Odporność ogniowa słupów zespolonych stalowo-betonowych z rur wypełnionych betonem – dostępne metody obliczeń

• Autorzy: Szymkuć W.

Warianty tytułu

EN

Fire resistance of steel-concrete composite columns made out of steel-concrete tubes filled with concrete – available calculation methodologies

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Niniejszy artykuł ma na celu przybliżenie zagadnień związanych z obliczaniem nośności słupów zespolonych stalowo-betonowych z rur wypełnionych betonem w warunkach podwyższonej temperatury. Ideą przyświecającą badaniom w opisywanym kierunku jest możliwość projektowania smukłych elementów konstrukcji, które, w odróżnieniu od elementów stalowych, dzięki wykorzystaniu wewnętrznej betonowej części przekroju, nie będą wymagały dodatkowej kosztownej powłoki z farb pęczniejących. Dzięki wykorzystaniu współpracy między stalą a betonem omawiane słupy mogą osiągnąć relatywnie dużą nośność w porównaniu do słupów żelbetowych, przy jednoczesnym zredukowaniu smukłości. W artykule przytoczono dostępne metody obliczeń z norm oraz literatury, a także zestawiono wyniki obliczeń z rezultatami testów laboratoryjnych.

EN

The present article is to outline the problem area related to calculation of the load bearing capacity of steel-concrete composite columns made out of concrete-filled tubes, in the context of high temperature conditions exposure. The idea which drives the research, within the field described above, is seen in a possibility of designing slim structural elements which, contrary to the elements made out of steel, thanks to application of concrete within the internal cross section, will not require additional, expensive intumescent coating. Thanks to the fact that a structural relationship emerges between steel and concrete, the columns may achieve relatively high load-bearing capacity, as compared with the ferroconcrete solutions, with simultaneous reduction of their diameter. The present article outlines the available calculation methodology applied within norms and literature. Moreover, results of the calculation has been compared with the laboratory test results.

Słowa kluczowe

PL

słup kompozytowy; kompozyt stalowo-betonowy; rura stalowa; wypełnienie betonem; warunki pożarowe; odporność ogniowa; nośność; obliczanie

EN

composite column; steel-concrete composite; steel tube; concrete filling; fire conditions; fire resistance; load bearing capacity; calculation

• Wydawca: Fundacja Polskiego Związku Inżynierów i Techników Budownictwa
• Czasopismo: Przegląd Budowlany
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 87, nr 12
• Strony: 43--48
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Szymkuć W.

• Politechnika Poznańska

Bibliografia

• [1] Association of New Urban Housing Technology (ANUHT). Fire resistance design of non-insulated CFT columns – Guidelines, technical explanations and design examples (in Japanese), 2004
• [2] EN 1994–1–2: Design of composite steel and concrete structures – Part 1–2: General rules – Structural fire design, Comité Européen de Normalisation, Brussels, 2005
• [3] SFS-EN 1994–1–2/NA : National annex to standard SFS-EN 1994–1–2 Eurocode 4: design of composite steel and concrete structures. Part 1–2: General rules. Structural fire design
• [4] Aribert, J.M., Renaud, C., Zhao, B.: Simplified fire design for composite hollow section columns, Structures and Buildings, tom 161, 2008
• [5] Bergmann, M., Zur Bemessung von Hohlprofilverbundstützen im Brandfall, Institut für Konstruktiven Ingenieurbau, Bergische Universität Wuppertal, PhD Dissertation, 2013
• [6] Bergmann, M., Hanswille, G., Näherungsverfahren für die Brandbemessung von Hohlprofil-verbundstützen, Stahlbau, tom 81 (11), str. 833–839, 2012
• [7] Espinós, A., Romero, L.M., Hospitaler, A., Simple calculation model for evaluating the fire resistance of unreinforced concrete filled tubular columns, Engineering Structures, tom 42, str. 231–234, 2008
• [8] Espinós, A., Romero, M.L., Hospitaler, A., Fire design method for bar-reinforced circular and elliptical concrete filled tubular columns, Engineering Structures, tom 56, str. 384–395
• [9] Espinós, A., Romero, M.L., Hospitaler, A., Research report: Development of a simple calculation model for evaluating the fire resistance of concrete filled tubular columns, Universität Politecnica de Valencia, 2013
• [10] Han, L.H., Zhao, X.L., Yang, Y.F., Feng, J.B., Experimental study and calculation of fire resistance of concrete-filled hollow steel columns, Journal of Structural Engineering, tom. 129 (3), str. 346–356, 2003
• [11] Kodur, V.K.R., Performance-based fire resistance design of concrete-filled steel columns. Journal of Constructional Steel Research, tom 51 (1), str. 21–36, 1999
• [12] Lie, T.T., Chabot, M., Experimental Studies on the Fire Resistance of Hollow Steel Columns Filled with Plain Concrete. Internal report nr 611, Institute for Research in Construction, National Research Council of Canada, Ottawa, 1992
• [13] Renaud, C., Joyeux, D., Kruppa, J., Improvement and extension of the simple calculation method for fire resistance of unprotected concrete filled hollow columns. CIDECT research project 15Q-12/03, CTICM, France, 2004
• [14] Romero, M., Moliner, V., Espinós, A., Ibañez, C., Hospitaler, A., Fire behavior of axially loaded slender high strength concrete-filled tubular columns, Journal of Constructional Steel Research, tom 67, str. 1953–65, 2011
• [15] Sulik, P., Turkowski, P., Łukomski, M., Porównanie metod oceny odporności ogniowej konstrukcji stalowych, Materiały Budowlane, 11/2015, str. 62–64, 2015
• [16] Szymkuć, W., Glema, A., Malendowski, M., Fire performance of steel tubular columns filled with normal strength concrete, Response of Structures Under Extreme Loading. Proceedings of the Fifth International Workshop on Performance, Protection & Strengthening of Structures Under Extreme Loading (PROTECT 2015), Michigan State University, czerwiec 28–30, 2015, East Lansing, USA
• [17] Szymkuć, W., Glema, A., Malendowski, M., Wpływ wybranych parametrów na zachowanie i czas odporności ogniowej słupów zespolonych z rur okrągłych wypełnionych betonem, Monografia konferencji IKAR 2015: Innowacyjność, kreatywność i rozwój: budownictwo a środowisko, Wydawnictwo Zarządu Oddziału PZITB w Poznaniu, str. 77–91
• [18] Wang, Y.C., Design Guide for Concrete Filled Hot Finished Structural Hollow Section (SHS) Columns, 2014