Przedstawiono i przedyskutowano wyniki badań popożarowej wytrzymałości konstrukcyjnej stali S355J2+N, niskowęglowej, o ferrytyczno-perlitycznej strukturze wewnętrznej. Wnioskowanie oparto na statycznej próbie rozciągania, prowadzonej na próbkach wystudzonych po ich uprzedniej ekspozycji na oddziaływanie temperatury pożarowej. Rozważono różny czas trwania incydentu pożarowego, różny poziom temperatury wygrzewania materiału i różny sposób jego studzenia. Oddziaływanie pożaru symulowano w scenariuszu badania izotermicznego.
EN
The results of post-fire strength tests performed for samples made of S355J2+N low-carbon structural steel, with ferritic-pearlitic microstructure, have been presented and widely discussed. The conclusion was based on the static tensile tests, carried out on samples cooled down after their prior exposure to fire temperature. Different duration of the fire incidents as well as various temperature levels of the material heating and also differentiated ways of its cooling down after the fire exposure were considered. The fire impact was simulated in an isothermal, steady-state heating regime.
Zaprezentowano i przedyskutowano przyczyny oderwania się fragmentu kamiennej rzeźby będącej personifikacją Komedii od ściany elewacji frontowej budynku Teatru im. Juliusza Słowackiego w Krakowie. Pokazano sposób rekonstrukcji tej rzeźby oraz zastosowaną w praktyce technikę jej zabezpieczenia przed szkodliwymi wpływami atmosferycznymi.
EN
The reasons for the detachment of a fragment of a stone sculpture, which is the personification of Comedy, from the front elevation wall of the Juliusz Słowacki Theater in Cracow are presented and discussed in detail. The methods of reconstructing this sculpture are shown as well, and also the techniques used in practice to protect it against harmful atmospheric influences.
Przedstawiono wyniki badań odporności wybranych stali stosowanych w budownictwie, poddanych wcześniejszej symulowanej ekspozycji pożarowej, na inicjowanie w nich, a następnie na ewentualną propagację kruchych pęknięć. Tego typu odporność materiału warunkuje jego ponowne zastosowanie po pożarze. Wnioskowanie przeprowadzono na podstawie wyników uzyskanych w zinstrumentalizowanej próbie udarności. Szczegółowe badanie dotyczy kolejno stali S355J2+N, 1H18N9T oraz X2CrNiMoN22-5-3.
EN
The results of a few resistance tests to initiation and then to possible propagation of brittle cracks carried out for selected steel grades used in the construction industry, subjected to prior simulated fire exposure, are presented and discussed in detail. This type of the material resistance determines its re-use after a fire episode. The inference has been made on the basis of the results obtained in the instrumented impact test. Detailed considerations are related to S355J2+N, 1H18N9T and also X2CrNiMoN22-5-3 steel grades, respectively.
It is presented in detail how the selection of a structural model describing the behaviour of a steel hall transverse frame when subject to fire exposure in a more or less complex way may affect the fire resistance evaluation for such a frame. In the examples compiled in this paper the same typical one-aisle and single-story steel hall is subjected to simulated fire action, each time following the same fire development scenario. A resultant fire resistance is identified individually in each case, using various computational models, on an appropriate static equilibrium path obtained numerically. The resulting estimates vary, not only in the quantitative sense, but also in terms of their qualitative interpretation. It is shown that the greater the simplification of the model used, the more overstated the estimated fire resistance is in relation to its real value. Such an overestimation seems to be dangerous to the user, as it gives him an illusory but formally unjustified sense of the guaranteed safety level.
