VASBETON SZERKEZETEK TERVEZÉSE TŰZÁLLÓSÁGRA KÖVETELMÉNYEK ÉS TERVEZÉSI MÓDSZEREK Dr. Visnovitz György március 23. 1

TŰZVÉDELEM CÉLJAI (OTSZ 2015): SZERKEZETEKKEL SZEMBEN TÁMASZTOTT KÖVETELMÉNYEK A teherbíró képesség megőrzése Felületszerkezeteknél integritás és hőszigetelés megőrzése Tűz továbbterjedés és füstképződés korlátozása (a rendelet szerinti időtartamig) 2

A VÉDEKEZÉS KLASSZIKUS MÓDSZEREI Tűzoltás, tűzoltóság A szerkezet védelme a tűz hatásától Passzív védelem KözvetettKözvetlen Aktív védelem vizes bőr védőburkolat, körbebetonozás védőfesték nem éghető anyag használata (kőboltozat) (túl)méretezés (fa, vb, tégla) „ellentűz” vízfüggöny sprinkler 3

Építményszerkezetek előírt minimális tűzvédelmi osztálya Tűzvédelmi osztály: az „építményszerkezetek” tűzzel szembeni viselkedésére jellemző kategória, amit a vonatkozó műszaki követelmények szerinti vizsgálat alapján állapítanak meg. Az OTSZ szerinti lehetséges tűzvédelmi osztályok: A1, A2, B, C, D és E. 4 OTSZ, Építmények tűzvédelmi követelményei Építmények tűzvédelme. Építményszerkezetek tűzvédelmi osztályba sorolása Kockázati osztályba sorolás Tűzállósági követelmények Tűzállósági határértékek Tartószerkezet nem lehet E tűzvédelmi osztályú. Vasbeton: A1 (beton, acél)

Kockázati osztályba sorolás A négy lehetséges kockázati osztály jelölése: NAK =nagyon alacsony kockázat; AK =alacsony kockázat; KK =közepes kockázat; MK =magas kockázat. Szempontok: A kockázati egység magassági adatai, illetve befogadó képessége A kockázati egységben tartózkodók menekülési képessége Ipari és mezőgazdasági, vagy tárolási alap- rendeltetésű kockázati egységek funkciója 5 OTSZ, Építmények tűzvédelmi követelményei Építmények tűzvédelme. Építményszerkezetek tűzvédelmi osztályba sorolása Kockázati osztályba sorolás Tűzállósági követelmények Tűzállósági határértékek Példák: NAK: magasság max.7 m; állattartás, max.10 gk. tároló MK: magasság >30 m; műgyantagyártás, tűzveszélyes anyagok tárolása (>3001 kg/helyiség)

Tűzállósági követelmények R (resistance): a teherhordó képesség megőrzése; E tűzzárás, integritás (integrity): a szerkezet egyik oldalán égő tűz lángja/gázai a szerkezeten átjutva nem okoznak tüzet a szerkezet túloldalán; I szigetelés (isolation): a szerkezet egyik oldalán égő tűz hője a szerkezetet átmelegítve nem okoz tüzet a szerkezet túloldalán; REI: egyidejűleg mindhárom tűzállósági követelmény az adott tűzállósági határértékkel. 6 OTSZ, Építmények tűzvédelmi követelményei Építmények tűzvédelme. Építményszerkezetek tűzvédelmi osztályba sorolása Kockázati osztályba sorolás Tűzállósági követelmények Tűzállósági határértékek

(„tűzállósági teljesítmény”) Tűzállósági határérték Az adott tűzállósági követelmény (pl. R) teljesítésére előírt minimális időtartam Jellemzően: 15, 30, 60, 90, 120, 180, 240 perc OTSZ TÁBLÁZATOK! Példák: R 60 (gerenda, oszlop) REI 90 (fal, födémlemez) REI 240 (tűzfal) Megj.: R 60+EI30 > REI 60 7 OTSZ, Építmények tűzvédelmi követelményei Építmények tűzvédelme. Építményszerkezetek űzvédelmi osztályba sorolása Kockázati osztályba sorolás Tűzállósági követelmények Tűzállósági határértékek A tűzállósági határértéket is tartalmazó tűzállósági követelmény az alapja (bemenő adata) az EC2 szerinti tűzállóságra méretezésnek!

