MSZ EN 1992-1-2MSZ EN 1992-1-2

EUROCODE 2 EUROCODE 2 BETONSZERKEZETEK TERVEZÉSE,BETONSZERKEZETEK TERVEZÉSE,

Tervezés tűzteherreTervezés tűzteherre

Dr. Majorosné dr. Lublóy ÉvaDr. Balázs L. György

Mezei SándorBME Építőanyagok és Mérnökgeológia Tanszék

2009. december 2-4.

A tűz modellezéseA tűz modellezése

hőmérséklet- idő görbe:hőmérséklet- idő görbe: -felfűtési sebességfelfűtési sebesség-az eléret maximális hőmérsékletaz eléret maximális hőmérséklet-lehűlés módjalehűlés módja

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

T (°

C)

t (min)

Standard Szénhidrogén ZTV (D) RWS, RijksWaterStaat

Szabványos tűzgörbékSzabványos tűzgörbék

idő (óra,h)

hőmérséklet (°C

)

Parametrikusan megadott görbékParametrikusan megadott görbék

Mit ad meg?Mit ad meg?

Különböző hőmennyiséghez és ventillációs mértékhez tartozó hőmérséklet- idő görbéket.

Több zónás modellTöbb zónás modell

CFD modellCFD modellComputational fluid dynamicsComputational fluid dynamics

léghőmérséklet

szerkezetet érő hőteher

szerkezet modellezése ?

A BETON VÁLASZA A HŐMÉRSÉKLET EMELKEDÉSÉRE

•anyagszerkezeti változások •a cement és az adalékanyag eltérő hőtágulása•belső víz-gőznyomás•a keresztmetszeten belüli, illetve az elem menti eltérő

hőmérsékletek

• túlzott lehajlás (beleértve a hő hatására bekövetkezőkúszás és fajlagos alakváltozás okozta növekményt)

• túlzott repedezettség

•a beton és a betonacél közötti tapadás és lehorgonyzó képesség leromlása

• betonfedés réteges leválása • teherbírás vesztés (beleértve stabilitás vesztés és

átszúródás)

Tűzkárosult fesztett vasbetongerenda fesztáv 18 m, tűzeset 1985)

Kordina, 1997

Halmozódó alakváltozások

Beton

A BETON DIAGRAMJÁNAK VÁLTOZÁSA A HŐTERHELÉS HATÁSÁRA

fib fib bulletin 46bulletin 46

kémiai és fizikai változások

ÖSSZETEVŐK

- megszilárdult cementpép- adalékanyag- szálak

HőmHőm. . megszilárdult cementpép adalékanyag polipropilén szálakpolipropilén szálak1200°C olvadás1000°C 800°C CaCO3 bomlása

700°C CSH bomlása 600°C kvarc 500°C Ca(OH)2 bomlása átalakulása

400°Cbomlás

200°C a cementkő dehidratációjá- nak kezdete olvadás 100°C ↑ víz távozása

Anyagjellemzők: beton

ffck ck ((ΘΘ)=k)=kcc((ΘΘ) f) fck ck (20°C)(20°C) MSZ EN 1992-1-2:2004MSZ EN 1992-1-2:2004

Anyagjellemzők: beton

húzószilárdság

MSZ EN 1992-1-2:2004MSZ EN 1992-1-2:2004ffck,t ck,t ((ΘΘ)=k)=kc,tc,t((ΘΘ) f) fck,tck,t(20°C)(20°C)

Anyagjellemzők: beton

hőtágulásMSZ EN 1992-1-2:2004MSZ EN 1992-1-2:2004

Anyagjellemzők: beton

fajhő MSZ EN 1992-1-2:2004MSZ EN 1992-1-2:2004

Anyagjellemzők: beton

hőveztési tényező

MSZ EN 1992-1-2:2004MSZ EN 1992-1-2:2004

Acél

Húzószilárdság változása

MSZ EN 1992-1-2:2004MSZ EN 1992-1-2:2004ffs s ((ΘΘ)=)=ββss((ΘΘ) f) fss(20°C)(20°C)

Rugalmassági modulus

EEaa((ΘΘ)=)=ββaa((ΘΘ) E) Ea a (20°C)(20°C) MSZ EN 1992-1-2:2004MSZ EN 1992-1-2:2004

Hőtágulás

táblázatosan megadott adatok

egyszerűsített számítási mód

bővített számítási mód

egy elem vizsgálata

megoldott megoldott megoldott

szerkezeti rész vizsgálata

nem megoldott megoldott megoldott

szerkezet vizsgálata

nem megoldott nem megoldott megoldott

Mit tudunk modellezni?Mit tudunk modellezni?

Tűzteherre történő méretezésTűzteherre történő méretezés

Követelmények:

„R” - teherbírás

„E” - szerkezet integritás megőrzése

„I” - szigetelőréteg tűzállósága

elválasztó elem „E” és „I”

teherviselő elem

„R”

Tűzteherre való méretezés követelményeiTűzteherre való méretezés követelményei

A szilárdságtani és alakváltozási jellemzők tervezési értéke:

Xd,fi=kθXk/γM,fi

γM,fi osztott biztonsági tényező a tűzteher esetén

= 1,0 beton, acél és betonacél (NAD)

A hőmérsékleti jellemzők tervezési értékeiA hőmérsékleti jellemzők tervezési értékei

a jellemző növekedése a biztonság szempontjából kedvező

Xd,fi=Xk,θ/γM,fi

a jellemző növekedése a biztonság szempontjából kedvezőtlen

Xd,fi= γM,fi Xk, θ

Tűzteherre való méretezés követelményeiTűzteherre való méretezés követelményei

Szerkezettervezés tűz hatására

Lehetőségek:

• táblázatosan megadott adtok (tabulated data)

• egyszerűsített számítási módszer (simplified calculation)

• bővített számítási módszer (advanced calculation)

A betonfelületek réteges leválásának elkerülése.

Feszítetett szerkezetek esetén a lehorgonyzások védelmét különleges elővigyázatossággal kell megoldani!

Egyszerű számítás/ellenőrzés:Táblázatosan megadott adtok összehasonlításaTáblázatosan megadott adtok összehasonlítása

Tűzállósági igény függvényében:minimális betonfedés (acélbetét hőmérséklete)acélbetétek minimális mennyiségeszerkesztési szabályok

Pl.: folyamatos többtámaszú gerenda, igénybevétel átrendeződés

500°C-os izoterma módszer500°C-os izoterma módszer

Termo-hidro-mechanikai méretezés (VEM)

A beton felületének réteges leválása

Spalling oka

• pórus-gőznyomás

• hőtágulás

• előbbiek kombinációja

Spalling0.

2.

1.

3.

4.

5.

6.

7.

Köszönjük megtisztelő figyelmüket!