Konstrukcje żelbetowe w warunkach pożarowych

• Druk: Warszawa, 2019
• Seria / cykl: Konstrukcje żelbetowe
• Autor: Robert Kowalski
• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN

Aktualnie, w Polsce ochrona przeciwpożarowa jest integralną częścią budownictwa, a działania mające na celu zapewnienia bezpieczeństwa pożarowego są prowadzone na etapie projektowania i realizacji nowych obiektów budowlanych oraz podczas eksploatacji istniejących. Mimo stałego wzrostu zainteresowania problematyką bezpieczeństwa pożarowego zapewnienie ochrony przeciwpożarowej nadal jest najczęściej w Polsce realizowane na bazie spełnienia wymagań przepisów, a wiedza wielu inżynierów budownictwa na temat wpływu pożaru na konstrukcje budowlane jest niepełna.

Przedmiotem niniejszej publikacji jest analiza zachowania się konstrukcji żelbetowych w warunkach pożarowych oraz kryteria dokonywanych przez projektanta ocen odporności ogniowej. Jest to niezbędne do stworzenia bezpiecznych warunków ewakuacji użytkowników w wymaganym przez normy i przepisy czasie. Autor prezentuje ponadto informacje na temat przebiegu pożaru i jego oddziaływania na konstrukcje oraz na temat podwyższania odporności ogniowej konstrukcji żelbetowych i ich oceny po pożarze.

Zasadniczym celem autora było spójne przedstawienie wiedzy wystarczającej do efektywnego projektowania konstrukcji żelbetowych z uwagi na warunki pożarowe, metodami opartymi na rozpatrywaniu pożaru jako wyjątkowej sytuacji projektowej. Projektowanie konstrukcji „na pożar” jest jednak obarczone znacznie większą niepewnością od projektowania na zwykłe warunki. Zatem, aby projektowanie „na pożar” było w pełni świadome, należy mieć jak najszerszą wiedzę na temat możliwego przebiegu tego zjawiska i jego oddziaływania na elementy konstrukcyjne, wpływu wysokiej temperatury na pogorszenie właściwości mechanicznych betonu i stali oraz zjawisk zachodzących w betonie konstrukcji narażonych na warunki pożarowe.

Książka jest skierowana przede wszystkim do projektantów konstrukcji budowlanych. Ponadto będzie interesująca dla reprezentantów środowiska naukowego z zakresu budownictwa oraz praktyków: kierowników budowy, przedstawicieli nadzoru budowlanego, osób zajmujących się eksploatacją obiektów budowlanych. Stanowić także dobry materiał do uzupełniający dla studentów i absolwentów pożarnictwa.

• Kategorie:
  1. Ebooki i Audiobooki »
  2. Ebooki »
  3. Ebooki popularnonaukowe i specjalistyczne »
  4. Technika
• Język wydania: polski
• ISBN: 978-83-01-20379-5
• ISBN druku: 978-83-01-20335-1
• Liczba stron: 316

