tÉma (el 8 falazott szerkezetek t 7. 8. tartószerkezeti...

@Kulcsár Béla, elektronikus adatbázisban tárolni tilos! 1

8 Falazott szerkezetek tűzvédelme

Kulcsár Béla

Tartószerkezetek tűzvédelme 2018/19.

Tematika és ütemterv

Tartószerkezetek tűzvédelmeOkt. hét

Idő-pont

TÉMA (előadás és gyakorlat)

Megjegyzés 7.

Vasbeton szerkezetek tűzvédelmi tervezése. Az anyagok viselkedése ma-

gas hőmérsékleten. Számítás (EC2), konstruálás, szerkezeti rendszerek. Tervfeladat kiadása.

8.

Falazott szerkezetek tűzvédelmi tervezése. Falak és boltozatok. Az

anyagok viselkedése magas hőmérsékleten. Számítás (EC6), konstruálás, minősített rendszerek. Tűzfalak állékonysága. Tervkonzultáció

9.

Faszerkezetek tűzvédelmi tervezése I. Az anyag viselkedése magas hőmérsékleten. Számítás (EC5), konstruálás, szerkezeti rendszerek.

10.

Faszerkezetek tűzvédelmi tervezése II. Kapcsolatok viselkedése magas hőmérsékleten. Számítás (EC5), konstruálás. Tervkonzultáció

11.

Ponyvaszerkezetek és kötélszerkezetek. Számítás és konstruálás, tűz-

védelmi kérdések. Összetett szerkezeteinek tűzvédelmi problémái.

12.

Összetett szerkezeteinek tűzvédelmi problémái. Konstruálás.

Tervkonzultáció. Vizsgainformációk.

Keresztmetszet

Pillér- ill. oszlopszelvények

Födémek

@Kulcsár B., 2009-

Féléves tervfeladat Féléves tervfeladat

1. lépés:- emeletközi födém statikai számítása- terhek levitele az alaptestig

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki Képzés


Féléves tervfeladat

Földszinti pillér• vasbeton / tégla

Vasbeton körpillér• beton a kódok szerint

Tömör kisméretű téglapillér• téglaszilárdság a kódok szerint

2. lépés:- szerkezeti elemek ellenőrzése- rendeltetésszerű állapotra és

tűzhatásra (rendkívüli áll.) is!

Féléves tervfeladat

Egyéni kódok→ mellékelt pakk

Tartószerkezetek tűzállósági előírásai:• pillér B R60• emeletközi födém C REI 30• tetőfödém elemei D R(EI) 15

@Kulcsár B., 2011

L3 Acél Acélgerenda RR-fa L2[m] [m] min. tűzvédelme osztály

1 Abay Aliz 12,5 / 4,80 3,60 4,0 / 1,0 S235 tűzvédő fest. GL28h Beton / C16 / B60.40.2 Acad Fatalerror 12,5 / 5,30 3,90 3,0 / 1,0 S235 GKF GL24h Beton / C20 / B60.50.3 Adonyi József 12,5 / 5,80 4,20 2,0 / 1,0 S235 tűzvédő fest. GL32c Beton / C25 / B60.40.4 Afféle Ferenc 13,0 / 4,80 4,50 4,0 / 1,2 S235 GKF GL32c Tégla / T140 / M1

Sor

sz.

L1[m] / qn / qs [kN/m2]

Hasznos/hóteherés jellemzői

Számítandó pillérnév

8A – Bevezetés és visszatekintés

Problémák

@Kulcsár B., 2009-

• Hogyan írhatók le fizikailag a tüzek?• Milyen hőhatás működik egy szerkezetre?• Milyen hatások (terhek) működnek a szerkezetekre?• Hogy viselkednek a falazott szerkezetek tűzhatás alatt?





Falazott (tégla-) szerkezetek

Alkalmazásuk: • pillérek, boltívek - rúdszerkezetek

→ követelmény: R

Pillér

Boltöv

• falak, boltozatok (régebben) - felületszerkezetek→ követelmény: REI

Boltozat

Fal

@Kulcsár B., 2009-

Falazat: égetett agyagtégla és a falazóhabarcs

• falazóelemek ágyazó masszája• alkotói: homok, cement (portlandcement), mész, víz

• valamennyi nem éghető, szervetlen → A1 (EU-Biz)

Falazóhabarcs

• alapanyaga: agyag, iszap, homok• 900ºC fölötti hőmérsékleten ég kerámiáva

• tömör tégla: nem éghető → A1 (EU-Bizottság)magas hőmérsékletet hosszú ideig elvisel

Tégla@ Kulcsár

@ Kulcsár

@Kulcsár B., 2009-

Viselkedése magasabb hőmérsékleten• pórusvíz 100-150ºC közt távozik• szilárdsága csak 700ºC körül kezd csökkenni, és Θ = 1200ºC-t is elvisel

→→→→ pórusbeton: egy speciális könnyűbeton@ Kulcsár

@ Kulcsár

@Kulcsár B., 2009-

Pórusbeton (AAC) falazóelem

• alapanyagok: kvarchomok, cement, mészpor, víz → tömör, pórusos falazóelem• pórusszerkezet kialakításához alu-pasztát (fémpor) adagolnak

• autoklávban szilárdítják, vízszegény CSH keletkezeik → nem éghető, A1• (alacsony) teherbírását a CSH-pórusfalak adják, hőszigetelését a légpórusok

Mészhomok tégla, beton falazóelemek

• normál és könnyű testsűrűségű betonból is készül• földnedves beton (F1 / S1)• alacsony v/c tényezővel• frissbeton vibrálása: sablonban• nem éghető → A1 (EU-Bizottság)

Beton falazóelemek

• alapanyaga: kvarchomok, mészpor, víz→ tömör falazóelem

• nagy nyomás alatti préseléssel,sajtolással áll elő a falazóelem

• nagy szilárdságú, karcsú (látszó) falazatok• magas testsűrűségű (1400-1800 kg/m3)

