Chování tenkostěnných Z-vaznic za požáru

Abstract

Studie shrnuje poznatky v řešení problematiky ocelových tenkostěnných profilů z hlediska návrhu za běžné teploty, zejména ale za požáru. Práce se konkrétně zaměřuje na Z vaznice při požární situaci, kdy dochází k přechodu od nosníkového chování na vláknové, které je pro tenkostěnné prvky charakteristické. Protože nejsou k dispozici úplné poznatky o chování ohýbaných tenkostěnných prvků 4. třídy za zvýšené teploty byly provedeny experimentální studie, numerická simulace problematiky a analytické návrhové modely. Numerický model byl validován na experimentu a využit pro studium nosníkového chování s přechodem do vláknového. Pro návrh na mezi použitelnosti, který je potřeba pro požárně dělící konstrukce střech/stěn byl připraven analytický model, který využívá současných poznatků o návrhu tenkostěnných průřezů 4. třídy. Na mezi únosnosti nosníků se únosnost skládá z nosníkového a vláknového působení. Pro návrh byl připraven analytický model, který je využitelný pro nosníky v plášti, stěně nebo střeše, ve kterém není za požáru požadavek na požárně dělící funkci. Závěry ukazují, že zjednodušení popisu skutečného chování vláknovým je pro požární situaci možné a lze jej po překročení ohybové kapacity prutu využít. Neméně důležitým krokem je předpověď průběhu vodorovných vnitřních sil působících v podporách a jejich správné nadimenzování.

The knowledges in solving the problematics of thin-walled profiles in terms of design at room temperature, but particularly in the case of a fire are summarized in this study. The research is focused on Z purlins in a fire situation, in which a transition from beam behaviour to fibre is. This is characteristic for thin-walled elements. The experimental study, numerical simulation and analytical design models were performed because the complete knowledges of the behaviour of the bent thin-walled of class 4 sections at elevated temperature are not available. The numerical model was validated in an experiment and used for this description transition from the beam to fibre behaviour of a Z purlin. An analytical model was prepared for the design of the serviceability limit state, which is needed for fire separation structures of roofs or walls. There are utilized current knowledges about the design of thin-walled cross sections of class 4 sections. An ultimate limit capacity of a beam consists of beam behaviour and catenary action. The analytical model was prepared for the design, which can be used for beams in a shell, wall or roof, in which there is no requirement for a fire separation function under fire. The conclusions point at the simplification of description of real beam behaviour is possible to be used after the bending capacity of the member is exceeded under fire. Equally important step is a real prediction of horizontal internal forces acting in the supports and their correct dimensioning.