacyjnych. Dla pozostałych belek stanem decydującym o zawaleniu się konstrukcji będzie stan graniczny nośności. Nie powinno dopuszczać się do zawalenia szkieletu stalowego w czasie pożaru przed upływem planowanego czasu ewakuacji budynku. Nośność szkieletów budynków bardzo wysokich sprawdza się z uwzględnieniem współczynnika konsekwencji zniszczenia.

2.10.5. Temperatury krytyczne przekrojów w pożarze

Zgodnie z normą PN-9G/B-03200 do obliczania nośności konstrukcji stalowych w sytuacjach pożarów rozwiniętych lub obciążeń technologicznych temperaturą w zakresie 70°C <>T< 600°C należy przyjmować zredukowane właściwości fizyczne wg wzorów:

□ wytrzymałość obliczeniowa

stąa

□ moduł sprężystości podłużnej

E_t = E (o,0987 + 0,3 • lO^r -1,867 • 10^-6a stąd

(2.21)

W) = £ .

współczynnik ni

w którym:

-•I

l \7 )^Krl

jest «»pdłctynmki«m tinlaUCMiBki dU amukłoin względnej okndohd dla wartości wytrzymałości oUk» niowej fa i współczynnika modułu Yommgm f «wartości ustalonych w temperatura pokojowej*

Rys.2.13. Zmiana współczynnika m w pod wy taonych temperaturach

Hm rym. 2.13 pfJrtiawi właściwości iniMfet «fd) I M|(t> przyj^u* jednolicie dis Matt nidiii węglnwyzh i nsl» tfnpnsyfh w iiUinoirt od temperatury T.

Temperaturo lii/tjiiwą T*. przekroju tapn^ktowtnafn metodą noiaatd granicznej wg uugolmonegu wtóru (SJftk wyznaczymy i wy krasu 2.13 am M podstawko obliczonej wartości ffidt) zgodnie os wzorem:

N- iP_m^m*' ⁼ ~ A*

•zr

(3.331

w którym:

ATf, — wewnętrzna siła przekrojowa od wyjątkowej kombinacji obciążeń P& ustalonej wg wzoru <2.2),

A_n — pole przekroju lub odpowiedniego wskaźnika wytrzyma kości.

Yn — współczynnik konsekwencji zniszczeniu obiektu budowlanego.

2.10.6. Odporność ogniowa przekroju

Rys.Z 14. Krzywe wzrostu

tMta*r*Au>y spalin w uitaZao. ki sd obciątaata oiuumm.

Miarą odporności ogniowej ą szkieletu stalowego jest czas liczony ud początku nagrzewania się przekroju w nkaises podczas pożaru do chwili utraty nośności lub meetuteczności sprężyn to-plaatycznej Odporność ogniowa zależy od skuteczności zabezpieczeń przeciwpożarowych elementów stalowych oraz rozkładu temperatury spalin w czasie i przestrzeni. czyli od czasoprzestrzennego poła temperatur Pole temperatur jest lunktyą obciążenia ogniowego, określanego tradycyjnie jako zastępcza masa suchego drewna w kg m stropu, a zatem od ilości, rodzaju i rozmieszczenia materiałów palnych, wielkości pomieszczeń, przegród między nimi. stopnia wentylacji obiektu w ciasta pożaru.

Odporność ogniowa szkieletu powinna być większa od czasu ewakuacji ludzi i niezbędnych zabezpieczeń materiałowych.

Celem określenia odporności ogniową} ą przekroju elementu potrzebna jest znąjomość prędkości ogrzewania się belki, która zależy od skuteczności izolacji ogniooehronnej. Nośność ogniową określa się konwencjonalnie przy założeniu takiej krzywą} temperatur jak w piecu laboratoryjnym <ry».2.l4a). nośność taś pożarową - przy uwzględnieniu losowych rozkładów temperatur w czasie polarów Na rys.2.14b podano rozkłady temperatur spalin zależne od warunków pomieszczeń ogarniętych pożarem.

1*1

P3040908

P3040908

2.10.4. Temperatury w pożarach rozwiniętych

2.10.5. Temperatury krytyczne przekrojów w pożarze

W) = £ .

-•I

l \7 )Krl

•zr

2.10.6. Odporność ogniowa przekroju

l \7 )^Krl