MÉRETEZÉS TŰZTEHERRE AZ EUROCODE SZERINT Követelmény (pl. A1 R 120) OTSZ, 2015 Szerkezeti ellenállás igazolása EUROCODE-ok 8

MÉRETEZÉS TŰZTEHERRE AZ EUROCODE SZERINT Követelmény (pl. R 120) OTSZ, 2015 Szerkezeti ellenállás igazolása EUROCODE-ok MSZ EN 1990 Hatáskombinációk, anyagok biztonsági tényezői MSZ EN Általános terhek, hatások MSZ EN Tűzhatás jellege EC0 EC1 9

VB SZERKEZET MÉRETEZÉSE TŰZTEHERRE AZ EUROCODE SZERINT Követelmény (pl. R 120) OTSZ, 2008 Szerkezeti ellenállás igazolása EUROCODE-ok MSZ EN 1990 hatáskombinációk, anyagok biztonsági tényezői MSZ EN általános terhek, hatások MSZ EN Tűzhatás jellege EC0 EC1 Normál állapot MSZ EN Tűz közbeni állapot MSZ EN és MSZ EN Tűz utáni állapot MSZ EN EC2 (Vb) 10

SZERKEZETRE HATÓ KÜLSŐ TŰZTEHER DEFINIÁLÁSA a)Normatív tűzgörbe Idő (t, perc) Hőfok (  o C) b) Szénhidrogén tűzgörbe c) Parametrikus tűzgörbék (MJ/m 2 függvényében) d) „pontos” tűzmodellek 11

ANYAGTULAJDONSÁGOK VÁLTOZÁSA Beton Visszafordíthatatlan (irre- verzibilis) fizikai és kémiai változások Méretcsökkenés a felületen (lerobbanás, leválás) Szilárdságcsökkenés Betonacél Részben visszafordítható (reverzibilis) változások gyors hőtágulás Szilárdságcsökkenés k s - t k c - t Kvarckavics adalék Mészkő adalék Melegen hengerelt Hidegen hűzott Kis duktlitású 12

ANYAGTULAJDONSÁGOK VÁLTOZÁSA Beton Visszafordíthatatlan (irre- verzibilis) fizikai és kémiai változások Méretcsökkenés a felületen (lerobbanás, leválás) Szilárdságcsökkenés Betonacél Részben visszafordítható (reverzibilis) változások gyors hőtágulás Szilárdságcsökkenés k s - t k c - t Kvarckavics adalék Mészkő adalék Melegen hengerelt Hidegen hűzott Kis duktilitású 13

??? De hát akkor hogyan véd mégis a beton a tűz ellen? 14

A MÉRETEZÉSI MÓDSZEREK HIERARCHIÁJA VB ÉPÍTMÉNYEK TŰZÁLLÓSÁGI MÉRETEZÉSÉNEK MÓDSZEREI Normatív tűzmodell Kísérleti vizsgálat Elkülönített elem táblázatos módszer (EC1, EC2) 15

A MÉRETEZÉSI MÓDSZEREK HIERARCHIÁJA VB ÉPÍTMÉNYEK TŰZÁLLÓSÁGI MÉRETEZÉSÉNEK MÓDSZEREI Normatív tűzmodell Parametrikus vagy „pontos” tűzmodell Kísérleti vizsgálat Elkülönített elem Szerkezeti rész táblázatos módszer (EC1, EC2) Egyszerűsített számítási módszerek (izoterma vonalak, EC1,EC2) 16

A MÉRETEZÉSI MÓDSZEREK HIERARCHIÁJA VB ÉPÍTMÉNYEK TŰZÁLLÓSÁGI MÉRETEZÉSÉNEK MÓDSZEREI Normatív tűzmodell Parametrikus vagy „pontos” tűzmodell Kísérleti vizsgálat Elkülönített elem Szerkezeti rész Teljes szerkezet táblázatos módszer (EC1, EC2) Egyszerűsített számítási módszerek (izoterma vonalak, EC1,EC2) Numerikus számítás számítógépes VEM modell 17

A TÁBLÁZATOS MÉRETEZÉSI MÓDSZER Alkalmazási feltételek: Normatív tűzgörbe (szabványtűz) Bemenő adat az előírt tűzállósági igény (pl. REI 120) Lényeg: szerkesztési szabályok a vizsgált elem keresztmetszetének geometriai adataira Ellenőrizendő / tervezendő : A betonkeresztmetszet minimális mérete (b min vagy t min ) Az acélbetétek minimális tengelytávolsága a felülettől mérve (a min ) Az acélbetétek mennyisége (pilléreknél) Az MSZ EN :2005-ben kidolgozott esetek: Oszlopok, pillérek Falak Kéttámaszú és többtámaszú gerendák Peremein támaszkodó lemezek Pontokon megtámasztott lemezek 18

EC2 Táblázatos módszer Oszlopok, pillérek Falak Kéttámaszú gerendák b l a h ≥ b a A szerkezeti rendszer merevített (nem ellendülő) Az oszlop igénybevétele közel központos nyomás: e ≤ 0,15h (ill. 0,15b), ahol e=M 0Ed /N 0Ed l o,fi ≤3,0 m, ahol általában l o,fi = l t>30 percnél nagyobb tűzállósági határértéknél közbenső szinteknél l o,fi = 0,5l tetőszintnél 0,5l ≤ l o,fi ≤ 0,7l A s <0,04 A c 19

EC2 Oszlopok, pillérek Falak Kéttámaszú gerendák Táblázatos módszer 20

EC2 Oszlopok, pillérek Falak Kéttámaszú gerendák Táblázatos módszer 21

Előadás vége 22