info-steel-38

• Gratis helpdesk EN • Staalbouwdag • Staalbouwwedstrijd • StudentenSTAALdag • StudentenSTAALprijs • Docentendag • Projectbezoeken • Studiereizen • Studiedagen • Cursussen en opleidingen • Werklunches • Bibliotheek • Technische publicaties • Vaktijdschrift • Voordelen voor leden www.infosteel.be • Service helpdesk gratuit ET • Journée Construction Acier • Concours Construction Acier • Journée ACIER Etudiants • Prix ACIER Etudiants • Journée Professeurs • Visites de projet • Voyages d’études • Cours et formations • Journées d’études • Déjeuners d’études • Bibliothèque • Publications techniques • Revue professionnelle • Avantages pour membres www.infosteel.be infosteel Une question concernant l’acier Een vraag over staal HELPDESK Staalplaat-betonvloeren Onderdeel van uitdagingen T +31 (0)71-5418923 info@dutchengineering.nl www.dutchengineering.nl Ontw erpprogramma op onze we bsite www.dutchengineering.nl ComFlor 210 ComFlor 225 ComFlor 100 ComFlor 46 ComFlor 51 ComFlor 75 ComFlor 95 ASB-ligger DEN_advertentie_105x141.indd 1 19-03-12 12:37 infosteel_logocopy.pdf 27/07/2009 12:57:01 infosteel 5AvenueAriane B-1200 Bruxelles t. +32-2-5091501 f. +32-2-5111281 e. info@infosteel.be www.infosteel.be Sécurité incendie Ce livre traite, dans ses trois premiers chapitres, de la sécurité incendie et du calcul de la r tanceau feudes structuresdebâtimentsenacier selon l'Eurocode3. Le chapitre1définit lesobjectifsde la sécurité incendie sur labasedudéroulementd'un die et examine lesmesuresque le concepteurpeutprendre afinde répondre aux exige sécurité incendieetaux exigences réglementaires. Le chapitre2 traitedu calculde la résistanceau feude structuresenacierpour cequi le critèrede capacitéportante.Unmodèlede calcul simple estdonnédans les Euroc leséléments tendus, les colonneset lespoutres soumisesounonaudéversement.Po des poutres intégrées, qu’elles soient protégées ou non, on peut utiliser unmodèl avancé,maisuneméthodealternative simpleestdécritedans cetouvrage. Le chapitre 3 traitede l'ingénieriede la sécurité incendie,unediscipline relativem qui utilise lesmodèles physiques pour décrire le déroulement d'un incendie et se bâtiment et ses occupants.On évoque quatre situations qui nécessitent l’utilisa nieriede la sécurité incendie,à savoir: les feux localisés, les feuxde compartime embrasementgénéralisé), le casdes structuresenacier situéesà l'extérieurdub où l’on considère le comportement d’ensemble d’une ossature. Ce dernier ca l’étudede l’effetmembranaired’un systèmedeplancher. Enfin, le chapitre4 contient treize tableauxdedimensionnementquidonne tainsparamètresde calcul comme la réductionde la limited’élasticitéeffica d’élasticitéde l’acier, leniveaude chargement en situationd’incendie, le f des sectionsen I , la températureatteintedans l’acieraprèsun certain temp de ce facteurdemassiveté)et la température critiquedes colonnes (en fo de chargementetde leur élancement). R.Hamerlinck est l’auteur de la version originale écrite en néerlandais mologue d’Infosteel aux Pays-Bas : Bouwenmet Staal. Il possède une en tantque consultantet conférencierdans ledomainede la sécurité i impliqué dans l'élaboration des règlements et des normes sur la sé pays. Infosteel a obtenu les droits de Bouwenmet Staal pour adap en tenant