PL
Pokazano jak dobór schematu statycznego pojedynczej ramy poprzecznej typowego ustroju nośnego hali stalowej determinuje uzyskaną z obliczeń dla tej ramy wartość poszukiwanej odporności ogniowej. Odporność tę interpretuje się z reguły jako czas przez który badana rama w warunkach ekspozycji pożarowej zachowuje zdolność do bezpiecznego przenoszenia przyłożonych do niej obciążeń. W celach porównawczych, dla tego samego scenariusza rozwoju pożaru, odpowiadającego standardowym warunkom nagrzewania, i dla tej samej ramy, rozpatrzono odpowiadające sobie rozmaite modele obliczeniowe o różnym stopniu złożoności. Reprezentatywną miarą odporności na oddziaływanie monotonicznie narastającej w czasie pożaru temperatury elementów stalowych było w każdym z rozpatrywanych przypadków wyczerpanie możliwości efektywnego przenoszenia obciążeń, identyfikowane na ścieżce równowagi statycznej. Zestawienie i porównanie uzyskanych wyników doprowadziło do konstatacji, że im większy stopień uproszczenia zastosowanego modelu obliczeniowego tym bardziej zawyżone otrzymane na jego podstawie oszacowanie poszukiwanej odporności, przeszacowujące realnie gwarantowany użytkownikowi poziom bezpieczeństwa. Wykazano, że znaczący wpływ na finalny wynik analizy może mieć formalne uwzględnienie w zastosowanym modelu obliczeniowym mimośrodów wynikających ze sposobu oparcia płatwi na ryglu, co na ogół nie jest dostrzegane. Generują one bowiem dodatkowy moment skręcający, który w sytuacji zmniejszonej wskutek oddziaływania temperatury pożarowej sztywności rygla może przyspieszać jego utratę stateczności. Szczególne znaczenie dla wynikowej odporności ogniowej analizowanej ramy ma również zachowanie się w pożarze płatwi dachowych usztywniających rygiel. Płatwie te, z uwagi na mniejszy przekrój, nagrzewają się bowiem znacznie szybciej niż rygiel i słupy ramy poprzecznej. Stosunkowo wcześnie zatem, przy monotonicznym wzroście temperatury, przestają efektywnie podtrzymywać ten rygiel, w efekcie czego narastanie jego ugięcia, często decydujące o nośności ramy, nie jest już w żaden sposób hamowane. W rozważanych modelach formalnych pominięto wpływ potencjalnie możliwych imperfekcji geometrycznych, zarówno tych o charakterze globalnym jak i tych lokalnych. W prowadzonej przez autorów analizie nie wydaje się on bowiem mieć istotnego znaczenia. Nie uwzględniono również faktu narastania wraz z rozwojem pożaru podatności węzłów.
Przedstawiono różne sposoby wyznaczania pozostającego czasu zdatności skorodowanego, użytkowanego naziemnego zbiornika stalowego wykorzystywanego do magazynowania paliw płynnych. Poszukiwany czas, odnoszony zazwyczaj do chwili badania stanu technicznego obiektu, zależy jednak nie tylko od założonych a priori wymagań bezpieczeństwa, ale również od zastosowanego w praktyce sposobu obliczeń. Z rozpatrywanego przykładu wynika, że poszczególne podejścia nie są formalnie kompatybilne, a uzyskane na ich podstawie wnioski mogą się okazać wzajemnie sprzeczne.
EN
Various methods are shown in detail to determine the remaining service time for the corroded, above-ground steel tank being in-service, used to store the liquid fuels. The sought value of such the time, usually referred to the time of the verification the tank technical condition, depends not only on the safety requirements assumed a priori, but also on the computation procedure applied in practice. The numerical example presented by the authors allows to conclude that the considered approaches are not formally compatible and the conclusions obtained on their basis may prove to be mutually contradictory.
Zaprezentowano technikę kształtowania żywych mostów stosowaną od wieków przez lud Khasi w indyjskim stanie Meghalaya. Ustrój nośny tego rodzaju budowli stanowi szkielet wzajemnie splątanych i wielokrotnie zrośniętych ze sobą korzeni powietrznych figowca sprężystego. Korzenie te, stale rosnąc i ulegając stopniowemu zdrewnieniu, czynią z czasem utworzony z nich most, coraz mocniejszy i coraz bardziej sztywny.
EN
The technique of shaping living bridges used for centuries by the Khasi people in the Indian state of Meghalaya is presented in detail. The load-bearing structure of this type of bridges is the skeleton made of the air roots of the Ficus elastica tree, tangled and repeatedly fused together. These roots, constantly growing and becoming gradually lignified, make the bridge formed from them stronger and more rigid with time.
Aim: This paper examines the responses of load-bearing steel frames to direct fire exposure and the associated impact of the monotonically increasing temperature of its components. For comparative purposes, the authors analysed in detail specific frames with beam-to-column joints differing in rigidity. Depending on whether there are stiffening ribs present and, if so, on where they are located, the fire resistance of the considered structural component is determined by the actual damage patterns. These can be manifested as local instability in the column web or as damage to the column flange or beam flange. The design of the joint is also one of the factors determining the redistribution of internal forces generated in the frame components when subjected to fire conditions. Methods: The authors identified, discussed and compared the dependencies determining the relationships between the temperature of the frame components, and the bending moments and axial forces induced in these components during a fire. These relationships were identified through a detailed analysis of a numerical example, in which the fire behaviour of three similar steel frames, differing in terms of their beam-to-column joint rigidity, was examined. In the first analysed case, a joint without any ribbing was examined, in the second case, a joint with horizontal ribs, and in the third case, a joint with horizontal and diagonal ribs. The relationships listed above are accompanied by corresponding the relationships specifying the dependencies between steel temperature and frame beam deflection. In addition, the analysis considers flexible supports with different rigidity to model the resistance of the columns to horizontal joint displacement. Results: It has been shown that the analysed types of the examined frame exhibit substantial differences in their predicted structural responses if the joints used in them and exposed to fire differ in rigidity. The identification of these differences and their qualitative and quantitative description constitute the main objective of this work. Conclusions: Frame behaviour under fire conditions is determined not only by frame geometry and the size of its structural members, designed to be able to fully bear their respective loads, but also, to the same extent, by the susceptibility to deformation of the bearing structure itself and the joints connecting the component structural members.
