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

Robert Kowalski,

Marek Urbański

Abstrakt

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: beton, przekrój, projektowanie z uwagi na warunki pożarowe, sztywność
References

Buchanan A.H., Structural Design for Fire Safety, John Wiley and Sons Ltd., 2002.

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.

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.

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.

Eurocode 2, Fire Design of concrete structures – Part 1–1: General rules and rules for buildings, EN 1992-1-1: 2004.

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.

Eurocode 0, Basis of structural design, EN 1990: 2002.

Eurocode 1, Actions on structures – Part 1–1: General actions – Densities, self-weight, imposed loads for building, EN 1991-1-1: 2002.

Eurocode 1, Actions on structures – Part 1–2: General actions – Actions on structures exposed to fire, EN 1991-1-2: 2002.

Eurocode 2, Design of concrete structures – Part 1–2: General rules – Structural fire design, EN 1992-1-2: 2004.

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.

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.

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.