comptesdes spécificités (notammentnormativeset règlem et luxembourgeois. Le présent ouvrage existe en français et en né travail de trois spécialistes belges de renom : J.M. Franssen (Univ (ArcelorMittal)etR.Debruyckere (SECOetUniversitédeGand). boek-brand-COVER.indd 1 Nieuwe publicatie: in de nieuwe reeks: Handboeken staalconstructies Dit boek behandelt in de eerste drie hoofdstukken het onderwerp brandvei- ligheid en de berekening van de brandwerendheid van staalconstructies voor gebouwen volgens Eurocode 3. Hoofdstuk 4 bevat dertien ontwerptabellen voor het eenvoudig bepalen van een aantal rekenparameters zoals de afname van de e ectieve vloeigrens en de elasticiteitsmodulus, de reductiefactor op de belastingen bij brand, de pro elfactoren voor I-pro elen, de staaltemperatuur na een bepaalde tijd (in functie van de pro elfactor) en de kritieke staaltemperatuur voor kolommen (in functie van de benuttinggraad en slankheid). Als basis voor deze publicatie werd het boek “Brand” gebruikt, uitgegeven door Bouwen met Staal in Nederland. De auteur hiervan – dr.ir . Ralph Hamer- linck – heeft een grote ervaring als adviseur, docent en auteur op het gebied van brandveiligheid. Infosteel verwierf de rechten om op basis van dit boek een aangepaste versie te maken voor de Belgische en Luxemburgse markt die ondermeer rekening houdt met de Belgische en Luxemburgse normen en wetgeving. Het werk is beschikbaar in het Nederlands en Frans en werd opesteld door 3 Belgische experten in het domein: J.M. Franssen (Universiteit Luik), L.G. Cajot (ArcelorMittal) en R. Debruyckere (SECO en Universiteit Gent). Prijs: 57,50 EUR inclusief btw, verzendingskosten niet inbegrepen. Info en bestelling: www.infosteel.be Uitgever: Infosteel - 160 pag. / 210 x 297mm / hard cover / 2012 1 = +∑ fi,d i i i E G ( Q)  (1.1) = fi,d 0 fi,d,0 E R  (1.2) = + + g 10 20 345log (8t 1)  (2.1) −     = = +     -1/3,833 482 a y,θ 39,19 y,θ y f k 0,9674e 1 f  (2.2) + + ≤ = = + + k 2 k k k 0 fi G k Q k k k G Q G 0,3Q G Q 1,35G 1,5Q      (2.3) > fi 0   + + = = ≥ + ⋅ +   + +     k 2 k k k fi 0 k k 0 k k k nG n Q G 0,3Q 2 n1,35G 21,5Q (n–2)1,5 Q 1,35G 0,75Q 1 n     (2.4)       = m b sh m A V k 0,9 A V (2.5) = y 235 0,85 f  (2.6) = fi, ,Rd y, Rd N k N   (2.7) = ⋅ fi,θ,Rd y,θ Rd M k M (2.8) (2.1) 2. berekenen van de brandwerendheid 3 = +∑ fi,d i i i E G ( Q)  (1.1) = fi,d 0 fi,d,0 E R  (1.2) = + + g 10 20 345log (8t 1)  (2.1) −     = = +     -1/3,833 482 a y,θ 39,19 y,θ y f k 0,9674e 1 f  (2.2) + + ≤ = = + + k 2 k k k 0 fi G k Q k k k G Q G 0,3Q G Q 1,35G 1,5Q      (2.3) > fi 0   + + = = ≥ + ⋅ +   + +     k 2 k k k fi 0 k k 0 k k k nG n Q G 0,3Q 2 n1,35G 21,5Q (n–2)1,5 Q 1,35G 0,75Q 1 n     (2.4)       = m b sh m A V k 0,9 A V (2.5) = y 235 0,85 f  (2.6) = fi, ,Rd y, Rd N k N   1 = +∑ fi,d i i i E G ( Q)  (1.1) = fi,d 0 fi,d,0 E R  (1.2) = + + g 10 20 345log (8t 1)  (2.1) −     = = +     -1/3,833 482 a y,θ 39,19 y,θ y f k 0,9674e 1 f  (2.2) + + ≤ = = + + k 2 k k k 0 fi G k Q k k k G Q G 0,3Q G Q 1,35G 1,5Q      (2.3) > fi 0   + + = ≥ + ⋅ +   + +     k 2 k k k fi 0 k k 0 k k k nG n Q G 0,3Q 2 n1,35G 21,5Q (n–2)1,5 Q 1,35G 0,75Q 1 n     4       = m b sh m A V k 0,9 A V (2.5) = y 235 0,85 f  (2.6) = fi, ,Rd y, Rd N k N   (2.7) = ⋅ fi,θ,Rd y,θ Rd M k M (2.8) 2.1.1 Standaardbrandkromme De standaardbrandkromme is het gestandaardiseerde verloop van de tempera- tuur in de brandruimte als functie van de tijd volgens 3.2.1 van EN 1991-1-2 [4] , (figuur 2-1): met : Q g : degastemperatuur in debrandruimte (˚C); t : de tijd (min). 