English
Język Polski
Nośność na przebicie płyt żelbetowych narażonych na działanie pożaru, według wymagań europejskich i amerykańskich. Część 1 – Wymagania normowe
DOI:
https://doi.org/10.24425/ace.2025.156154Abstrakt
Zapewnienie nośności na przebicie połączenia płyta-słup jest jednym z kluczowych etapów projektowania konstrukcji budynków żelbetowych, również z uwagi na warunki pożarowe. Zarówno w europejskich, jak i amerykańskich normach do projektowania konstrukcji są podane uproszczone (tabelaryczne) wymagania dotyczące minimalnej grubości płyt stropowych oraz minimalnej szerokości przekrojów słupów w zależności od wymaganej klasy odporności ogniowej. Jednak w przypadku projektowania budynków o szczególnym znaczeniu lub dużym zagrożeniu bezpieczeństwa ludzi, w wielu przypadkach konieczne może być dokładniejsze określenie odporności ogniowej konstrukcji. Można to osiągnąć, weryfikując stany graniczne nośności konstrukcji w warunkach pożarowych. W pierwszej części artykułu przedstawiono porównanie wymagań norm europejskich i amerykańskich w zakresie nośności stropu na przebicie oraz wyniki obliczeń nośności na przebicie dla typowych, stosowanych w praktyce inżynierskiej grubości stropów i wymiarów słupów, narażonych na działanie wysokiej temperatury. W drugiej części artykułu przedstawione zostaną wymagania norm europejskich i amerykańskich w zakresie określania oddziaływań w wyjątkowej sytuacji pożaru oraz porównanie efektów tych oddziaływań z nośnością stropu na przebicie, która zmniejsza się w trakcie trwania pożaru.Bibliografia
[1] EN 1992-1-2:2004 Eurocode 2: Design of concrete structures – Part 1-2: General rules – Structural fire design. CEN, 2004.
[2] ACI 216.1-07/TMS-216-07 Cod Requirements for Determining Fire Resistance of Concrete and Masonry Construction Assemblies. An ACI/TMS Standard. American Concrete Institute. The Masonry Society, 2007.
[3] EN 1990:2002 Eurocode: Basis of structural design. CEN, 2002.
[4] EN 1991-1-2:2002 Eurocode 1: Actions on structures – Part 1-: General actions – Actions on structures exposed to fire. CEN, 2002.
[5] K. Kordina, “Design of concrete buildings for fire resistance”, in Structural concrete. Textbook on behaviour, design and performance. 2nd ed. vol. 4. fib Bulletin 54, 2010.
[6] A.H. Buchanan, Structural Design for Fire Safety. John Wiley and Sons Ltd., 2002.
[7] Fire design of concrete structures – structural behaviour and assessment. fib Bulletin, no. 46. FIB, 2008.
[8] L.R Taerwe, “Fire Design of Concrete Structures According to the Eurocodes: A Review”, in Design of Concrete Structures for Fire Safety, ACI SP-255-4. Detroit: ACI, 2008, pp. 75-96.
[9] R. Kowalski and M. Urbański, “On the redistribution of bending moments in two-span RC beams and slabs exposed to fire”, Journal of Civil Engineering and Architecture, vol. 7, no. 2, pp.158-173, 2013.
[10] P. Chudzik, R. Kowalski, and M. Abramowicz, “Strains of concrete in RC structures subjected to fire”, Procedia Engineering, vol. 193, pp. 377-384, 2017, doi:10.1016/j.proeng.2017.06.227.
[11] R. Kowalski, M. Głowacki, and M. Abramowicz, “Premature destruction of two-span RC beams exposed to high temperature caused by a redistribution of shear forces”, Journal of Civil Engineering and Management, vol. 23, no. 4, pp. 431-439, 2017.
[12] P. Bamonte, R. Felicetti, and P.G. Gambarova, “Punching Shear in Fire-Damaged Reinforced Concrete Slabs”, in ACI Special Publications. SP-265-16. ACI, 2009, pp. 345-366.
[13] K. Kordina, “Uber das Brandverhalten punktgesttitzter Stahlbetonplatten”, Deutscher Ausschuss fur Stahlbeton, no. 479, 1997.
