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.
W pracy zawarto wyniki analiz dotyczących nośności elementów konstrukcji w warunkach pożarowych. Pokazano, że słupy zespolone z rur wypełnionych betonem mogą być alternatywą dla elementów stalowych, biorąc pod uwagę ich nośność w warunkach pożarowych. Wyniki pracy i przedstawiona metodologia mogą mieć zastosowanie praktyczne, z uwagi na wykazaną możliwość zwiększenia odporności ogniowej słupów bez stosowania standardowych zabezpieczeń ogniochronnych w postaci mas natryskowych lub farb pęczniejących. Rozpatrując klasę R30, wypełnienie betonem może pozwolić na sześciokrotne zwiększenie siły osiowej w porównaniu z niezabezpieczoną rurą stalową o takiej samej geometrii zewnętrznej. Samo uwzględnienie betonu jako elementu przejmującego ciepło, co za tym idzie, obniżającego temperaturę rury stalowej, pozwoliłoby w niektórych przypadkach na osiągnięcie wyższej klasy odporności ogniowej bez stosowania obliczeń wykraczających poza Eurokod 3.
EN
The paper contains the results of analyses regarding the load-bearing capacity of construction elements in fire conditions. It shows that columns made out of pipes filled with concrete may constitute an alternative for steel elements, taking into account their load-bearing capacity in fire conditions. The results of the work and the presented methodology may be applied in practice, due to the revealed possibility to increase fire resistance of columns without the use of standard fire protection measures in the form of spray masses or intumescent paints. Considering the R30 class, the concret filling may increase six times the axial force in comparison to unprotected steel pipe with the same external geometry. Just considering the concrete as an element intercepting the heat, thus decreasing the temperature of the steel pipe, would in some cases make it possible to achieve higher class of fire resistance without the use of calculations extending beyond the Eurokod 3.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Głównym celem artykułu jest analiza wpływu uplastycznienia stężeń poprzecznych na redystrybucję sił wewnętrznych i stateczność głównej konstrukcji nośnej hali stalowej podczas pożaru. Motywacją do przeprowadzenia tego typu analiz jest brak jednoznacznych wytycznych projektowych dotyczących uwzględniania realnego osłabienia globalnej sztywności konstrukcji spowodowanego utratą zdolności stężeń do przenoszenia obciążeń podczas pożaru. Analizy przeprowadzono w odniesieniu do modelu polowego pożaru symulowanego w programie FDS (Fire Dynamics Simulator) oraz zestawiono z analizami wykorzystującymi nagrzewanie się elementów poddanych działaniu standardowej krzywej ogniowej.
EN
The main goal of this work is analyzing the influence of yielding of vertical bracing on internal forces redistribution and stability of primary steel hall structure in fire conditions. The motivation behind conveying this type of analyses is lack of unambiguous design guidelines as far as diminishing of global construction stiffness is concerned, which is caused by loss of ability of bracing to carry the loads due to fire.Numerical analyses are performed with respect to CFD model, simulated in Fire Dynamics Simulator (FDS) and compared with results obtained using standard temperature-time curve.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.