Συµπεριφορά µεταλλικών και σύµµικτων συστηµάτων πλάκας σε πυρκαγιά Ανασκόπηση πραγµατικών πυρκαγιών
Περιεχόµενα παρουσίασης σε πραγµατικά κτίρια Τυχηµατική πυρκαγιά οκιµή δοκού µε φλόγιστρα οκιµή πλαισίου µε φλόγιστρα γωνιών µε ξύλινες παλέτες επίδειξης µε πραγµατικά έπιπλα γραφείου 2
Οκταώροφο µεταλλικό πλαισιωτό κτίριο Σύνδεση δοκού µε δοκό Σύνδεση δοκού µε στύλο 3
Βασικές παράµετροι κτιρίου Μήκος: 42 m σε 5 ανοίγµατα των 9 m Πλάτος: 21 m σε 3 ανοίγµατα των 6 m, 9 m και 6 m Ύψος ορόφου: 4.2 m Μεταλλικά µέλη: UB δοκοί και UC στύλοι Σύµµικτη πλάκα: Ελαφροσκυρόδεµα µε συνολικό πάχος 130 mm και τραπεζοειδές µεταλλικό υπόστρωµα Μεταλλικό πλέγµα: 142 mm² Μεταλλικές συνδέσεις: Λεπίδες κορµού (πτερύγιο) για συνδέσεις δοκού µε δοκό και εύκαµπτες µετωπικές λεπίδες άκρου για συνδέσεις δοκού-στύλου Εφαρµοζόµενο φορτίο: Σάκοι άµµου (το φορτίο εξαρτάται από το πείραµα) 4
Βίντεο του Frantisek Wald Too long, must be shorten and then will be sent 5
οκιµή σε δεσµευµένη δοκό: άνοιγµα = 9.0 m 6
οκιµή σε δεσµευµένη δοκό: πειραµατικά αποτελέσµατα Vertical displacement (mm) 250 200 150 100 50 Vertical displacement Maximum temperature 0 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Time (min) 1000 800 600 400 200 Maximum temperature ( C) Παρατήρηση Μέγιστη θερµοκρασία 900 C Βύθιση δοκού: < 250 mm 7
Σύγκριση µε κανονικές δοκιµές σε φούρνο Deflection (% of span) 3.0 2.0 1.0 0 Frame test Standard furnace test 0 200 400 600 800 1000 Temperature ( C) Συµπέρασµα Καµία ένδειξη αστοχίας στο ολικό σύστηµα σύµµικτης πλάκας Κατάρρευση στα θ 650 C αν είναι απλώς εδραζόµενη 8
οκιµή δοκού σε επίπεδο πλαίσιο 9
οκιµή δοκού σε επίπεδο πλαίσιο : πειραµατικά αποτελέσµατα Maximum vertical displacement (mm) 400 350 300 250 200 150 100 50 Παρατήρηση Maximum vertical displacement Temperature of column 0 0 0 50 100 150 200 250 300 350 Μέγιστη θερµοκρασία 750 C Βύθιση δοκού 300 mm Time (min) 1000 800 600 400 200 Maximum temperature of exposed column ( C) 10
Παραµορφωµένη κατάσταση ενός θερµαινόµενου µέρους της πλάκας Συµπέρασµα Σύνθλιψη του µη-µονωµένου µέρους του στύλου Καµία επιπλέον αστοχία παρόλο της παραπάνω τοπικής αστοχίας 11
οκιµή γωνιακού διαµερίσµατος 12
οκιµή γωνιακού διαµερίσµατος : ιάταξη Φορτίο µε ξύλινες παλέτες ίσες µε 45 kg/m² Τοίχοι του διαµερίσµατος µε hollow breeze-blocks 13
οκιµή γωνιακού διαµερίσµατος : πειραµατικά αποτελέσµατα Παραµορφωµένη πλάκα µετά τη δοκιµή Πυρκαγιά κατά τη διάρκεια της δοκιµής 14