2.1.2 Effectieve vloeigrens van staalbijbrand Bij een temperatuur vanaf 400 °C neemt de sterkte van staal sterk af (figuur 2-2). Tabel 3.1 van EN 1993 1-2 geeft voor een aantal discrete punten (elke 100 °C) de reductiefactoren k y, q als verhouding tussen de (effectieve) vloeigrens f y, q bij een verhoogde temperatuur q a en de vloeigrens f y bij normale temperatuur. Tussen deze puntenmag rechtlijnigworden geïnterpoleerd. Tabel 3.1 geeft ook de re- ductiefactoren k E, q voor de elasticiteitsmodulus E a, q bij brand en E a bij normale temperatuur.Merk op dat de elasticiteitsmodulus al afneemt vanaf 100 °C. Zie ook tabel 4-2 in hoofdstuk 4. De reductiefactor k y, q voor de afname van de effectieve vloeigrens is ook te schrijven in formulevorm en af te leidenuitde formule (4.22) voorde kritieke staaltemperatuur in EN 1993-1-2: Figuur2-1 :De standaardbrandkromme beschrijft het veronderstelde verloop van de temperatuur in de tijd. tijd t (min) 20 40 60 80 100 120 1000 800 600 400 200 0 gastemperatuur Q g (˚C) Q g =20+345 log10(8t+1) Figuur 2-2 :Reductiefactor voor de effectieve vloeigrens k y, q en voor de elasticiteitsmodulus k E, q van staal bij hoge temperaturen volgens EN1993-1-2 200 400 600 800 1000 1200 temperatuur (˚C) 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 0 reductiefactor ki, q (–) ky, q (effectieve vloeigrens) volgens EN 1993-1-2, tabel 3.1 ky, q (effectieve vloeigrens) volgens formule (9.2) kE, q (elasticiteitsmodulus) volgens EN 1993-1-2, tabel 3.1 0,8 1,0 1,2 r ki,q (–) ky,q (vloeigrens) volgensNEN-EN1993-1-2, tabel3.1 ky,q (vloeigrens) volgens formule (9.2) kE,q (elasticiteitsmodulus) volgensNEN-EN1993-1-2, tabel3.1 met: f y, q : de effectieve vloeigrensbij een verhoogde staaltemperatuur q a ; f y : de vloeigrens bij bijnormale temperatuur (20 ˚C); q a : de staaltemperatuur (˚C). Formule (2.2) is in tabelvormuitgewerkt in tabel 4-1 van hoofdstuk 4. 2.1.3 Benuttinggraad De benuttinggraad m 0 (op tijdstip t = 0) is de verhouding tussen de optre- dende belasting bij de buitengewone belastingcombinatie brand E fi,d en de opneembare belasting,weergegeven als de rekenwaarde van deweer- stand van een stalen element bij brand op het tijdstip t = 0, namelijk R fi,d,0 . Deze opneembare belasting is uiteraard tenminste gelijk aan de belasting bijnormale temperatuur E d , conformdeoptredendebelastingscombinaties volgens EN 1990. Debenuttinggraad m 0 isdoorgaanskleinerdanofgelijkaande reductiefac- tor op debelastingen h fi = E fi,d /E d . De reductiefactor h fi is dus een bovengrensbenadering van de benutting- graad m 0 .Neem als voorbeeld een vloerligger in een kantoorgebouwmet y 2 =0,3 ,belastdoor eenblijvendebelasting G k en een veranderlijkebelas- (2.2) (2.3) met20 °C < q a £ 1140 °C boek-brand-H2.indd 3 18/10/2012 10:49:20 s a r f E r . e 1 e o d f re o d r e i o a mu d sa i i u e ad b ne z a 9 g e e = y,θ Rd fi,θ,Rd 1 2 k M M  (2.9) = θ,d 0 d q q  (2.10)   = + °     a,cr 3,833 1 2 0 1 39,19ln –1 482 C 0,9674( )   (2.11) [BEGINVOORBEELD] ( ) = + = + ⋅ ⋅ = θ,d k 2 k q (G Q )a 4,5 0,8 5,0 3,0 25,5kN/m  ⋅ ⋅ ⋅ = = = 3 y y,pl d 2 2 8fW 8 235 462210 q 78,8 kN/m L 10500 = = = ,d 0 d q 25,5 0,32 q 78,8       = + °         = + ° = °   ⋅ ⋅   3,833 3,833 a,cr 1 2 0 1 39,19ln –1 482 C 0,9674( ) 1 39,19ln –1 482 C 708 C 0,9674(0,7 1,0 0,32)   ⋅ ⋅ ⋅ = = = 3 2 2 y y,pl d 8fW 8 235 559110 q 95,3 kN/m L 10500 ⋅ ⋅ ⋅ = = = 3 2 2 y y,pl d 8fW 8 355 462210 q 119,1 kN/m L 10500 ⋅ ⋅ ⋅ = = = 3 2 2 y y,pl d 11,6fW 11,6 235 462210 q 114,3 kN/m L 10500 = y,θ Rd fi,θ,Rd 1 2 k M M  (2.9) = θ,d 0 d q q  (2.10)   = + °     a,cr 3,833 1 2 0 1 39,19ln –1 482 C 0,9674( )   (2.11) [BEGINVOORBEELD] ( ) = + = + ⋅ ⋅ = θ,d k 2 k q (G Q )a 4,5 0,8 5,0 3,0 25,5kN/m  ⋅ ⋅ ⋅ = = = 3 y y,pl d 2 2 8fW 8 235 462210 q 78,8 kN/m L 10500 = = = ,d 0 d q 25,5 0,32 q 78,8     = + °       = + ° = °   ⋅ ⋅   3,833 3,833 a,cr 1 2 0 1 39,19ln –1 482 C 0,9674( ) 1 39,19ln –1 482 C 708 C 0,9674(0,7 1,0 0,32)   ⋅ ⋅ ⋅ = = = 3 2 2 y y,pl d 8fW 8 235 559110 q 95,3 kN/m L 10500 ⋅ ⋅ ⋅ = = = 3 2 2 y y,pl d 8fW 8 355 462210 q 119,1 kN/m L 10500 ⋅ ⋅ ⋅ = = = 3 2 2 y y,pl d 11,6fW 11,6 235 462210 q 114,3 kN/m L 10500 = y,θ Rd fi,θ,Rd 1 2 k M M  (2.9) = θ,d 0 d q q  (2.10)   = + °     a,cr 3,833 1 2 0 1 39,19ln –1 482 C 0,9674( )   (2.11) [BEGINVOORBEELD] ( ) = + = + ⋅ ⋅ = θ,d k 2 k q (G Q )a 4,5 0,8 5,0 3,0 25,5kN/m  ⋅ ⋅ ⋅ = = = 3 y y,pl d 2 2 8fW 8 235 462210 q 78,8 kN/m L 10500 = = = ,d 0 d q 25,5 0,32 q 78,8       = + °         = + ° = °   ⋅ ⋅   3,833 3,833 a,cr 1 2 0 1 39,19ln –1 482 C 0,9674( ) 1 39,19ln –1 482 C 708 C 0,9674(0,7 1,0 0,32)   ⋅ ⋅ ⋅ = = = 3 2 2 y y,pl d 8fW 8 235 559110 q 95,3 kN/m L 10500 ⋅ ⋅ ⋅ = = = 3 2 2 y y,pl d 8fW 8 355 462210 q 119,1 kN/m L 10500 2. berekenen van de brandwerendheid 19 de thermische eigenschappen van staal (de specifiekewarmte c a en de volumieke massa  a ) en vandewarmte-overdrachtskarakteristieken vande brandruimte (de emissiefactor  r ende convectievewarmte-overdrachtscoefficient  c ). Bijbeklede staalprofielen spelen bovendiende dikte en demateriaaleigenschappen van het bekledingsmateriaal een rol. Deberekening vande staaltemperatuur q a berustopeen tijdstapmethodeen ismetde hand niet goedmogelijk.Met een geschikt computerprogramma is de staaltempera- tuur echter eenvoudig te berekenen. Stap8 Controleer of q a £ q a,cr . Voorbeeld 2.1 Gegeven Een industrieel gebouw van een bouwlaag heeft inpandig een gedeelte voor opslag met een tussenvloer.De vloerliggersHEA 550 in de staalsoort S235 zijn statisch be- paald opgelegdmet een overspanning L = 10,5m en een afstand hart-op-hart van a =3,0m.Debelastingopdevloerliggersbedraagt G k =4,5kN/m 2 en Q k =5,0kN/m 2 met y 2 = 0,8. De liggers ondersteunen een prefab betonnen vloer enworden bij brand driezijdig verhit.De vereiste brandwerendheid bedraagt 30minuten. Gevraagd Een constructieve oplossing om de stalen liggers niet te hoeven bekleden. Uitwerking De optredende belasting bij brand (stap 1) bedraagt : en demaximaal opneembare belasting bij normale temperatuur (stap 2) : Het profiel voldoet bij brand aan klasse 1 (zie tabel 2-2),waardoormet de plastische momentcapaciteitmagworden gerekend. De benuttinggraad (stap 3) volgt uit for- mule (2.10) : boek-brand-H2.indd 19 18/10/2012 10:49:24 infosteel_logocopy.pdf 27/07/2009 12:57:01 Brandveiligheid