ONTWERPEN VAN CONSTRUCTIES IN PREFABBETON Les 10 Brandweerstand

ONTWERPEN VAN CONSTRUCTIES IN PREFABBETON Les 10 Brandweerstand Les 10 : Brandweerstand

Basisvereisten De brandweerstand van een constructie wordt bepaald volgens de volgende criteria: Stabiliteit “R”: dragende functie Thermische isolatie “I”: de gemiddelde temperatuurstijging van de niet blootgestelde oppervlakte < 140 °K en de maximum temperatuurstijging op geen enkel punt > 180 °K Vlamdichtheid “E”: geen doorgang van brand door wanden, vloeren, enz. . Les 10 : Brandweerstand

Brandacties Thermische en mechanische acties Reductie van de materiaaleigenschappen in functie van de temperatuur Thermische uitzettingen Les 10 : Brandweerstand

Reductie materiaaleigenschappen Beton 1. Silicium granulaten 2. Kalksteen granulaten Vermindering van de karakteristieke druksterkte Les 10 : Brandweerstand

Reductie materiaaleigenschappen Wapeningsstaal 1. Trekwapening (warm gewalst) voor rekken εs, fi 2% 2. Trekwapening (koud vervormd) voor rekken εs, fi 2% Vermindering van de karakteristieke treksterkte 3. Druk- en trekwapening voor rekken εs, fi 2% Les 10 : Brandweerstand

Reductie materiaaleigenschappen Voorspanstaal 1. Koud vervormd voorspanstaal (draden en strengen) 2. Gekoeld en getemperd staal (staven) Vermindering van de karakteristieke sterkte (0, 9 fpk) Les 10 : Brandweerstand

Brandacties Thermische uitzetting Grotere doorbuiging bij platen door blootstelling aan één zijde Grotere langse uitzetting van ribbenvloeren omwille van blootstelling aan 3 zijden Vloeren zetten uit in langse en dwarse richting Les 10 : Brandweerstand

Thermische uitzetting Constructief gedrag Kleine blokkeerkrachten in kleinere constructies Grote blokkeerkrachten in grotere constructies Verhinderde thermische uitzetting door omringende constructie Les 10 : Brandweerstand

Thermische uitzetting Grote uitzettingen kunnen aanleiding geven tot incompabiliteit met de verbindingen bij 120 °C ± 100 mm Cumulatie van thermische uitzettingen van opeenvolgende overspanningen in dezelfde richting kunnen 100 mm en meer bedragen Les 10 : Brandweerstand

Mogelijke gevolgen van thermische uitzettingen Brand in bibliotheek in Linköping, Zweden De constructie in ter plaatse gestort beton stortte in na 30 minuten brand, omwille van de incompatibiliteit van de verbindingen tussen kolommen en vloeren met de grote uitzetting van een 52 m lange vloer aan weerszijden blootgesteld aan de brand Les 10 : Brandweerstand

Indirecte thermische acties Dwarsvervorming van de betondoorsnede Druk Temperatuurgradiënt Lineaire vervorming van de dwarsdoorsnede Trek Druk Temperatuur Trek- en drukspanningen in de betondoorsnede ten gevolge van de incompabiliteit tussen de niet-lineaire temperatuurgradiënt en de lineaire vervorming van de dwarsdoorsnede Les 10 : Brandweerstand

Indirecte thermische acties Toename van de steunpuntsmomenten bij hyperstatische constructies Thermische doorbuiging bij isostatisch opgelegde vloeren De doorbuiging ten gevolge van thermische spanningen doet het steunpuntsmoment bij doorlopende constructies toenemen Les 10 : Brandweerstand

Aanbevelingen bij het ontwerp Thermische uitzettingen moeten mogelijk zijn De stabiliteitskern zo centraal mogelijk in de constructie plaatsen en scharnierende verbindingen voorzien met de rest van de constructie Centrale kern Scharnierende verbindingen Geprefabriceerde betonnen constructies laten over ‘t algemeen grotere vervormingen toe dan ter plaatse gestorte monoliete constructies Les 10 : Brandweerstand

Nazicht brandweerstand Volgens Eurocode 2 - deel 1 -2 kan de brandweerstand bepaald worden door: Tabellen Eenvoudige berekeningen Brandproeven Les 10 : Brandweerstand