• nem éghető → A1 (EU-Bizottság)

Mészhomok tégla falazóelem

@Kulcsár B., 2009-

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár





A szerkezet melegítő hatások: - hőátadás (konvekció) és hősugárzás (radiáció)- a szerkezeti elemre jutó hőáramsűrűség:

Hőtani anyagjellemzők- sűrűség ρ [kg/m3]- fajhő c [kJ/kg0C]- hővezetési

tényező λ [W/m0C]

Hőhatás a szerkezeti elemre

rnetcnetnethhh ,,&&& +=

Mekkora a szerkezeti elem felületi (Θm) és belső hőmérséklete? @ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@Kulcsár B., 2009-

• magas hővezetési tényező• tagolt keresztmetszetek (magas Am/V-arány)• kb. egyenletes hőmérsékletoszlás a keresztmetszetben• a tűzhatás során alapvetően fizikai átalakulás

A szerkezeti elem hőmérséklete tűzben

• alacsonyabb hővezetési tényező• kompakt keresztmetszetek (alacsony Am/V-arány)• egyenlőtlen hőmérsékletoszlás a keresztmetszetben• a tűzhatás során az anyag kémiailag is átalakul

Km

Wa

⋅≈ 45λ

Km

Wc

⋅≈ 4,1λ

Acél

Beton

Tégla-falazatKm

WM

⋅≈ 9,0λ

• még alacsonyabb hővezetési tényező, kompakt szelvény• szintén egyenlőtlen hőmérsékletoszlás a szelvényben• tűzhatás során kevésbé, de változik az anyag kémiailag

@ Kulcsár

@ Kulcsár


@Kulcsár B., 2009-

→ keresztmetszetek EC szerinti termikus analízise

8B – Falazatok elemei

• falazóelemek és anyagaik

• habarcsok

Elemi tartószerkezetek - falazatok

Falazott szerkezetből ma jellemzően falakat és pilléreket építünk- az előadásban a rúdszerkezeteket, belső pillért illetve falat tárgyalunk

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@Kulcsár B., 2009-





Falazóelemek és falazatok főbb típusai

Tömör km-téglaáltalános habarcs

• üreges égetett agyagtégla• habarcs-vtg: 0,5-3 mm• falszélesség:

250-300-380-440 mm

• autoklávolt termék• habarcs-vtg: 0,5-3 mm• falszélesség:

250-300-375 mm

Függőleges fugát nem kell kitölteni!„Teli” fugák

• tömör égetett agyagtégla• 250 × 120 × 65 mm• habarcs - vtg: 10 mm• falszélesség: 250-380 mm

Falazóblokk,vékonyrétegű habarcs

Pórusbeton elem,vékonyrtg. habarcs

@ Kulcsár @ Kulcsár @ Kulcsár

@Kulcsár B., 2009-

Gyakoribb falazóelemek csoportosítása

fogólyuk(markolat)

1. csoportKÖVETELMÉNY (minden

anyag)Összesítettlyuktérfogat

(V, térfogat %)Egyes lyukak

térfogata(V, térfogat %)

Névleges borda kéreg borda kéregborda- és ≥ 5 mm ≥ 8 mm ≥ 3 mm ≥ 6 mm

kéregvastagság b ≥ 15 mm k ≥ 18 mm b ≥ 15 mm k ≥ 15 mmBordák és kéreg

kombináltvastagsága

(elemszélesség-%)ált. tömör elemek:

KM égetett téglamészhomoktégla

pórusbeton

Össz fogólyuk: a markolati lyukak összesített térfogataránya (4. csoport: vízszintes üregek)

2. csoport 3. csoport

25% < V ≤ 60%ált. lyuk ≤ 2%

falazó-elem

betonégetett

össz fogólyuk ≤ 12,5 %minden lyuk ≤ 30%

25% < V ≤ 70%25% < V ≤ 55%

25% < V ≤ 70%ált. lyuk ≤ 2%

össz fogólyuk ≤ 12,5 %minden lyuk ≤ 30%

égetettagyag

≥ 16 % ≥ 12 %

≥ 18 % ≥ 15 %

égetettagyag

beton

agyagbeton

égetettagyag

Jellmező példáküreges falazóelemek

égetett agyag és beton/könnyűbeton falazóblokkok

függőleges lyukak függőleges lyukak

-

-

V ≤ 12,5 %

V ≤ 25 %

beton

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@Kulcsár B., 2009-

HabarcsokAnyagukat tekintve (homok – mész – cement – adalékszer – víz keverék):mészhabarcs (cement nélkül) - javított habarcs - cementhabarcs (min. mésztartalom)

Habarcs-vastagság :• 4× falazóelem síkfogassága (∆v, elem magassági pontatlansága)• kisméretű tégla és „pontatlan” falazóblokk → általános habarcs: 10-12 mm• csiszolt felületű falazóelem (∆v ≤ 0,3 mm) → vékonyrétegű habarcs: 0,5-3 mm

→ ragasztóhab (spec. rugalmas PUR)habarcsterítőhenger

Készítési mód szerint:• gyári habarcs: (gyártott) szárazkeverékből helyszíni vízzel• recepthabarcs: előírt recept szerinti helyszíni keveréssel

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@Kulcsár B., 2009-

Falazatok kiegészítő szerkezetei

Vasbeton koszorú:A falon a födém szintjén készített téglalapszelvényű abroncs, a falon végig felfekszikFunkciói:• falak összefogása (pl. eldőlés ellen)• függ. és vízszintes terhek elosztása

Vasbeton áthidaló:• falbeli nyílás fölötti gerenda, mely

a végein a falon fekszik fel• nyílás fölötti szerkezeteket (pl. födém,

fal) hordja• vb. koszorúnál ált. magasabb

@Kulcsár B., 2009-





8C - Falazat jellemzői és teherbírása

• falazat viselkedése nyomásra

• Eurocode 6 , 1-1 rész filozófiája

• számítás a „rendeltetésszerű” állapotban

Falazat teherbírása - nyomás

Jelenségek nyomó igénybevétel alatt:- a habarcs szilárdsága általában kisebb mint a falazóelemé, ezért- a nyomott habarcs keresztirányban jobban szét kíván nyomódni, mint a tégla- habarcsrétegek közti átkötő téglákban vízszintes húzás (hasítóerő) ébred- zömök faltest törése a függőleges hasadással indul, a törőteher kb. 70%-ánál- minél vékonyabb a habarcs, annál kisebb vízszintes húzóerőt ad át a téglára

→ vékonyhabarcs növeli a teherbírást + azok jellemzően gyári habarcsok@Kulcsár B., 2009-

EC 5fa

szerkezetek

1-1

1...

