English
Język Polski
Odkształcenia, relaksacja termiczna i zmniejszenie wytrzymałości stali sprężającej w temperaturze pożarowej. Wskazówki na temat praktycznego wykorzystania modelu Eurokodu 2-1-2
DOI:
https://doi.org/10.24425/ace.2025.156156Abstrakt
W artykule przedstawiono praktyczne wskazówki na temat wykorzystania modelu pogorszenia właściwości mechanicznych stali sprężającej w wysokiej temperaturze, podanego w EC2-1-2, przydatne do prognozowania zmniejszenia siły sprężającej w elementach narażonych na warunki pożarowe. Adekwatne oszacowanie tej siły ma kluczowe znaczenie podczas obliczeń nośności ogniowej elementów sprężonych. Przyjęcie do analiz wyłącznie obniżenia wytrzymałości stali określonego na podstawie modelu EC2-1-2 może być przyczyną znacznego niedoszacowania zmniejszenia siły sprężającej w warunkach pożaru. Do adekwatnego oszacowania tej siły konieczne jest zsumowanie odkształcenia cięgien sprężających powstałego na skutek pogorszenia ich właściwości mechanicznych pod wpływem wysokiej temperatury oraz swobodnego wydłużenia termicznego stali. W pracy wskazano również na występowanie analogii między wydłużaniem się stali sprężającej ogrzewanej w warunkach pożarowych, a pełzaniem betonu w zwykłych warunkach oraz podano wytyczne przydatne do oszacowania relaksacji naprężeń w cięgnach i określenia zmniejszania się siecznego modułu odkształcalności stali sprężającej w warunkach pożarowych. Powyższe informacje odniesiono do aktualnie powszechnie stosowanych splotów wykonanych ze stali Y1860.Bibliografia
[1] EN 1992-1-2:2023 Eurocode 2: Design of concrete structures – Part 1-2: Structural fire design. European Committee for Standardization, 2023.
[2] fib Bulletin 108/2023, Performance-based fire design of concrete structures. State-of-art report. International Federation for Structural Concrete (fib), 2023.
[3] fib Bulletin 38/2007, Fire design for concrete structures – materials, structures and modelling. State-of-art report. International Federation for Structural Concrete (fib), 2007.
[4] K. Kordina, “Design of concrete buildings for fire resistance”, Chapter 6 in Structural Concrete. Textbook on behaviour, design and performance. 2nd ed. vol. 4. fib Bulletin 54, 2010, pp. 1-36.
[5] K. Protchenko, “Study on the fire resistance of RC beams reinforced with BFRP and HFRP bars”, Archives of Civil Engineering, vol. 70, no. 2, pp. 179-193, 2024, doi: 10.24425/ace.2024.149858.
[6] P. Bamonte, N. Kalaba, and R. Felicetti, “Computational study on prestressed concrete members exposed to natural fires”, Fire Safety Journal, vol. 97, pp. 54-65, 2018, doi: 10.1016/j.firesaf.2018.02.006.
[7] fib Bulletin 46/2008, Fire design of concrete structures – structural behaviour and assessment. State-of-art report. International Federation for Structural Concrete (fib), 2008.
[8] R. Kowalski, Reinforced concrete structures under fire conditions (Konstrukcje żelbetowe w warunkach pożarowych). Warsaw, Poland: PWN Scientific Publishing House, 2019 (in Polish).
[9] R. Kowalski and R. Kisieliński, “On mechanical properties of reinforcing steel in RC beams subjected to high temperature”, Architecture, Civil Engineering, Environment, vol. 4, no. 2, pp. 49-56, 2011.
[10] R. Kowalski and R. Kisieliński, “Experimental approach to strength reduction and elongation of self-tempered reinforcing bars tensioned at a steady and an increasing temperature”, Structural Concrete, vol. 20, no. 2, pp. 823-835, 2019, doi: 10.1002/suco.201800076.
[11] G.M. Cooke, “Behaviour of Precast Concrete Floor Slabs Exposed to Standardised Fires”, Fire Safety Journal, vol. 36, no. 5, pp. 459-475, 2001, doi: 10.1016/S0379-7112(01)00005-4.
[12] R. Kowalski, M. Głowacki, and J. Wróblewska, “Thermal bowing of reinforced concrete elements exposed to non-uniform heating”, Archives of Civil Engineering, vol. 64, no. 4, pp. 247-264, 2018, doi: 10.2478/ace-2018-0055.
[13] EN 1992-1-2:2004 Eurocode 2: Design of concrete structures – Part 1-2: General rules – Structural fire design. European Committee for Standardization, 2004.
[14] A. Rubert and P. Schaumann, “Structural steel and plane frame assemblies under fire action”, Fire Safety Journal, vol. 10, no. 3, pp. 173-184, 1986, doi: 10.1016/0379-7112(86)90014-7.
[15] A. Rubert and P. Schaumann, “Critical temperatures of steel columns exposed to fire”, Fire Safety Journal, vol. 13, no.1, pp. 39-44, 1988, doi: 10.1016/0379-7112(88)90031-8.
[16] Y. Anderberg, Modelling Steel Behaviour. Report LUTVDG/TVBB-3028-SE, vol. 3028. Division of Building Fire Safety and Technology, Lund Institute of Technology, 1986.
[17] Y. Anderberg, “Modelling Steel Behaviour”, Fire Safety Journal, vol. 13, no.1, pp. 17-26, 1988, doi: 10.1016/0379-7112(88)90029-X.
[18] prEN 10138-3:2009 Prestressing steels – Part 3: Strand. European Committee for Standardization, Brussels, 2009.
[19] EN 1992-1-1:2023 Eurocode 2 – Design of concrete structures – Part 1-1: General rules and rules for buildings, bridges and civil engineering structures. European Committee for Standardization, 2023.
[20] prEN 10138-1:2009 Prestressing steels – Part 1: General requirements. European Committee for Standardization, Brussels, 2009.
[21] R. Kowalski, “The use of Eurocode model of reinforcing steel behavior at high temperature for calculation of bars elongation in RC elements subjected to fire”, Procedia Engineering, vol. 193, pp. 27-34, 2017, doi: 10.1016/j.proeng.2017.06.182.
[22] M. Abramowicz and R. Kowalski, “Stress-strain relationship of reinforcing steel subjected to tension and high temperature”, in Applications of Structural Fire Engineering. Proceedings of International Conference. Prazka Technika, 2009, pp. 134-139.
[23] J. Outinen, O. Kaitila, and P. Makelainen, “High-temperature testing of structural steel and modelling of structures at fire temperatures. Research report”. Helsinki University of Technology, Laboratory of Steel Structures, 2001.
[24] P. Páez and B. Sensale, “Improved prediction of long-term prestress loss in unbonded prestressed concrete members”, Engineering Structures, vol. 174, pp. 111-125, 2018, doi: 10.1016/j.engstruct.2018.07.038.
[25] M. Bonopera, K.-C. Chang, and Z.-K. Lee, “State-of-the-Art Review on Determining Prestress Losses in Prestressed Concrete Girders”, Applied Sciences, vol. 10, no. 20, 2020, doi: 10.3390/app10207257.
[26] J. Wang, G. Li, C. Lan, and N. Guo, “Experiment of the monitoring prestress loss of prestressed concrete beams with damages under static loading”, Archives of Civil Engineering, vol. 69, no. 1, pp. 437-451, 2023, doi: 10.24425/ace.2023.144182.
Pobrania
Opublikowane
Jak cytować
Numer
Dział