Brandveiligheid enberekening vandebrandwerendheid van staalconstructies voorgebouwen volgensEurocode 3 Louis-GuyCajot,RikDebruyckere, Jean-Marc Franssen infosteel Arianelaan5 B-1200 Brussel t. +32-2-50915 01 f. +32-2-511 12 81 e. info@infosteel.be www.infosteel.be Brandveiligheid Ditboekbehandelt indeeerstedriehoofdstukkenhetonderwerpbrandveiligheidendeberekening vandebrandwerendheidvan staalconstructiesvoorgebouwenvolgensEurocode3. Hoofdstuk1omschrijftdedoelstellingen vanbrandveiligheidaandehand vanhetgedrag vaneen brandenbespreektdemaatregelendieeenontwerperkannemenom tevoldoenaandeeisenvoor brandveiligheidendewettelijkeisen. Hoofdstuk2gaatoverhetberekenenvandebrandwerendheidvaneen staalconstructiemetbetrek- king tot bezwijken. Een eenvoudig berekeningsmodel volgens Eurocode 3wordt besproken en is geschiktvoortrekstaven,niet-kipgevoelige liggers,kolommenénkipgevoelige liggers.Voordebere- keningvangeïntegreerde liggers,zowelonbekleedalsbekleedwordteengeavanceerd rekenmodel gebruiktenwordt tevenseenalternatievevereenvoudigdemethodevoorgesteld. Hoofdstuk3behandelthetonderwerpfire safetyengineering;een relatiefnieuwvakgebied,waar- bij fysischemodellenworden gebruikt om het gedrag van een brand – en het effect hiervan op bouwwerken en de gebruikers – te beschrijven. Erworden vier situaties besproken diemet fire safetyengineering indepraktijkalzijn teberekenen: lokalebranden, compartimentsbranden (zon- der énmetflashover), staalconstructiesdie zichbuitenhetgebouwbevinden indebuitenlucht én het systeemgedrag van een staalconstructie. Dit laatstewordt geillustreerd aan de hand van een staalplaat-betonvloerwaarbijhetmembraaneffect inachtwordtgenomen. Hoofdstuk 4 tenslotte bevat dertien ontwerptabellen voor het eenvoudig bepalen van een aantal rekenparameterszoalsdeafnamevandeeffectievevloeigrensendeelasticiteitsmodulus,de reduc- tiefactor op de belastingen bij brand, de profielfactoren voor I -profielen, de staaltemperatuur na eenbepaalde tijd (in functie vandeprofielfactor) ende kritieke staaltemperatuur voor kolommen (in functievandebenuttinggraaden slankheid). Alsbasisvoordezepublicatiewerdhetboek“Brand”gebruikt,uitgegevendoorBouwenmetStaal inNederland.De auteur hiervan – dr.ir. RalphHamerlinck – heeft een grote ervaring als adviseur, docentenauteurophetgebiedvanbrandveiligheid.Ook ishijnauwbetrokkenbijdeontwikkelin- gen in regelgeving ennormenoverbrandveiligheid in zijn land. Infosteel verwierfde rechtenom opbasisvanditboekeenaangepasteversie temakenvoordeBelgischeenLuxemburgsemarktdie ondermeerrekeninghoudtmetdeBelgischeenLuxemburgsenormenenwetgeving. Hetwerk isbe- schikbaar inhetNederlandsenFransenwerdopestelddoor3Belgischeexperten inhetdomein: J.M. Franssen (UniversiteitLuik),L.G.Cajot (ArcelorMittal)enR.Debruyckere (SECOenUniversiteitGent). Brandveiligheid Louis-GuyCajot,RikDebruyckere, Jean-Marc Franssen Handboeken staalconstructies boek-brand-COVER.indd 1 18/10/2012 12:15:25 N da Ce du l’Eu Le dir d’él ge te de tio R. l’or Inf né règ exi bel et Prix Inf Edi IP IP IP IP IP IP IP IP IP IP IP IP IP IP IP IP IP IP H H H H H H H H H H H H T Te 4-5 boek-bran d-H4.in I info steel info steel infosteel infosteel info steel iS iS iS iS iS iS iS iS i S i i S infosteel inf i infosteel_v5.pdf 4/02/2009 16:39:12 Brandveilighei d