1-2 résztűz

EC 6falazott

szerkezetek

1-1

1...

1-2 résztűz

EC 9alumínium

szerkezetek

1-1

1...

1-2 résztűz

1-1

1...

1-2 résztűz

EC 2beton és vbszerkezetek

1-1

1...

1-2 résztűz

EC 4acél - vb

öszvérszerk.

1-1

1...

1-2 résztűz

EC 3acél

szerkezetek

EC 1 : Tartószerkezeteket érő hatások (terhek)1-2 rész: Tűznek kitettszerkezetet érő hatások

1 .... 1-1 ... 1-3 ... 1-4 ...

Kulcsár – D. Hosser ábrája alapján

Kulcsár – D. Hosser ábrája alapján

@Kulcsár B., 2009-

Falazóelem és habarcs nyomószilárdsági jellemzőiFalazóelem (brick) – tégla – elemszilárdság (fbr)

Soklyukú falazóblokkok szilárdsá-gát a bruttó alapterületükre állapít-ják meg, szabvány szerint 10×10×10 cm-es kockán. Más elemről át-számítás a δ alaktényezővel.

Tégla anyaga Tégla jellege Jele fbr [N/mm2]

falazóblokk T50 5,0égetett falazóblokk T70 7,0agyag- f.blokk/tömör km T100 10,0tégla tömör kisméretű T140 14,0

tömör kisméretű T200 20,0pórusbeton tömör falazóelem P2 2,0falazóelem tömör falazóelem P4 4,0

habarcs (mortar)

Szabványos nyomószilárdság: brb ff ⋅= δ

H-típus Habarcs-fajta Jele fm [N/mm2]

(mészhabarcs) (M0,5) .(0,5)általános javított habarcs M1 1,0habarcs cementhabarcs M2,5 2,5

cementhabarcs M5 5,0vékony- cementhabarcs M2,5 2,5habarcs cementhabarcs M5 5,0

KM-tégla: δ = 0,811. falazóelem-oszt. blokktéglák: δ ≥ 1,0

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@Kulcsár B., 2009-





Falazóelemekadat-megadása

@Kulcsár B., 2009-

Eurocode 6 filozófia - falazat nyomószilárdsága

βαmbk ffKf ⋅⋅=

3,07,0mbk ffKf ⋅⋅=

7,0bk fKf ⋅=

85,0bk fKf ⋅=

Általános habarcs, égetett agyagtégla:• K = 0,55 tömör égetett agyagtégla (1.)• K = 0,35 soklyukú égetett agyagtégla (3.)

Falszilárdság jellemző (karakterisztikus) értéke:

Vékonyrétegű habarcs, égetett agyagtégla:• K = 0,75 tömör égetett agyagtégla (1.)• K = 0,50 soklyukú égetett agyagtégla (3.)

Vékonyrétegű habarcs, pórusbeton (1. csoport):• K = 0,80 normál vékonyhabarcs• K = 0,45 könnyű vékonyhabarcs, ρ < 1300 kg/m3

Kompozit szerkezet → szilárdságot mindkét alkotóelem befolyásolja

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@Kulcsár B., 2009-

2

3,07,03,07,0

08,12,2

38,2

2,2

11,855,0

mm

NffKf

M

mbd ==

⋅⋅=

⋅⋅=

γ

• tömör kisméretű (KM) égetett agyag tégla – T100 : fb = 0,81×10=8,1 N/mm2

• javított habarcs – M1 : fm= 1 N/mm2

208,1

mm

Nfd =2

1,8mm

Nf

b=

Eurocode 6 filozófia - falazat nyomószilárdsága

KM-tégla (T100) →→→→ Falazat-szilárdság kb. 1/7 – 1/10 !

Pl. T100 kisméretű tégla és M1 habarcs falazata@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@Kulcsár B., 2009-

Ellenállás-oldali parciális tényező: - korábbi anyagokhoz képest magas(anyagoldali biztonsági tényező) - oka: (1) gyártmány minőségi szórása

(2) kivitelezés változó minősége

2,2≈Mγ

Ált. a biztonság javára:

Eurocode 6 filozófia – biztonsági tényező

1 2 3 4 5x x x x xx x x - -

x - - - -- - x x x

Legalább feles elemek x x - - -Falazási Legalább negyedes elemek - - x x x

mód Gépi falazóelem-vágás x x - - -Kézi falazóelem-fűrészelés - - x x x

100% 100% 100% 90% 80%

1 2 3 4 5I. oszt. falazóelem + gyári habarcsI. oszt. falazóelem + recepthabarcsII. oszt. falazóelem + tetszőleges habarcs

Besorolási osztályKIVITELEZÉSI KÖRÜLMÉNYEK(ami teljesítendő: x)

X X - - -

Felelős műszaki vezetői (FMV) ellenőrzésFüggetlen műszaki ellenőr (ME)

γγγγM

1,5 1,7 2,0 2,2 2,5

2,7

2,0 2,2 2,5 2,7 3,0

1,7 2,0 2,2 2,5

A

B

C

Habarcs- és betonszilárdságlaborbeli ellenőrzéseGyári habarcs alkalmazásaHelyszíni keverésű recepthabarcs/beton