Wykaz oznaczeń   9
1. Wprowadzenie   13
2. Bezpieczeństwo pożarowe konstrukcji  17
	2.1. Podstawy formalno-prawne  17
	2.2. Pożar w budynku   20
		2.2.1. Powstawanie, rozwój i przebieg pożaru  20
		2.2.2. Normowe zależności czas–temperatura  26
		2.2.3. Zaawansowane normowe modele pożaru  28
		2.2.4. Modelowanie rzeczywistego przebiegu pożaru  31
	2.3. Odporność ogniowa konstrukcji  32
		2.3.1. Istota pojęcia odporność ogniowa, stawiane wymagania  32
		2.3.2. Określenie odporności ogniowej na podstawie badań  35
		2.3.3. Określenie odporności ogniowej na podstawie wymagań eurokodów   39
3. Pożar jako wyjątkowa sytuacja projektowa  45
	3.1. Istota rozpatrywania pożaru jako wyjątkowej sytuacji projektowej, etapy analizy   45
	3.2. Scenariusz pożarowy  48
	3.3. Oddziaływania mechaniczne w sytuacji pożaru  52
	3.4. Temperatura w przekrojach elementów narażonych na warunki pożarowe  57
4. Wpływ wysokiej temperatury na właściwości mechaniczne stali zbrojeniowej   63
	4.1. Model normowy   63
	4.2. Odkształcenia zbrojenia w temperaturze pożarowej, wykorzystanie modelu normowego do zaawansowanych analiz konstrukcji   67
	4.3. Wykorzystanie modelu normowego do obliczeń prowadzonych metodami uproszczonymi  76
	4.4. Model normowy w świetle wyników badań i innych wymagań  79
5. Wpływ wysokiej temperatury na beton  87
	5.1. Badania betonu w wysokiej temperaturze  87
	5.2. Cechy mechaniczne ogrzewanego betonu w ujęciu normowym  90
	5.3. Przemiany zachodzące w betonie pod wpływem działania wysokiej temperatury  94
	5.4. Wpływ wytrzymałości betonu na jego reakcję na działanie wysokiej temperatury  97
	5.5. Wpływ rodzaju kruszywa i cementu  99
	5.6. Odpryskiwanie termiczne betonu  101
	5.7. Odkształcalność betonu w warunkach pożarowych  107
	5.8. Wytrzymałość ogrzewanego betonu po ochłodzeniu  118
	5.9. Wpływ naprężeń ściskających występujących w ogrzewanym betonie  121
	5.10. Zmniejszenie wytrzymałości ogrzewanego betonu wg zaleceń amerykańskich  123
6. Uproszczone metody obliczania nośności elementów żelbetowych   125
	6.1. Uwagi ogólne   125
	6.2. Metoda Izotermy 500°C  126
		6.2.1. Założenia   126
		6.2.2. Określenie położenia izotermy 500°C i temperatury zbrojenia  130
		6.2.3. Określenie nośności przekroju zredukowanego  136
	6.3. Pozostałe, uproszczone metody obliczeń  138
		6.3.1. Metoda Strefowa  138
		6.3.2. Uproszczone metody obliczeń elementów ścinanych i skręcanych   140
		6.3.3. Uproszczona metody obliczeń belek i płyt  141
7. Zapewnienie odporności ogniowej elementów zginanych  143
	7.1. Projektowanie przy wykorzystaniu tablic  143
		7.1.1. Podstawowe założenia i zakres stosowania tablic podanych w eurokodzie  143
		7.1.2. Płyty   145
		7.1.3. Belki   147
		7.1.4. Tablice podane w normie amerykańskiej  150
	7.2. Obliczenie nośności przekroju elementów zginanych metodą Izotermy 500°C  152
		7.2.1. Równania równowagi przekroju  152
		7.2.2. Graniczna wysokość strefy ściskanej przekroju  155
		7.2.3. Odległość osiowa zbrojenia, jaką należy przyjąć do obliczeń  160
	7.3. Przykłady obliczeń nośności ogniowej elementów zginanych  163
		7.3.1. Uwagi ogólne  163
		7.3.2. Płyta jednoprzęsłowa ogrzewana od strony strefy rozciąganej 163
		7.3.3. Płyta wspornikowa ogrzewana od spodu (od strony strefy ściskanej)  167
		7.3.4. Stosunkowo słabo zbrojona belka żelbetowa ogrzewana od strony strefy rozciąganej  170
		7.3.5. Belka wspornikowa ogrzewana od spodu (od strony strefy ściskanej)  173
		7.3.6. Belka wspornikowa wg punktu 7.3.5. – obliczenia metodą Strefową  176
