Palosuojaamattomien betonitäytteisten putkiliittopilarien palonkestävyys ranskalaisen menetelmän mukaan

Abstract

Tämän insinöörityö tehtiin insinööritoimisto Magnus Malmberg Oy:lle. Tavoitteena oli luoda Mathcad-laskentapohja, jonka avulla voidaan määrittää palosuojaamattoman betoni-täytteisen putkiliittopilarin puristuskestävyys palotilanteessa eurokoodin Ranskan kansallisessa liitteessä esitetyn laskentamallin perusteella. Kyseistä laskentamenetelmää ei käytetä Suomessa.

Työn tuloksena luotiin uusi Mathcad-laskentapohja, jonka avulla voidaan määrittää puristuskestävyys palosuojaamattomalle betonitäytteiselle putkiliittopilarille paloluokissa R30, R60, R90 ja R120.

Mathcad-laskentapohjan tuloksia verrattiin Comcol- ja PotFire-ohjelmien avulla laskettuihin tuloksiin.

Tutkittaessa liittopilarien kapasiteettieroja sekä keskeisesti että epäkeskeisesti rasitetuissa tapauksissa huomattiin, että pilarin sisäisen lämpötilakentän määrittämisessä on suuria eroja eri ohjelmien kesken. Tästä johtuen pilarin sisäinen lämpötilakenttä ei ole yhtenevä, vaikka lämpötilan määritys perustuu aina standardipalon lämpötila-aika käyrään.

Liittopilari jaetaan osiin, joiden kestävyyttä tarkastellaan erikseen. Pilarin osapoikkileikkauksen lujuus riippuu voimakkaasti pilarin sisäisestä lämpötilasta, joten sillä on suuri merkitys koko liittopilarin kestävyyttä tarkasteltaessa.

This Final Assignment was made for Magnus Malmberg Ltd. The target of this Final Assignment was to create a calculation application, based on Mathcad-program, which determinates the compression durability of the composite column according to the French method, which is presented in the Eurocode in the French national annex. In Finland it is not allowed to use the French calculation method.

As a result of this Final Assignment was a calculation application based on Mathcad. This application determinates the ultimate buckling load for unprotected concrete filled hollow columns in standard fire ratings R30, R60, R90 and R120.

Results, calculated with created calculation application, were compared to the results calculated by Comcol- and Potfire-programs.

Differences in compression capacity, both in central and eccentrical loaded situations, were explained by the differences in inner temperatures. Calculations of inner tempera-tures are based on the same standard fire curve, but there are remarkable differences in simulations of heat convection in the inner layers of composite columns.

The composite columns are divided into sections which are observed one at a time. Strength of the section is highly dependent on the inner temperature of the composite column, so it has a major influence to the total ultimate buckling load