Hézagok habarcstelítettsége

FALAZAT ANYAGA

@ Kulcsár @ Kulcsár


@Kulcsár B., 2009-





Eurocode 6 filozófia - falazat nyomási teherbírása

ltf

NM

kRd ⋅⋅⋅Φ=

γ

t = tef

Fal nyomási teherbírása (tervezési érték):

„kapacitás-csökkentő tényező” ΦΦΦΦ = max (ΦΦΦΦ1, Φm)

Φ1 ← Csomóponti külpontosság , „tökéletlenség” (e1≥0,05×t)

90,021 11 ≈−=Φ

t

e

@ Kulcsár


@Kulcsár B., 2009-

Eurocode 6 filozófia - falazat nyomási teherbírása

t = tef

Kihajlásveszély:

mefef th Φ→/

ltf

NM

kRd ⋅⋅⋅Φ=

γ

Fal nyomási teherbírása (tervezési érték):

„kapacitás-csökkentő tényező” ΦΦΦΦ = max (Φ1, ΦΦΦΦm)

• karcsúbb oldal-élhossza: t1 = tef

• szintmagasság:BM + födémvtg.

hef

79,013 =Φ→= m

ef

ef

t

h

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@Kulcsár B., 2009-

Eurocode 6 filozófia - pillér nyomási teherbírása

)37,0( Abtf

NM

kRd +⋅⋅⋅⋅Φ=

γ

2. Falazott pillér nyomási teherbírása (tervezési érték),ha a keresztmetszeti területe A<100000 mm2 = 0,1 m2:

25×25 cm-es KM-tégla pillér: 0,888

KM-tégla: 250×250 mmPórusbeton A > 150 000 mm2 (300×500 mm)

25×38 cm-es KM-tégla pillér: 0,985

Pillérek teherbírását egy esetleges gyengébb elem na-gyobb valószínűséggel csökkenti lényegesen, mint aszélesebb falak esetében.

1. →→→→ minimális pillérkeresztmetszet

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@Kulcsár B., 2009-

EC6 – falazott pillér – példaföldszinti pillér ellenőrzése

Földszinti pillér terhei:

• födémszint önsúlyából: Gk,1 = 45 kN

• födémszint hasznos terhéből: Qk,1 = 40 kN

• oszlop súlya: Gk,2 = 5 kN

( ) kQkkGEd QGGN γγ ++= 2,1,

( ) kNNEd 5,127405,154535,1 =⋅++⋅=

Falazóelem és falazat nyomószilárdsága:

Nyomóerő tervezési értéke (rendeltetésszerű áll.) :

23,07,03,07,0 86,312,1655,055,0

mm

Nfff mbk =⋅⋅=⋅⋅=

276,1

2,2

86,3

mm

Nff

M

kd ===

γ

2/2,162081,0 mmNff brb =⋅=⋅= δ

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@Kulcsár B., 2009-





Kisebbik oldalméret!

79,07,12250

100300075=Φ=Φ→=

++= m

ef

ef

t

h

kNNRd 1,130985,038025076,179,0 =⋅⋅⋅⋅=

Karcsúság és a kihajlási tényező:

kNNkNN EdRd 5,1271,130 =≥=

MF !

EC6 – falazott pillér – példaföldszinti pillér ellenőrzése

Belső teherhordó elem: 90,0≈Φi

)3,07,0( Abtf

NM

kRd +⋅⋅⋅⋅Φ=

γ

• karcsúbb oldal-él hossza: t1 = 250 = tef

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@Kulcsár B., 2009-

@ Kulcsár

@ Kulcsár

Falazott pillér teherbírása (nyomási ellenállása)

• falazatok termikus jellemzői

• hőmérséklet-eloszlás a keresztmetszetben

8D – Falazatok - termikus viselkedés

@Kulcsár B., 2009-

Falazott boltozatMűegyetemi tűz 2006

Kkg

kJc pM

⋅≈ 3,2,közelítően: közelítően:

KERÁMIAFALAZÓBLOKK PÓRUSBETON

Km

WM

⋅≈ 9,0λ

Km

WM

⋅≈ 17,0λ

Kkg

kJc pM

⋅≈ 2,1,

31200900

m

kgM −≈ρ

3600400

m

kgM −≈ρ

@Kulcsár B., 2009-

Alapadatok: falazóelem anyagának hőtani jellemzői - fajhő (c) és a hővezetési t. (λ)

Falazat - termikus viselkedés





Km

W

Km

WCM

⋅≈<

⋅≈ 4,19,0 λλ

A szerkezeti anyag döntő hányada falazóelem → meghatározó

→ járatos falazott keresztmetszetek szelvénytényezője (Am/V) kicsi

→ falazat hővezetési tényezője még a betonnál is kisebb:

IPEacélge-renda

]1

[5,10mV

Am = ]1

[6,2mV

Am =

→ igen egyenlőtlen éslassú felmelegedés

Falazott pillér

b 1000 mm380 mm38

0 m

m

380

mm

h

Falszakasz, egyoldali tűz

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@Kulcsár B., 2009-

Falazott szerkezeti elemek - termikus viselkedés

]1

[350150mV

Am −≈

→ a jelenség a Fourier-féle differenciamódszerrel nem írható le

Falazott szerkezet felmelegedése tűzben egyenlőtlen és „lassú”

→ ISO-szabványos tűzre és járatos keresztmetszetekre izotermákat (azonoshőmérsékletet jelző rétegvonalakat) határoztak meg, különböző tűzhatás-időtartamokra: 30 - 60 - 90 - 120 perc.