Nazicht brandweerstand Tabellen Opgesteld op empirische gegevens en berekeningen Geven minimum afmetingen voor de betondoorsnede en asafstand van de hoofdwapening De referentie belastingsgraad fi = 0, 7 Opgesteld voor normaal beton met siliciumgranulaten (kalksteengranulaten middels aanpassingen) Geen verder nazicht nodig voor dwarskracht en torsie Les 10 : Brandweerstand

Nazicht met tabellen Balken blootgesteld aan 3 zijden deff d 1 + 0, 5 d 2 Definitie van de gebruikte afmetingen voor verschillende balktypes Les 10 : Brandweerstand

Nazicht met tabellen Balken Statisch opgelegde balken in gewapend en voorgespannen beton Les 10 : Brandweerstand

Nazicht met tabellen Kolommen Methode A voor kolommen 300/300, 300/400 en 400/400 Belastingsgraad μfi = 0, 2 ; 0, 5 ; 0, 7 Betondekking 40 mm 4 langswapenigen 8 langswapeningen Kolommen met rechthoekige of ronde doorsnede in gewapend beton Les 10 : Brandweerstand

Nazicht met tabellen Kolommen Methode A voor kolommen 300/300, 300/400 en 400/400 Belastingsgraad μfi = 0, 2 ; 0, 5 ; 0, 7 Betondekking 50 mm 4 langswapenigen 8 langswapeningen Kolommen met rechthoekige of ronde doorsnede in gewapend beton Les 10 : Brandweerstand

Nazicht met tabellen Kolommen Methode A voor kolommen 300/300, 300/400 en 400/400 Belastingsgraad μfi = 0, 2 ; 0, 5 ; 0, 7 Betondekking 60 mm 4 langswapenigen 8 langswapeningen Kolommen met rechthoekige of ronde doorsnede in gewapend beton Les 10 : Brandweerstand

Nazicht met tabellen Wanden Dragende wanden in gewapend beton Les 10 : Brandweerstand

Brandweerstand holle vloeren Tabellen Minimum plaatdikte en asafstand wapening voor isostatisch opgelegde holle vloeren Les 10 : Brandweerstand

Nazicht brandweerstand Eenvoudige berekeningen Ribbenvloeren Temperatuurcurven voor verschillende types geprefabriceerde elementen I - balken Rechthoekige balken Les 10 : Brandweerstand

Nazicht door berekening Gereduceerde betondoorsnede Alleen de doorsnede < 500°C wordt gebruikt in de berekening Temperatuurgradient 500 °C Beton Materiaalsterkte functie van de temperatuur Staal Berekening volgens de breukmethode Les 10 : Brandweerstand

Brandweerstand holle vloeren Analyse door berekening Om een goede brandweerstand te bekomen zijn verbindingen met de oplegconstructie essentiëel Kettingwapening ø 12 mm Temperatuurcurves / asafstand wapening Brandbescherming is noodzakelijk Berekeningsmodel voor de brandweerstand volgens de breukmethode Les 10 : Brandweerstand

Nazicht brandweerstand Brandproeven Temperatuur ISO tijd - temperatuurcurve Normale belastingen Statisch opgelegde elementen Tijd - uren TT-element na 150 minuten ISO-brand Les 10 : Brandweerstand

Brandproef op een prefabhal Details gebouw en brandlast Schets binnenzicht zonder tussenvloer Buitenzicht gebouw 125 kg hout per m² Binnenzicht met tussenvloer Les 10 : Brandweerstand

Brandproef op een prefabhal Proefresultaten Op het einde van de brand Tijdens de brand Vervorming dakbalk Temperatuurverloop tijdens de brand Les 10 : Brandweerstand

Brandweerstand verbindingen Zelfde principes als constructieve componenten: Minimum afmetingen Voldoende betondekking op de wapeningen Brandbescherming van blootgestelde metalen details Grote vervormingen mogelijk maken Metalen verbindingen moeten tegen brand beschermd worden Deuvelverbindingen vereisen gewoonlijk geen speciale maatregelen tegen brand Les 10 : Brandweerstand