		7.3.7. Intensywnie zbrojona belka żelbetowa ogrzewana ze wszystkich stron  177
		7.3.8. Obliczenia belki wg punktu 7.3.7 przy założeniu, że ogrzewane jest tylko zbrojenie  182
		7.3.9. Belka dwuprzęsłowa  185
	7.4. Reakcja elementów zginanych na warunki pożarowe w świetle wyników badań  188
		7.4.1. Uwagi ogólne  188
		7.4.2. Zmniejszenie nośności elementów  188
		7.4.3. Deformacje elementów i zmiany ich sztywności  194
	7.5. Wskazówki do prowadzenia zaawansowanych analiz konstrukcji statycznie niewyznaczalnych  198
8. Zapewnienie odporności ogniowej elementów ściskanych  201
	8.1. Projektowanie przy wykorzystaniu tablic  201
		8.1.1. Podstawowe założenia  201
		8.1.2. Metody podane w tekście eurokodu  201
		8.1.3. Prognozowanie nośności ogniowej słupów z uwzględnieniem efektów drugiego rzędu wg eurokodu  204
		8.1.4. Wymagania stawiane w przepisach amerykańskich  205
	8.2. Obliczenia nośności słupów metodą Izotermy 500°C  206
		8.2.1. Założenia i równania równowagi przekroju  206
		8.2.2. Dodatkowe problemy mogące powstać podczas określenia nośności elementów ściskanych narażonych na warunki pożarowe  210
	8.3. Przykłady obliczeń nośności ogniowej elementów ściskanych  214
		8.3.1. Uwagi ogólne  214
		8.3.2. Przekrój słupa ogrzewanego ze wszystkich stron, obciążonego siłą usytuowaną w pobliżu osi  214
		8.3.3. Przekrój słupa ogrzewanego ze wszystkich stron, obciążonego siłą usytuowaną poza przekrojem  223
		8.3.4. Przekrój słupa ogrzewanego od strony zbrojenia mniej ściskanego, obciążonego siłą usytuowaną w pobliżu osi  227
		8.3.5. Przekrój słupa ogrzewanego od strony zbrojenia bardziej ściskanego, obciążonego siłą usytuowaną w pobliżu osi  232
		8.3.6. Uproszczona analiza wpływu efektów drugiego rzędu na słup narażony na warunki pożarowe, przeprowadzona na podstawie połączenia założeń metody Izotermy 500°C z założeniami metody Nominalnej sztywności  236
		8.3.7. Uproszczona analiza wpływu efektów drugiego rzędu na słup narażony na warunki pożarowe przeprowadzona na podstawie połączenia założeń metody Izotermy 500°C z założeniami metody Nominalnej krzywizny  244
		8.3.8. Przekrój słupa o większych wymiarach przekroju, ogrzewanego ze wszystkich stron, obciążonego siłą usytuowaną w pobliżu osi  247
		8.3.9. Przekrój słupa o dużych wymiarach przekroju, ogrzewanego ze wszystkich stron, obciążonego siłą usytuowaną w pobliżu osi  254
	8.4. Wyniki przykładowych obliczeń w świetle Wymagań tabelarycznych i wyników badań   260
		8.4.1. Obliczenia nośności przekroju słupa o wymiarach 30 × 30 cm  260
		8.4.2. Obliczenia z uwzględnieniem wpływu efektów drugiego rzędu wg eurokodów  262
		8.4.3. Wpływ wymiarów przekroju słupa na wynik obliczeń jego nośności ogniowej  265
		8.4.4. Wyniki obliczeń w świetle Wymagań tabelarycznych uwzględniających wyboczenie  266
		8.4.5. Badania eksperymentalne nośności ogniowej słupów  267
	8.5. Uwagi końcowe   274
9. Nośność ogniowa strefy przypodporowej  277
	9.1 Ścinanie   277
		9.1.1. Uwagi ogólne  277
		9.1.2. Przykład obliczenia nośności ogniowej na ścinanie belki swobodnie podpartej ogrzewanej od spodu  279
		9.1.3. Przykład obliczenia nośności ogniowej na ścinanie belki wspornikowej ogrzewanej od spodu  281
	9.2. Przebicie   283
		9.2.1. Wymagania normowe  283
		9.2.2. Nośność ogniowa na przebicie w świetle doświadczeń praktycznych, wyników badań i obliczeń  284
		9.2.3. Zapewnienie nośności ogniowej na przebicie przy długim czasie pożaru  287
		9.2.4 Obliczeniowa ocena nośności na przebicie w warunkach pożarowych metodami uproszczonymi  288
Literatura   293