R30 R90

Négyzetes pillér4 oldali tűzhatás

@ Kulcsár@ Kulcsár @ Kulcsár

@Kulcsár B., 2009-

Falazott szerkezeti elemek - termikus viselkedés

R30 R90

Falszakasz (1 m)egyoldali tűzhatás


@ Kulcsár

@Kulcsár B., 2009-

Hőmérséklet-eloszlás (izotermák, ΘΘΘΘ) különböző tűzhatás-időtartamokra: → TH = 30 - 60 - 90 - 120 perc→ ISO-szabványos tűz, egyoldali tűzhatásnak kitett falazat

Falazott szerkezeti elemek - termikus viselkedés Termikus analízis, EC: izotermák módszere

Égetett agyagtégla falazott pillérek / 4-oldali tűzhatás:- 2 db négyszögesített izoterma-vonal használható- hőmérsékleti határértékek: Θ1 = 1000C ; Θ2 = 6000C- mélységük grafikonokról olvasható le Tűzhatás

ideje tineff tΘΘΘΘ,1

[min] [mm] [mm]30 3 5060 14 7590 25 95

120 39 -

Izoterma-mélység

@Kulcsár B., 2009-

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár





8E – Falazatok termikus és mechanikaimodellje magas hőmérsékleten

• Eurocode 6 , 1-2 rész előírásai

• termikus analízis: izoterma-módszer

• szilárdság, alakváltozás és teherbírás

magas hőmérsékleten

Magas hőmérséklet (ΘΘΘΘ) hatása falazatra

∆Θ⋅⋅=∆ ll α

]/1[1014 6 K−⋅≈α!

,

nemezért

kicsiésV

Am λ

Pillér 4-oldali tűznél→ nincs görbülés

Fal egyoldali tűznél→ gátolt görbülés

Lásd a következőfóliákat!

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@Kulcsár B., 2009-

( ) */max

* Φ→efef th

Falazóelem anyaga ΘΘΘΘd1 [ºC] ΘΘΘΘd2 [ºC]égetett anyagtégla 20 433

pórusbeton 20 533

Zónák javasolt tervezési hőmérsékletei

( )2211

*, ddAfAfN ddRdfi ΘΘΘΘ +Φ=

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@Kulcsár B., 2009-

Nyomott oszlop teherbírása – izotermák módszereFalazott pillérek nyomási ellenállása (teherbírás) - javasolt eljárás:→ meghatározzuk a számítás izotermáinak mélységét

→ Θ < Θ1 zónát Θd1= 20ºC - os hőmérséklet szerinti szilárdsággal számítható→ Θ > Θ1 zóna Θd2≈Θ1+2/3+2/3+2/3+2/3⋅⋅⋅⋅((((Θ2 -Θ1) hőmérséklet szerint - csökkentett szilárdság→ Θ > Θ2 zónát tönkrement zónának tekintjük (fd = 0) - kémiai (anyag)változás Θ [ºC] kfΘ kEΘ kfΘ* kεΘ

20 1,00 1,00 1,00 1,00Θ1 = 100 0,88 0,88 0,97 1,09

200 0,78 0,78 0,92 1,20300 0,68 0,68 0,88 1,31400 0,61 0,61 0,85 1,41

Θd2 = 433 0,58 0,58 0,83 1,44500 0,54 0,54 0,81 1,52

Θ2 = 600 0,48 0,48 0,78 1,63700 0,43 0,43 0,74 1,73

100%×nyomószil. 200C

Égetett agyagtégla (KM-tégla & falazóblokk) jellemzői magasabb hőmérsékleten:

Módosított nyomószilárdság:

fiM

kd

fkf

,,

γΘΘ =



@Kulcsár B., 2009-

Falazat – szilárdsági és alakváltozási jellemzők





EC6 – falazott pillér – példaföldszinti pillér ellenőrzése tűzhatásra, R90

vakolatot a biztonság javára nem vesszük figyelembe

Földszinti pillér terhei:

• födémszint önsúlyából: Gk,1 = 45 kN

• födémszint hasznos terhéből: Qk,1 = 40 kN,ψ1=0,5

• oszlop súlya: Gk,2 = 5 kN

Zónák jellemző hőmérsékletei és a falszilárdság:

Nyomóerő terv. értéke (rendkívüli tervezési helyzet):

2,

02 24,2

0,1

86,358,0433

22 mm

NfkfC

fiM

kdd ===→=Θ ΘΘ

γ

2,

01 86,3

0,1

86,30,120

11 mm

NfkfC

fiM

kdd dd

===→=Θ ΘΘγ

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@Kulcsár B., 2009-

kkkfiEd QGGN 12,1,, ψ++=

kNN fiEd 70405,0545, =⋅++≈

55,0=fiη@ Kulcsár

MF ! (sokkal jobban, mint „normál” állapotban)

EC6 – falazott pillér – példaföldszinti pillér ellenőrzése tűzhatásra, R90

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@Kulcsár

@Kulcsár B., 2009-

Termikus analízis, a jellemző izotermák helye

290,

290,

546001140033020025

114001906095

2

11

mmAmmt

mmAmmt

ineff =−⋅=→=

=⋅=→=

Θ

ΘΘ

72,0*9,15200

100300075*

=Φ=Φ→=++

= m

ef

ef

t

h

Módosult karcsúság és a kihajlási tényező:

@ Kulcsár

Falazott pillér teherbírása (nyomási ellenállása)

( )2211

*, ddAfAfN ddfiRd ΘΘΘΘ +Φ=

( ) NN fiRd 700.1195460024,21140086,372,0, =⋅+⋅⋅=

@ Kulcsár

kNNkNN fiEdfiRd 0,707,119 ,, =>>=

8F - Falazott szerkezetek teherbírása,táblázati értékek tűzhatásra

• kísérlettel segített tervezés

• megépült szerkezetek:

Építményszerkezetek TVMI táblázatai

• új szerkezetek: Eurocode 6-1-2 táblázatai

Falak kísérleti vizsgálata

EN 1365-1 alapján• ált. magasság: h = 3,0 m-es minta (szintmagasság, alsó-felső megtámasztás)• R-kritérium: teher megtartása• E-kritérium: vizuális, vatta, tágassági minta• I-kritérium: hőmérsékletmérés• M-kritérium: 200 kg zsák oldal-ütése 3000 Nm energiával (2+1× alkalom)

@Kulcsár B., 2009-





Falazott pillérek kísérleti vizsgálata

EN 1365-4 alapján• legalább 3,0 m magas próbatest (szintmagasság) – de ált. nem is több• R-kritérium: a teher megtartása

• R-kritérium: összenyomódás, max. összenyomódási sebesség• E, I-kritérium: nincs, de hőmérsékletet mérnek

@Kulcsár B., 2009-

Falazott pillér tűzben - tűzállósági táblázat (TVMI)

Megépült (meglévő) szerkezetek→ tűzhatás: körkörös ISO-zárttéri tűzfejlődés→ kiindulás: normál hőmérsékleten a pillér 100 % kihasználtságú

Eszerint a tűzállósági teljesítmény nem függene pl:→ a pillér kihajlási hosszától …→ falazóelem csoportjától, anyagától stb.

