Dzięki integracji PROFIS Engineering moduł Wklejanie Zbrojenie, projektowanie zbrojenia z uwzględnieniem obciążenia ogniem nigdy nie było tak proste i teraz może być wykonane za pomocą kilku kliknięć. Można wybrać nową zaprawę iniekcyjną HIT-FP 700 R i w zasadzie pominąć projektowanie ogniowe ze względu na ekstremalną odporność zaprawy na wpływ ognia (zachowuje się podobnie jak zabetonowane pręty zbrojeniowe). Jeśli jednak chcesz uzyskać raport projektowy lub wybrać inną zaprawę / żywicę, możesz łatwo zaprojektować swoją aplikację w oparciu o temperaturę w pręcie zbrojeniowym lub klasę odporności ogniowej.
 
Czas czytania: 10 minut
 Oddziaływanie ognia na konstrukcje betonowe prowadzi do znacznych strat właściwości mechanicznych i fizycznych betonu i jego połączeń. Wiedząc o tym, należy stwierdzić, że wytrzymałość zamontowanych prętów zbrojeniowych nie zawsze musi zachowywać się jak zbrojenie zabetonowane. Pogorszenie właściwości wiązania wklejonych prętów zbrojeniowych w przypadku pożaru może znacząco wpłynąć na nośność tego połączenia. Dlatego w projektowaniu połączeń beton-beton należy uwzględnić zachowanie się zamocowania prętów w podłożu betonowym również w warunkach obciążenia konstrukcji działaniem ognia.
 
Metodyka projektowania pod obciążeniem ognia- co obecnie robi się dla prętów zbrojeniowych zabetonowanych?
W większości przypadków odporność ogniowa dla prętów zabetonowanych jest zapewniona poprzez zwiększenie otuliny betonu i /lub grubości samego elementu żelbetowego. Na przykład, dla płaskiej płyty pełnej, EN1992-1-2 sekcja 5, zaleca następujące wymiary w tabeli 1) Zazwyczaj inżynierowie biorą pod uwagę wymiary detali z normy EN 1992-1-2, a nie weryfikują sytuacji projektowej pod kątem działania ognia w warunkach pożaru, chyba że mamy do czynienia z bardzo szczególnym przypadkiem.

Tabela 1: Odporność ogniowa dla różnych grubości płyt

Metodologia projektowania pod obciążeniem ognia - Co trzeba zrobić inaczej w przypadku zbrojenia wklejanego?
W pierwszej kolejności należy zdać sobie sprawę, że większość zapraw zakwalifikowanych do wykonywania zbrojenia wklejanego to żywice epoksydowe (np. RE 500 V4) lub hybrydowe (np. HY 200-R V3). Produkty te - niezależne od producentów - ze względu na swoje właściwości chemiczne charakteryzują się silnym spadkiem odporności wiązań pod wpływem działania ognia (patrz rys. 1)
 
Czy to oznacza, że nie ma rozwiązania w zakresie projektowania w warunkach obciążenia ogniem?
 
Nie! Tak naprawdę są dwie opcje:
Opcja A) Wybierz zaprawę hybrydową lub epoksydową i stwórz projekt oparty na zwiększonej długości zakotwienia i pokryciu betonem lub
 
 

Rys. 1: Wybór rozwiązania "ogniowego"

 
 
Opcja B) Zastosuj Hilti HIT-FP 700-R jedyną iniekcyjną nieorganiczną zaprawę na bazie cementu, która zapewnia najwyższe właściwości odporności ogniowej dla wklejanych połączeń zbrojeniowych. Posiada ona właściwości cementowe i nieorganiczne, które prowadzą do stabilnego przemieszczania się i działania w wysokich temperaturach porównywalnego z zachowaniem betonu pod wpływem ognia (patrz rys. 2)
 

Rysunek 2) Porównanie wytrzymałości wiązania na temperaturę dla 3 różnych zapraw.

Więcej informacji na temat zalet HIT FP 700 można znaleźć tutaj.

PROFIS Engineering - Projektowanie zbrojenia w warunkach pożaru
 
Ogólne zapisy dla projektu pod obciążeniem ognia są takie same jak dla projektu standardowego (bez działania ognia). Należy jednak pamiętać, aby wykonać również projekt standardowy, ponieważ projekt z obciążeniem ogniem nie musi być dominującym przypadkiem obciążenia. Ponadto należy pamiętać, że projektowane są tylko pręty zbrojeniowe wklejane. Projektowanie prętów zbrojeniowych zabetonowanych nie jest możliwe w PROFIS Engineering, jednakże można dowolnie rozmieścić pręty wklejane i rozważyć ich najlepszą i najbardziej optymalną pozycję. 

