Redistribution of bending moments in multi – span R/C beams and slabs subjected to fire

• Autorzy: Kowalski R. , Urbański M.

Warianty tytułu

PL

Redystrybucja momentów zginających w wieloprzęsłowych belkach i płytach żelbetowych w warunkach pożarowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper shows consideration of decrease in cross-section stiffness in commonly used in practice R/C beams and slabs in cases when only reinforcing bars or only concrete compressed zone is subjected to fire. Analyses were based on: a) standard fire curve, b) 500°C Isotherm Method assumptions, c) mechanical properties of reinforcing steel when heated to high temperatures. Afterwards, based on the estimated decrease of cross-sections stiffness, the redistribution of bending moments was calculated in some cases of two-span R/C beams and slabs subjected to fire from their bottom face. Due to the bending moment redistribution, one could expect a reduction of bending moments in span cross-sections and an increase of the support bending moment. As a result of this phenomenon, the ultimate limit state of the structural multi-span elements might occur after a shorter fire duration than could be expected when redistribution of bending moments is neglected.

PL

W artykule rozważono zmniejszenie sztywności powszechnie stosowanych przekrojów belek i płyt żelbetowych w przypadkach, gdy tylko strefa prętów zbrojenia lub tylko strefa ściskana betonu wystawiona jest na działanie pożaru. Analizy oparto na: a) standardowej krzywej pożaru, b) założeniach metody izotermy 500°C [10], c) właściwościach mechanicznych stali zbrojeniowej w wysokiej temperaturze. Następnie, na podstawie oszacowania spadku sztywności przekrojów, obliczono redystrybucję momentów zginających w niektórych przypadkach dwuprzęsłowych belek i płyt żelbetowych, ogarniętych od spodu pożarem. Ze względu na redystrybucję momentów zginających można spodziewać się ich zmniejszenia w przekrojach przęsłowych oraz zwiększenia w przekrojach podporowych. W efekcie stan graniczny nośności wieloprzęsłowych elementów konstrukcyjnych może być osiągnięty po krótszym czasie trwania pożaru niż można byłoby się tego spodziewać w przypadku nieuwzględnienia redystrybucji momentów zginających.

Słowa kluczowe

EN

concrete; cross-section; fire design; stiffness

PL

beton; przekrój; projektowanie z uwagi na warunki pożarowe; sztywność

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Budownictwo
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 110, z. 1-B
• Strony: 115--138
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., wz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kowalski R.

• The Faculty of Civil Engineering, Warsaw University of Technology

autor

Urbański M.

• The Faculty of Civil Engineering, Warsaw University of Technology

Bibliografia

• [1] Buchanan A.H., Structural Design for Fire Safety, John Wiley and Sons Ltd., 2002.
• [2] fib Bulletin 46/2008, Fire design of concrete structures – structural behaviour and assessment, State-of-art report, International Federation for Structural Concrete (fib), July 2008.
• [3] fib Bulletin 38/2007, Fire design for concrete structures – materials, structures and modelling, State-of-art report, International Federation for Structural Concrete (fib), April 2007.
• [4] Kowalski R., Król P., Experimental Examination of Residual Load Bearing Capacity of RC Beams Heated up to High Temperature, Sixth International Conference “Structures in Fire”, Michigan State University, East Lansing, Michigan, USA 2010. Proceedings edited by V.K.R. Kodur and J.M. Fransen, DEStech Publications Inc.
• [5] Eurocode 2, Fire Design of concrete structures – Part 1–1: General rules and rules for buildings, EN 1992-1-1: 2004.
• [6] Kordina K., Design of concrete buildings for fire resistance. Chapter 6 in: Structural concrete, Textbook on behaviour, design and performance. Second edition. Vol. 4, fib bulletin 54, 2010.
• [7] Eurocode 0, Basis of structural design, EN 1990: 2002.
• [8] Eurocode 1, Actions on structures – Part 1–1: General actions – Densities, self-weight, imposed loads for building, EN 1991-1-1: 2002.
• [9] Eurocode 1, Actions on structures – Part 1–2: General actions – Actions on structures exposed to fire, EN 1991-1-2: 2002.
• [10] Eurocode 2, Design of concrete structures – Part 1–2: General rules – Structural fire design, EN 1992-1-2: 2004.
• [11] Taerwe L.R., Fire Design of Concrete Structures According to the Eurocodes: A Review, SP-255-4, 75-96 in: Design of Concrete Structures for Fire Safety, ACISP-255, ACI, Detroit 2008.
• [12] Kowalski R., On the Identification of the Reference Isotherm in the Simplified Analysis of R/C Members in Fire, Studies and Researches, ed. by Politecnico di Milano and Italcementi, pub. by STARRYLINK (Brescia, Italy), 2010.
• [13] Abramowicz M., Kowalski R., Stress-strain relationship of reinforcing steel subjected to tension and high temperature, International Conference: Applications of Structural Fire Engineering, Prague 2009, Conf. proc.