Építményszerkezetek TVMI (2016): korábbi MSZ 595-3 [1974] táblázatai

@Kulcsár B., 2009-

→a vakolat hatása – a biztonság javára – nem vehető figyelembe

Teherhordó téglapillérek, oszlopok

@ Kulcsár

@ Kulcsár

→ táblázatokkal födémek (és falak) REI teljesítményjellemzőihez is nyerhető TH

→a vakolat hatása – a biztonság javára – nem vehető figyelembe

Megépült (meglévő) szerkezetek→ tűzhatás: egyoldali ISO-zárttéri tűzfejlődés→ kiindulás: normál hőmérsékleten a falazat 100 % kihasználtságú

Falazat tűzben - tűzállósági táblázat (TVMI)

@Kulcsár B., 2009-

Építményszerkezetek TVMI (2016): korábbi MSZ 595-3 [1974] táblázatai@ Kulcsár

@ Kulcsár

Nyomott pillér/fal tűzben – tűzállósági kísérleteknéhány tűzállósági kísérletek (minősítés/honosítás) eredményei

• üreges égetett agyag falazóblokkos fal (EC6 szerinti 3. csoport)- egy hazai gyártó termékei:

(Wienerberger)

• tégla pillérek OTSZ szerinti tűzállósági teljesítménye - összehasonlításul

• pórusbeton falazat – tömör (EC6 szerinti 1. csoport)- egy hazai gyártó termékei

(Xella – Ytong)t [mm] TH [min]

200-250 REI 180300-375 REI 240

t [mm] TH [min]

250 REI 240300-440 REI-M 240

tmin 250 mm 380 mm 510 mm

pillér kialakításavakolatlan R 120 R 180 R 240

1,5 cm vakolattal R 150 R 210 R 300

TH [min]

→ ált. ezeket használjuka tervezés során is• gyakorlatias érték• korlát: 3,0 m-es

falmagasság !!!• födémekkel oldal-

irányban megtá-masztva

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@Kulcsár B., 2009-





ISO-tűzhatás alatt , R(EI) 30 - 60 - 90 - 120 - 180 - 240• a központosan nyomott falazott pillérek (4-oldali tűzhatás)• és a központosan nyomott falak (egy oldali tűzhatás)

teherbírása / tűzállósági teljesítménye tipizálható→→→→ szükséges (minimális) falvastagság (tF) vagy pillérhossz (lF)

Paraméterek:

• karcsúság → nincs definiálva, de 3 m falmagasságig érvényes adatok

• faltest szilárdsági „kihasználtsága”: α

• falazóelem anyaga (égetett agyag, pórusbeton stb.)

• habarcs típusa (általános, vékonyrétegű stb.)

• falazóelem-csoport (EC6 szerinti 1. ,2. vagy 3. csoport)

• vakolt-e a fal

Nyomott pillér/fal tűzben – tervezési táblázatokEurocode 6-1-2 Nemzeti Melléklete

@Kulcsár B., 2009-

Új építésű szerkezetek !@ Kulcsár

@ Kulcsár

sorsz anyagjellemzők:falazóelem szabványos nyomószilárdsága fb [N/mm²]száraz testsűrűség ρ [kg/m³]kombinált vastagsága ct a falvastagság %-ban

A tfi,d (perc) idejű REI tűzállósági teljesítmény előíráshoz tartozó

minimális tF falvastagság (mm) – teherhordó fal

30 45 60 90 120 180 240

1S 1S falazóelemcsoport1S.1 5 ≤ fb ≤ 75 általános rendeltetésű falazóhabarcs

5 ≤ fb ≤ 50 vékonyrétegű falazóhabarcs, 1 000 ≤ ρ ≤ 2 4001S.1.11S.1.2

α ≤ 1,090

(70/90)90

(70/90)90

(70/90)100

(70/90)100/140(90/140)

170/190(110/140)

170/190(170/190)

1S.1.31S.1.4

α ≤ 0,690

(70/90)90

(70/90)90

(70/90)100

(70/90)100/140

(100/140)170

(110/140)170

(140/170)1 1 falazóelemcsoport

habarcs: általános rendeltetésű, vékonyrétegű falazóhabarcs1.2 5 ≤ fb ≤ 75, 800 < ρ ≤ 2 4001.2.11.2.2

α ≤ 1,090/100(70/90)

90/100(70/90)

90/100(70/90)

100/170(70/90)

140/170(100/140)

170/190(110/170)

190/210(170/190)

1.2.31.2.4

α ≤ 0,690/100 (70/90)

90/100 (70/90)

90/100 (70/90)

100/140(70/90)

140/170(100/140)

140/170(110/170)

190/200(170/190)

1.3 5 ≤ fb ≤ 25, 500 ≤ ρ ≤ 8001.3.11.3.2

α ≤ 1,0100

(100)200

(170)200

(170)200

(170)200/365

(200/300)200/365

(200/300)300/370

(300/370)1.3.31.3.4

α ≤ 0,6 100(100)

170(140)

170(140)

200(170)

200/365(200/300)

200/365(200/300)

300/370(300/370)