Aby rozpocząć projektowanie wklejanego zbrojenia w warunkach pożaru, należy wykonać 5 poniższych kroków:

Rysunek 3) Projektowania zbrojenia w warunkach pożaru

Rozpoczynając projektowanie zbrojenia w warunkach pożaru, oprogramowanie zawsze zasugeruje przejście na zaprawę HIT-FP 700 R ze względu na jej zwiększone zachowanie, jednak mogą zaistnieć sytuacje, w których będziesz potrzebował lub preferował inne systemy iniekcyjne. Dla zaprawy HIT-FP 700 R można projektować zbrojenie według dwóch podejść: Albo przez wprowadzenie klasy odporności ogniowej, albo przez zdefiniowanie temperatury w obrębie prętów zbrojeniowych.
W przypadku innych zapraw zdarzają się sytuacje, w których jeden z "typów wejścia ogniowego" nie jest dostępny dla konkretnego zastosowania. PROFIS Engineering poinformuje o dostępnych opcjach w oprogramowaniu.

Rysunek 4) Stały i niestały profil temperatury

(1)  Temperatura na długości zakotwienia nie jest stała i zależy od długości i czasu ekspozycji. Tutaj użytkownik projektuje według klasy czasu trwania pożaru.
(2)  Temperatura na długości okrążenia jest funkcją grubości otuliny i czasu ekspozycji na ogień. W tym przypadku można projektować według klasy czasu trwania pożaru lub trzeba znać temperaturę wewnątrz prętów zbrojeniowych.
 
PROFIS Engineering - Klasa odporności ogniowej (1)
W przypadku niestałych profili temperaturowych oprogramowanie opiera się na obszernej bazie danych symulujących zależność pomiędzy temperaturą a długością zakotwienia.

Rys. 5: Zależność temperatury od długości zakotwienia

Jako użytkownik definiujesz czas trwania pożaru i na podstawie innych wpisów masz już wynik długości zakotwienia, lub oprogramowanie poprowadzi Cię za pomocą podpowiedzi i ewentualnych komunikatów o błędach. Należy pamiętać, że można wykonać projekt "automatyczny" lub zdefiniować parametry przez użytkownika w zależności od osobistych preferencji.

Rys. 6: Zależność temperatury od długości zakotwienia

PROFIS Engineering oblicza długość zakotwienia na podstawie bazy danych "profilu temperaturowego".
 
PROFIS Engineering - Wprowadzanie temperatury do prętów zbrojeniowych (2)
Grubość elementu oraz otulina betonowa są najważniejszym parametrem wpływającym na temperaturę w pręcie zbrojeniowym.
Należy podać czas trwania pożaru lub stałą temperaturę zabetonowanych prętów zbrojeniowych w górnej i dolnej warstwie na podstawie metody uproszczonej lub własnej symulacji.

Rys. 7: Definicja temperatury pożaru w warstwach

Przykład: Jak określić temperaturę w prętach zbrojeniowych metodą uproszczoną
 

Rys. 8: Określenie temperatury w prętach zbrojeniowych metodą uproszczoną

 
Należy określić otulinę betonu i czas ekspozycji za pomocą EC2-1-2 Załącznik A.
1.    Wybierz odpowiednią izotermę z EC2-1-2 w zależności od czasu ekspozycji i zastosowania.
2.    Wybierz czas ekspozycji oparty na krzywej
3.    Określić temperaturę w stali zbrojeniowej na podstawie wybranej krzywej i pokrycia betonem

 

Rys. 9: Określenie otuliny betonu dla warstwy górnej i dolnej

Na podstawie wprowadzonych danych, wybranego produktu i warunków brzegowych oprogramowanie oblicza w tle współczynnik redukcji.

Rys. 10: Współczynniki redukcji w zależności od temperatury prętów zbrojeniowych

Wniosek
1.Przy projektowaniu wklejania prętów zbrojeniowych pod działaniem ognia należy wykonać obliczenia zarówno standardowe (bez działania ognia) jak i z uwzględnieniem obciążenia pożarowego.
2.Można wybierać pomiędzy różnymi zaprawami, jednak najlepsze wyniki w zakresie długości zakotwienia i czasu trwania pożaru uzyskamy stosując zaprawę HIT-FP 700 R. Dlatego też zdecydowanie polecamy tę zaprawę do zastosowań istotnych z punktu widzenia pożaru.
3. W przypadku HIT-FP 700 R można zawsze wybrać pomiędzy wprowadzeniem profilu temperatury lub czasu trwania pożaru. W przypadku pozostałych zapraw zależy to od geometrii elementów oraz zastosowania.
 
Zaloguj się do darmowego oprogramowania do projektowania > PROFIS Engineering.
Dowiedz się więcej o projektowaniu i wykonywaniu aplikacji wklejanych prętów zbrojeniowych > Pręty Zbrojeniowe - Hilti Polska

Czy artykuł się podobał?
Następnie proszę ocenić go kciukami w górę. Pomoże nam to w ustaleniu kolejnych istotnych tematów.