BRANDSKYDDSLAGET AB Jörgen Thor Docent, Teknologie Doktor

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "BRANDSKYDDSLAGET AB 2006-11-01 Jörgen Thor Docent, Teknologie Doktor"

Viktor Lindqvist
för 8 år sedan
Visningar:

1 1 På uppdrag av Finja Bemix AB har Brandskyddslaget tagit fram projekteringsanvisningar för stålkonstruktioner med vars hjälp erforderlig mängd UNITHERM Safir kan bestämmas. UNITHERM Safir är typgodkänd som brandskydd av stålkonstruktioner (SWEDCERT Typgodkännande nr 0643). Framtagna dimensioneringsdiagram och tabeller baseras på resultat från brandprovningar på SP och Warrington i England samt på dimensioneringsförutsättningar enligt EUROCODE 3 med tillhörande Svenska NAD. BRANDSKYDDSLAGET AB Jörgen Thor Docent, Teknologie Doktor INNEHÅLL 1. Allmänt Kritisk ståltemperatur och utnyttjandegrad F/A-diagram...6

Framtagna dimensioneringsdiagram och tabeller baseras på resultat från brandprovningar på SP och Warrington i England samt på dimensioneringsförutsättningar

2 2 1. ALLMÄNT En bärande konstruktions brandmotstånd kan uttryckas genom klassbeteckning R30, R60, R90 etc. R står för bärförmåga (Resistance) och siffran anger den tid i minuter som konstruktion uppfyller sin bärande funktion vid en standardbrandpåverkan enligt ISO 834. Kravet på brandmotstånd beror på vilken brandteknisk klass Br 1, Br 2 eller Br 3-byggnaden hänförs till. För konstruktioner i byggnader som tillhör klass Br 3 (flertalet enplansbyggnader) ställs normalt inga krav på brandmotstånd alls. För konstruktioner i byggnader i klass Br 2 (vissa enplansbyggnader samt flertalet tvåvåningsbyggnader) gäller normalt R30. För byggnadsklass Br 1 (flervåningsbyggnader och vissa större tvåvåningsbyggnader) gäller normalt R60 till R90. Hur mycket brandskyddsfärg som en konstruktion behöver målas med för att uppfylla exempelvis R60 beror bl a på konstruktionens kritiska temperatur som i sin tur främst beror på konstruktionens statiska utnyttjandegrad (se kapitel 2). En på säkra sidan liggande bedömning av kritiska ståltemperaturer vid statiskt fullt utnyttjade konstruktioner är 500 C för pelare respektive 540 C för balkar. Dessa temperaturer kan således alltid väljas utan närmare beräkning av verklig kritisk ståltemperatur och ger då resultat på säkra sidan. Med kritisk ståltemperatur som ingångsdata kan erforderlig mängd UNITHERM brandskyddsfärg bestämmas för R30, R60 respektive R90 från s k F/A-diagram (se kapitel 3). F/A är förhållandet mellan brandexponerad omkrets av stålprofilen respektive stålprofilernas tvärsnittsarea. För balkar som bara delvis är exponerade och i övrigt inbyggda i bjälklag eller väggar är i regel inte en dimensionering baserad på F/A-diagram tillräckligt noggrant. Därför har speciella dimensioneringstabeller tagits fram för balkar i betongbjälklag med enbart underflänsen exponerad och målad med UNITHERM brandskyddsfärg. Likaså har speciella dimensioneringstabeller tagits fram för betongfyllda stålpelare målade med UNITHERM brandskyddsfärg. 2. KRITISK STÅLTEMPERATUR OCH UTNYTTJANDEGRAD Kritisk ståltemperatur varierar och beror på olika faktorer som typ av konstruktion (fritt upplagd balk, kontinuerlig balk, pelare etc) samt inte minst på konstruktionens statiska utnyttjandegrad vid lastfallet brand. Utnyttjandegraden vid lastfallet brand är alltid lägre än vid brottlastdimensionering. Detta beroende på att belastningen vid brand får förutsättas lägre liksom partialkoefficienten för material, säkerhetsklasser etc. Ju högre den kritiska temperaturen är desto mindre mängd brandskyddsfärg krävs vid i övrigt lika förhållanden. En på säkra sidan liggande bedömning av kritiska ståltemperaturer vid konstruktioner som är fullt statiskt utnyttjade för brottlastdimensionering ger 500 C för pelare samt 540 C för balkar. En noggrannare bedömning av kritiska temperaturer i det enskilda fallet kan göras enligt ekvation (1). Detta är framför allt av intresse vid konstruktioner med låg statisk utnyttjandegrad och/eller liten del permanent last.

Kravet på brandmotstånd beror på vilken brandteknisk klass Br 1, Br 2 eller Br 3-byggnaden hänförs till.

4 4 G K = Karaktäristisk permanent last Q K = Karaktäristisk variabel last ψ m = (Q B +ψq F ) / (Q B +Q F ) för ψ 0,5 ψ m = Q B / (Q B +Q F ) för ψ < 0,5 Q B = Bunden del av den karaktäristiska variabla lasten Q F = Fri del av den karaktäristiska variabla lasten Ψ = Enligt BKR 2:32 och 3 Beroende på bl a förhållandet variabel och permanent last är utnyttjandegraden vid lastfallet brand normalt 0,40 0,70 av utnyttjandegraden vid brottlastdimensionering. Med värdet på utnyttjandegraden vid lastfallet brand µ beräknat enligt ekvation (1) fås kritisk ståltemperatur ur tabellen nedan. µ C µ C µ C 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Exempel 1 Pelare i bostadshus med följande data. Pelaren är dimensionerad för säkerhetsklass 3. Pelarens utnyttjandegrad vid brottlastdimensionering är 0,8. α = 0,8 β = 1,0 (pelare) γ = 1,2 (säkerhetsklass 3) Q K /G K = 2,5/1,0 = 2,5 Q B = 0,5 Q F = 1,5 ψ = 0,33

5 5 ψ m = 0,5 / (0,5+1,5) = 0,25 Diagrammet enligt figur 1 ger X = 0,35 µ = α X β/ γ = 0,8 0,35 1,00/1,2 = 0,23 Kritisk ståltemperatur fås ur tabellen till ca 700 C. Exempel 2 Bjälklagsbalk i kontorsbyggnad. Balken är dimensionerad för säkerhetsklass 2 och fullt statiskt utnyttjad vid brottlastdimensionering. α = 1 (fullt utnyttjad) β = 0,8 (balk) γ = 1,1 (säkerhetsklass 2) G K = 5 Q K = 2,5 (Q F = 1,5 Q B = 1,0) Q K = 2,5/5 = 0,50 ψ = 0,5 ψ m = (1,0+1,5 0,5) / (1,0+1,5) = 0,7 Diagrammet enligt figur 1 ger X = 0,85 µ = 1,0 0,85 0,8/1,1 = 0,62 Kritisk ståltemperatur fås ur tabellen till ca 550 C.

Balken är dimensionerad för säkerhetsklass 2 och fullt statiskt utnyttjad vid brottlastdimensionering.

Relevanta dokument

Brandsäkerhet i byggnader Sven Thelandersson. Byggnadskonstruktion Konstruktionsteknik LTH 1

. Brandsäkerhet i byggnader Sven Thelandersson Byggnadskonstruktion Konstruktionsteknik LTH 1 Sverige Göteborgsbranden 1998 Antal personer Byggnadskonstruktion Konstruktionsteknik LTH 2 Dödsfall vid brand