Nyomott pillér/fal tűzben – tervezési táblázatokEurocode 6-1-2 Nemzeti Melléklete

Kulcsár

Kulcsár

Kulcsár

Égetett kerámia falazat tűzben - tervezési táblázatEurocode 6-1-2 Nemzeti Melléklete

Megjegyzés:→ nem jelölt mezők (-): paramétereinél kísérleti eredmények adaptálása szükséges→ zárójeles (kedvezőbb) értékek: (újonnan) vakolt falazatokra érvényesek→ kísérleti minősítéssel a fenti vastagságoknál vékonyabb falak is tervezhetők

(szükséges, mert 250 - 300 - 380 mm vastag falak járatosak)

Soklyukú égetett agyag falazóblokkos fal (EC6 szerinti 3. falazóelem-csoport)

@Kulcsár B., 2009-

Általános és vékonyrétegű habarcs5 N/mm2 < fb =< 35 N/mm2 500 kg/m3 < ρ =< 1200 kg/m3

(kivonat)Falazat

nyomásikihasználtsága REI 30 REI 60 REI 90 REI 120 REI 180 REI 240

α =< 1,0 - - - - - -α =< 0,60 330 330 330 330 330 365

tartozó min. falvastagság tf [mm]tfi,d [min] - REI tűzállósági teljesítmény előíráshoz

Kulcsár Kulcsár

Megjegyzés:→ a szükséges vastagság általában alulmúlja a minimális falvastagságot

(oka: a hideg állapotban megfelelő falazat tűzben „bőven” megfelel)→ ekkor a min. falvastagság (250 mm) alkalmazandó

2 N/mm2 < fb =< 4 N/mm2 350 kg/m3 < ρ =< 500 kg/m3 (kivonat)

Fal nyomásikihasználtsága REI 30 REI 60 REI 90 REI 120 REI 180 REI 240

α =< 1,0 100 115 145 155 220 225α =< 0,60 100 100 125 - 170 175

tfi,d [min] tűzállósági teljesítmény min. falvastagsága tf [mm]

2 N/mm2 < fb =< 4 N/mm2 350 kg/m3 < ρ =< 500 kg/m3(kivonat)

Pillér nyomási Falvastagságkihasználtsága t [mm] R 30 R 60 R 90 R 120 R 180 R 240

300 240 300 490 490 615 670365 200 240 365 490 615 670300 240 240 240 300 395 615365 170 170 240 240 300 550

a minimális falvastagságnak / pillér-szelvénynek megfelelő értékek

tfi,d [min] tűzállósági teljesítmény min. falvastagsága tf [mm]

α =< 1,0

α =< 0,6

@ Kulcsár


@Kulcsár B., 2009-

Falak és pillérek (EC6 szerinti 1. falazóelem-csoport)

Pórusbeton falazat tűzben - tervezési táblázatEurocode 6-1-2 Nemzeti Melléklete





Eurocode 6-1-2 tervezési táblázatának problémáiAz EC 6-1-2 a kihasználtságot a régi DIN 4102 szerint értelmezi!Táblázat használati feltétele:

0,4, =≤∑ Glo

Glo

RkiEk és

NN γ

γα

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@Kulcsár B., 2009-

Ki állíthat ki Eurocode-számítás alapján teljesítmény-nyilatkozatot?

A tervező !Az MMK tagozatok közti megállapodása alapján:- a tűzvédelmi tervező (és)- a statikus tervező isTovábbá a Tűzvédelmi Törvény alapján szükséges:- a felelős műszaki vezető (FMV) bejegyzése az E-Naplóba

(azaz: tényleg terv szerinti az építés)

@Kulcsár B., 2009-

És aki nem: a gyártó !→ mert nem falat gyárt, hanem „csak” a komponenseket!

- DE: minta ill. sablon teljesítmény-nyilatkozatot adhat !

A gyártó NMÉ / ETA alapján állíthat ki teljesítmény-nyilatkozatot.Ezek alapja többnyire tűzállósági kísérlet.

@ Kulcsár

@ Kulcsár

Eurocode 6-1-2 – amire nincs tervezési táblázat!

@Kulcsár B., 2009-

Ragasztóhabos általános falazóelem-rendszer

→ kísérlettel segített tervezés→ tűzállósági kísérlet alapján→ falként elérhető: A1 REI 180

R180: kétoldali vakolattalA1: OTSZ alapján (nem vizsgálat!)

Megjegyzés:→ REI-M: jellemzően nem felelnek meg

- cél: a minél homogénebb falazat - falazóelem jellemzően a 3. falazóelem-csoportból- 25…44 cm vastag falazatok esetén kétoldali

ragasztóhab, a peremektől ált. 5-6 cm-re- felhordás után néhány másodperccel a ragasztó

gyanta jellegű szalagot alkot: falazás ekkor

@ Kulcsár

@ Kulcsár


@Kulcsár B., 2009-

- a 3. falazóelem-csoportnak sem felel meg- csiszolt tégla, ragasztóhabos (4 csík) falazat

→ kísérlettel segített tervezés→ tűzállósági kísérlet alapján→ falként elérhető: B-s1,d0 REI 30

kétoldali vakolattal

- a 3. falazóelem-csoportnak sem felel meg- csiszolt tégla, ragasztóhabos falazat- 4 rag.hab-csík, csak a kerámia bordákon→ kísérlettel segített tervezés→ tűzállósági kísérlet alapján→ növelt ∆Θ a belső bordák közt→ falként elérhető: A1 REI 90

kétoldali vakolattal

Grafitos polisztirol betétes kerámia falazóelemek (termo-falazóelemek)

Kőzetgyapot betétes kerámia falazóelemek(termo-falazóelemek)

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ KulcsárBME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék





- beton / vasbeton magoskerámia falazatok

- hangszigetelő falazatok, pincefalazatok- falazóelem a 3. falazóelem-

csoportnak sem felel meg

@Kulcsár B., 2009-

- beton / vasbeton magos beton falazatok- ált. teherhordó falak, pince falazatok- a 3. falazóelem-csoportnak sem felel meg