PL
Cel: W artykule autorzy analizowali sposób reakcji stalowej ramy nośnej na bezpośrednią ekspozycję ogniową oraz towarzyszący jej monotoniczny wzrost temperatury elementów badanej ramy. W celach porównawczych rozpatrzono ramy z węzłami typu rygiel – słup o różnym stopniu podatności. W zależności od tego, czy węzeł jest użebrowany i jak ewentualne żebra są rozmieszczone, o odporności ogniowej badanego ustroju nośnego decyduje inny sposób zniszczenia. Może to być zarówno lokalna utrata stateczności środnika słupa, jak i zniszczenie pasa rygla lub pasa słupa. Sposób konstrukcji węzła determinuje również schemat redystrybucji sił wewnętrznych generowanych w warunkach pożaru w elementach ramy. Metody: W pracy zidentyfikowano i porównano odpowiednie zależności specyfikujące relacje pomiędzy temperaturą elementów ramy a indukowanymi w tych elementach momentem zginającym i siłami osiowymi. Zależności te uzyskano po szczegółowej analizie przykładu numerycznego, w którym badano zachowanie w warunkach pożaru trzech odpowiadających sobie ram stalowych, przy czym w każdej z tych ram zastosowano węzły o innej sztywności. W pierwszym przypadku były to węzły z nieużebrowanym środnikiem, w drugim – ze środnikiem użebrowanym jedynie przez wykorzystanie żeber poziomych, w trzecim natomiast – węzły z żebrami poziomymi i żebrem ukośnym. W analizie dodatkowo zróżnicowano sztywność podparcia sprężystego modelującego podatność słupów ramy na poziome przemieszczenie węzłów. Wyniki: Uzyskane wyniki potwierdziły oczekiwany wniosek: w początkowej fazie pożaru w ryglach ramy dominuje ściskanie, co przekłada się na rozpychanie węzłów. Ze wzrostem temperatury elementów coraz większego znaczenia nabiera jednak wpływ narastającego ugięcia rygla, co w efekcie generuje postępujący zanik osiowej siły ściskającej. To z kolei powoduje ściąganie węzłów ramy do jej wnętrza. Tego typu ogólny schemat zachowania się ramy w pożarze ma jednak zasadniczo różny przebieg, jeśli tylko węzły ramy wykazują różną sztywność. Specyfikacja tych różnic oraz ich jakościowy i ilościowy opis są podstawowym celem prezentowanej pracy. Wnioski: Zachowanie się w pożarze rozwiniętym stalowej ramy nośnej warunkowane jest przez jej geometrię oraz rozmiary kształtujących ją elementów konstrukcyjnych o przekrojach zaprojektowanych tak, aby elementy te były zdolne do przenoszenia przyłożonych do nich obciążeń. W równym stopniu istotna jest podatność na deformacje zarówno samego ustroju nośnego, jak i poszczególnych węzłów scalających ten ustrój.
Na podstawie przeprowadzonych symulacji numerycznych określono jakościowy i ilościowy wpływ globalnej imperfekcji kształtu na nośność w pożarze samonośnych paneli łukowych wykonanych z cienkościennych stalowych blach profilowanych trapezoidalnie. Rozważono cztery scenariusze nagrzewania, odpowiednio symetrycznego i niesymetrycznego, arkuszy blach poddanych równoczesnemu działaniu równomiernie rozłożonego obciążenia grawitacyjnego.
EN
Based on the numerical simulations, the qualitative and quantitative impact of global shape imperfection on bearing capacity of self-supporting arch-shaped panels made of thin-walled trapezoidally profiled steel sheets when exposed to fire was determined. Four heat-up scenarios, respectively symmetrical and asymmetrical, of sheets subjected to the simultaneous action of an evenly distributed gravitational load were considered.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.