[14] M. Ghoreshi, A. Bagchi, and M.A. Sultan, “Review of the punching shear behaviour of concrete flat slabs in ambient and elevated temperature”, Journal of Structural Fire Engineering, vol. 4, no. 4, pp. 259-279, 2013.
[15] S.J. George and Y. Tian, “Structural performance of Reinforced Concrete Flat Plate Buildings Subjected to Fire”, International Journal of Concrete Structures and Materials, vol. 6, no. 2, pp. 111-121, 2012, doi:10.1007/s40069-012-0011-2.
[16] E. Annerel, L. Lu, and L. Taerwe, “Punching shear tests on flat concrete slabs exposed to fire”, Fire Safety Journal, vol. 57, pp. 83-95, 2013, doi:10.1016/j.firesaf.2012.10.013.
[17] H. Smith, T. Stratford, and L. Bisby, “Punching shear of restrained reinforced concrete slabs under fire conditions”, presented at 8th International Conference on Structures in Fire, Shanghai, China, June 11-13, 2014.
[18] R. Hamd, M. Gillie, G. Torelli, H. Smith, T. Stratford, and Y. Wang, “The effect of LITS on punching shear in fire”, presented at 9th International Conference on Structures in Fire, New Jersey, USA, June 8-11, 2016.
[19] D. Wang, Y. Dong, D. Zhang, W. Wang, and X. Lu, “Punching shear performance of concrete slabs under fire”, Engineering Structures, vol. 225, 2020, doi:10.1016/j.engstruct.2020.111094.
[20] R.Z. Al-Rousan and B.R. Alnemrawi, “Slab slenderness effect on the punching shear failure of heat-damaged reinforced concrete flat slabs with different opening configurations and flexural reinforcement areas”, Steel & Composite Structures, vol. 52, no. 6, pp. 627-645, 2024, doi:10.12989/scs.2024.52.6.627.
[21] L. Bing, Y. Zhou-lin, Z. Zong-fu, L. Zheng-shang, T. Ai-ping, and Z. Yang, “Punching shear performance of reinforced flat slabs considering in-plane restraints under and after a fire”, Construction & Building Materials, vol. 457, art. no. 139311, 2024, doi:10.1016/j.conbuildmat.2024.139311.
[22] Y.-H. Weng, Z.-J. Hu, and K. Qian, “Punching shear behavior of full-scaled reinforced concrete slab-column connection after cooling from fire-induced elevated temperature”, Engineering Structures, vol. 334, art. no. 120216, 2025, doi:10.1016/j.engstruct.2025.120216.
[23] R. Kowalski, “Calculation of RC structures fire resistance”, Architecture Civil Engineering Environment, vol. 2, no. 4, pp. 61-69, 2009.
[24] EN 1992-1-1:2004 Eurocode 2: Design of concrete structures – Part 1-1: General rules and rules for buildings. CEN, 2004.
[25] ACI 318-08 Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary. American Concrete Institute, 2008.
[26] ASTM Standard test methods for fire tests of building construction and materials. Test Method E119. American Society for Testing and Materials, 2011.
[27] M. Hallgren, “Punching Shear of Reinforced Concrete Slabs. Finite Element Analyses and Modified Mechanical Model”, in Advanced Design of Concrete Structures, Series of Handbooks on Theory and Engineering Applications of Computational Methods. Barcelona: CIMNE, 1997, pp. 49-56.
[28] A. Ajdukiewicz and J. Hulimka, “Advanced Analytical and Numerical Modelling of Composite Slab-Column Joints”, Archives of Civil Engineering, vol. 46, no. 1, pp. 3-24, 2000.
[29] prEN 1992-1-2 Eurocode 2 Design of concrete structures – Part 1-2: General rules – Structural fire design. CEN, 2021.
[30] R. Kowalski, “On the Identification of the Reference Isotherm in the Simplified Analysis of R/C Members in Fire”, in Studies and Researches, ed. by Politecnico di Milano and Italcementi. Brescia, Italy: Starrylink, 2010, pp. 255-280.
Pobrania
Opublikowane
Jak cytować
Numer
Dział