→ kísérlettel segített tervezés→ tűzállósági kísérlet alapján→ falként elérhető: A1 REI 90

→ tűzvédelmi tervezés: ETAG 009, Annex Cjelenleg elérhető: REI 120 (nem vb)

Megj: DIN: minden fuga habarccsal kitöltendő

→ az speciális vasbetonként tervezhető

Kerámia zsaluelemes falrendszer

Beton zsaluelemes falrendszer

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár


- beton / vasbeton magos EPS-falazatokICF-technológia (hőszigetelő zsalus fal)

- kisebb épületek / passzívházak falai- nem sorolható falazóelem-csoportba- belsejében jell. 15 cm vb. fal áll elő

@Kulcsár B., 2009-

→ alapvetőn azon rendszerek értékelhetők,melyek kemény műanyag távtartóvalrendelkeznek

→ esetleges átmenő EPS-sávok a tűz korai átterjedését is lehetővé teszik!

→ kísérlettel segített tervezés, tűzállósági kísérlet→ vagy: ETAG 009, Annex C szerint→ falként elérhető: B REI 30

vékonyvakolattal→ falként elérhető+: B REI 120

belső oldal(ak)on 1 rtg GKF

Polisztirol zsaluelemes falrendszer@ Kulcsár

@ Kulcsár

8G – Falak állékonysága tűzhatás során

• M-kritérium teljesítése (korábbi tűzfalak)

Tűzfal (teherhordó)Szerkezet (tűzszakaszhatár) tűzvédelmi célja: a tűz más építményre vagy

tűzszakaszra való átterjedésének előírt időtartamig való megakadályozása.

Tűzfal – „normális esetben”Önálló alapon nyugvó, az épületet - a tető-szerkezetet ill. tetőfödémet – is átmetsző,nem éghető (A1) anyagból készült térelha-tároló falszerkezet. Az állékonysága ésa tűzvédelmi teljesítménye részlegesépületomlás esetén is megmarad.

@Kulcsár B., 2010-

Mérnökileg elvárható tűzállósági teljesítmény:

REI-MJelenlegi OTSZ-előírás:

REI (…)Tűzállósági határérték:

TH ≥ 120 perc

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár





Égetett agyagtégla falazat• égetett agyag: A1, magas TH

• húzószilárdsága csekély, tiszta falazat-ból csak kis magasságú fal építhető

• H = 3,0 m magasságig, és t ≥ 300 mmfalvastagságtól, födémekkel meg-támasztva ált. megfelelnek

@Kulcsár B., 2009-

Vasbeton fal• A1, magas TH

• öntött szerkezet→ lángáttörés ellen kiváló

• acélbetétek: oldalirányú ütőteherigénybevételét képesek felvenni

• t ≥ 140 mm, as ≥ 25 mm

M-kritérium teljesítése (korábbi tűzfalak)

Magas, önhordó égetett agyagtégla falazat• magas fal esetén az oldalirányú terhet a falazat önmagában

nem tudja felvenni → vasbeton pillérváz erősítés szükséges

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@Kulcsár B., 2009-


Pórusbeton falazat, vb pillérekkel• autoklávolt CSH: A1, magas TH

• bármely szilárdsága csekély• oldalirányú terhet önmagában

nem képes felvenni→ födémekkel megtámasztva is

mindig vb pillér erősítés szükséges

t ≥ 300 mm üreges falazóelem, benne φ200 mm vasbeton pillér építendő

Vasalt pórusbeton elemekés vasbeton váz (ipari csarnokok)

• magas fal esetén a φ200 mm vb pillérteherbírása nem elégséges

• látszó vasbeton pillérek (konzol)• köztük vasalt pórusbeton-elemek

(ezek csak a kb. 3 m-es pillérközben,mint kéttámaszú tartó kapják az ütést)

vb pillér vasalt pórusbeton@Kulcsár B., 2009-


Acélvázas fal• acél: A1• de alacsony TH ≈ 15 min

• tűzvédelmi burkolat kell→ spec. A1 lemezek

(belső réteg lemeze A2 is lehet)• ezek teherbírása oldalirányúütőteher (M-kritérium) ellennem elégséges→ folytonos acéllemez beépítése

szükséges a tűzvédő burkolatmögött

@Kulcsár B., 2009-






Tűzfalak – állékonyság vízszintes teherre

Vb oszlopvázas téglafal

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@Kulcsár B., 2009-

A tűzfal az alaptestbebefogva önállóan áll.

Ált. tűzfal@ Kulcsár


@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@Kulcsár B., 2009-

Két telekhatáron csat-lakozó épület, két füg-getlen (dupla) tűzfal,saját alaptestekkel.A tűzfalakat a „magasban” a csatla-kozó tűzszakasz vázatámasztja meg víz-szintesen.

Kettős tűzfal@ Kulcsár

Többszintes épület:

Két telekhatáron csat-lakozó épület, két füg-getlen (dupla) tűzfal,saját alaptestekkel.

A tűzfalakat a csatla-kozó tűzszakasz szer-kezete támasztja megvízszintesen.

Vasbeton födém- ésgerenda beköthet a tűz-falba, acél vagy fa-anyagú azonban nem.



@ Kulcsár

@Kulcsár B., 2009-

Többszintes épület:

Tűzszakaszok elválasz-tása (itt) tűzfallal

A tűzfalat a csatlako-zó - és épen maradó -tűzszakasz szerkezete támasztja meg víz-szintesen.

Vasbeton födém- ésgerenda beköthet a kö-zös tűzfalba, acél vagy faanyagú azonban nem.A bekötés mélységekorlátos (120 mm).


@ Kulcsár

@ Kulcsár

@ Kulcsár

@Kulcsár B., 2009-




tÉma (el 8 falazott szerkezetek t 7. 8. tartószerkezeti...

Documents