οκιµή γωνιακού διαµερίσµατος : πειραµατικά αποτελέσµατα Maximum vertical displacement (mm) 600 500 400 300 200 100 0 0 Maximum vertical displacement Maximum temperature 0 50 100 150 200 250 300 350 Time (mins) 1200 1000 800 600 400 200 Maximum steel temperature ( C) Παρατήρηση Μέγιστη θερµοκρασία µετάλλου 1014 C Μέγιστη βύθιση πλάκας 428 mm 15
οκιµή γωνιακού διαµερίσµατος : Κατασκευή µετά τη δοκιµή Παραµορφωµένη κατάσταση του θερµαινόµενου µέρους της σύµµικτης πλάκας Παραµορφωµένη κατάσταση των µεταλλικών µελών γύρω από το µονωµένο µεταλλικό στύλο Συµπέρασµα Καµία ένδειξη ολικής αστοχίας της πλάκας και, επίσης, περιορισµένη βύθιση της πλάκας παρόλο την σηµαντική θερµοκρασία του µετάλλου που αναπτύχθηκε 16
οκιµή επίδειξης (επιφάνεια µεγαλύτερη από 130 m²) 17
οκιµή επίδειξης : ιάταξη Ανοίγµατα µε κανονικούς υαλοπίνακες Φορτίο µε πραγµατικά έπιπλα γραφείου 18
οκιµή επίδειξης : πειραµατικά αποτελέσµατα Πλήρως αναπτυγµένη πυρκαγιά Αρχικά στάδια 19
οκιµή επίδειξης : πειραµατικά αποτελέσµατα 1400 Atmospheric temperature ( C) 1200 1000 800 600 400 200 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Time (mins) Παρατήρηση Average Μέγιστη θερµοκρασία αερίου 1200 C Μέγιστη θερµοκρασία µετάλλου 1150 C 20
οκιµή επίδειξης : πειραµατικά αποτελέσµατα Vertical displacement (mm) 700 600 500 400 300 200 100 0 Παρατήρηση Maximum vertical displacement 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Time (min) Σηµαντική βύθιση της πλάκας 640 mm Καµία κατάρρευση της πλάκας Steel temperature 1200 1000 800 600 400 200 0 Temperature ( C) 21
οκιµή επίδειξης : Κατασκευή µετά τη δοκιµή Παραµορφωµένη κατάσταση του θερµαινόµενου µέρους της σύµµικτης πλάκας Παραµορφωµένη κατάσταση των µεταλλικών µελών γύρω από το µονωµένο µεταλλικό στύλο Συµπέρασµα Καµία ένδειξη ολικής αστοχίας της πλάκας παρόλο τη σηµαντική θέρµανση και βύθιση της πλάκας 22
Άλλες δοκιµές οκιµή δεύτερου γωνιακού οκιµή µεγάλου διαµερίσµατος Νέα δοκιµή γωνιακού 23
Γενικές παρατηρήσεις Μεγάλος αριθµός πολύ δυσµενών δοκιµών πυρκαγιών συνέβησαν σε αυτό το µεταλλικό πλαισιωτό κτίριο χωρίς την ολική κατάρρευση της κατασκευής Πολύ καλύτερη συµπεριφορά σε παρατηρήθηκε σε σχέση µε κανονικές δοκιµές σε µεµονωµένα µέλη Άριστη ολική συµπεριφορά της σύµµικτης πλάκας ακόµα και αν οι µεταλλικές δοκοί θερµανθούν παραπάνω από 1000 C Εµφανής ενίσχυση της πυραντίστασης της σύµµικτης πλάκας λόγω των δράσεων µεµβράνης υπό µεγάλη βύθιση Καλή δοκιµή στιβαρότητα της σύµµικτης πλάκας σε περίπτωση σηµαντικών ρωγµών του σκυροδέµατος 24
Τυχαίες Πυρκαγιά Broadgate 14 όροφοι σε κτίριο γραφείων µε σύµµικτες πλάκες Θερµοκρασία πάνω από 1000 C Σηµαντική βύθιση της πλάκας (πάνω από 600 mm) αλλά όχι κατάρρευση 25