Beteende hos samverkansbjälklag med stål och betong utsatta för brand. Erfarenheter från verkliga bränder

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Beteende hos samverkansbjälklag med stål och betong utsatta för brand. Erfarenheter från verkliga bränder"

Linda Sandström
för 8 år sedan
Visningar:

1 Beteende hos samverkansbjälklag med stål och betong utsatta för brand verkliga

2 Presentationens innehåll i riktiga byggnader Oavsiktliga Balkförsök med brännare Ramförsök med brännare Hörnförsök med träboxar Demonstrationsförsök med riktiga kontorsmöbler 2

3 Åttavåningsbyggnad med stålram Balk- balkinfästning Balk- pelarinfästning 3

4 Väsentliga parametrar i byggnaden Längd: 42 m i 5 spann om 9 m Bredd: 21 m i 3 spann om 6 m, 9 m och 6 m Höjd per våning: 4,2 m Stålbärverk: UB för balkar och UC för pelare Samverkansbjälklag: Lättviktsbetong med total tjocklek på 130 mm och en trapetsformad samverkansplåt Armeringsnät: 142 mm² Knutpunkter: vinkelplåt för balk- balkinfästningar och flexibla ändplattor för balk-pelarinfästningar Belastning: Sandsäckar 4

5 Video av Frantisek Wald Too long, must be shorten and then will be sent 5

6 Försök med inspända balkar: spännvidd = 9,0 m 6

7 Vertikal förskjutning (mm) Maximal temperatur ( C) Försök med inspända balkar Vertikal förskjutning Maximal temperatur Tid (min) Observationer från försöket Högsta temperatur: 900 C Balkens nedböjning: < 250 mm 7

8 Nedböjning (% av spännvidd) Jämförelse med standardiserat i ugn Ramförsök standardiserat i ugn Temperatur ( C) Slutsats Inga tecken på brott i samverkansbjälklaget Kollaps vid 650 C om balken är fritt upplagd 8

9 Försök med stålramar 9

10 Maximal vertikal förskjutning (mm) Maximal temperatur för exponerad pelare ( C) Försök med stålramar Maximala vertikala förskjutningen Temperaturen i pelaren Tid (min) Observationer från försöket Högsta temperatur 750 C Balkens nedböjning 300 mm 10

11 Deformationer i den uppvärmda delen av golvet Slutsats Sammantryckning av den oskyddade delen av pelaren Ingen påföljande kollaps trots lokala brott enligt ovan 11

12 Försök med brandcell i byggnadens hörn 12

13 Försök med brandcell i byggnadens hörn: försöksuppställning Brandbelastningen från träboxarna motsvarar 45 kg/m² Väggarna i brandcellen är uppbyggda med ihåliga betongblock 13

14 Försök med brandcell i byggnadens hörn: Försöksresultat Deformerat golv efter försöket Brand under försöket 14

15 Maximal vertikal förskjutning (mm) Maximal ståltemperatur( C) Försök med brandcell i byggnadens hörn: Försöksresultat Maximal vertikal förskjutning Maximal temperatur Tid (min) Observationer från försöket Högsta temperatur 1014 C Maximal nedböjning 428 mm 15

16 Försök med brandcell i byggnadens hörn: bärverk efter försöket Den uppvärmda delen av samverkansbjälklaget deformerades Bärverksdelarna runt de skyddade stålpelarna deformerades Slutsats Inga tecken på brott och begränsad nedböjning av plattan trots höga temperaturer i stålet 16

17 Demonstrationsförsök (area 130 m²) 17

18 Demonstrationsförsök: utformning Öppningar med normala glasfönster Brandbelastningen skapades med riktiga kontorsmöbler 18

19 Demonstrationsförsök: försöksresultat Fullt utvecklad brand Tidigt skede av branden 19

20 Lufttemperatur ( C) Demonstrationsförsök: försöksresultat Genomsnitt Tid(min) Observationer från försök Högsta gastemperaturen 1200 C Högsta temperaturen i stålet 1150 C 20

21 Vertikal förskjutning (mm) Temperatur ( C) Demonstrationsförsök: försöksresultat Maximal vertikal förskjutning Ståltemperatur Tid (min) Observationer från försöket Plattans nedböjning 640 mm Ingen kollaps av plattan 0 21

22 Demonstrationsförsök: bärverk efter försöket Deformationer i den uppvärmda delen av samverkansbjälklaget Deformationer i stålkomponenterna runt de skyddade stålpelarna Slutsats Trots uppvärmningen av stålet och nedböjningen av plattan syns inga tecken på globalt brott eller kollaps 22

23 Allmänna kommentarer Ett stort antal avancerade utan kollaps utfördes i denna byggnad med stålstomme Betydligt bättre beteende vid brand observerades jämfört med för standardiserade med enskilda stålkomponenter Utmärkt beteende hos ett bjälklag även om balkarna blir uppvärmda till mer än 1000 C Brandmotståndet i bjälklaget förbättras på grund membranverkan vid stora nedböjningar God robusthet i bjälklaget även vid väsentlig sprickbildning i betongen 23

24 Oavsiktliga och andra Branden i Broadgate Kontorsbyggnad i 14 våningar Brandtemperaturen högre än 1000 C Ingen kollaps av plattan trots mer än 600 mm nedböjning 24

Relevanta dokument

Beteende hos samverkansbjälklag med stål och betong utsatta för brand. Numerisk parametrisk undersökning av den enkla dimensioneringsmetoden

Beteende hos samverkansbjälklag med stål och betong utsatta för brand Numerisk parametrisk undersökning av den enkla dimensioneringsmetoden Presentationens innehåll med den parametriska studien för den