3 Beregninger
8. Andre beregninger
     
     

Forside | Indholdsfortegnelse | <<< | >>>

     
           

 

   

8.1 Brand

     
     

 

     
     

For sædvanlige byggerier fremgår de lovmæssige krav til bærende konstruktioners brandmodstandsevne af Bygningsreglementet.

Desuden gælder for brandfarlig virksomhed eller oplag en række »Tekniske Forskrifter fra Statens brandinspektion«.

Kravet til brandmodstandsevnen bestemmes ved det antal minutter, hvori konstruktionen skal kunne bære sin last under et brandforløb svarende til en standardbrand jf. afsnit 8.1.2. Der skelnes mellem BD-(branddrøje) og BS-(brandsikre) konstruktioner. BS-konstruktioner må kun indeholde ubrændbare materialer, hvorimod BD-konstruktioner kan indeholde eller udelukkende bestå af brændbare materialer. En bærende konstruktion er en BD-konstruktion 30, hvis den består helt eller delvist af brændbare materialer, og hvis den kan bære sin last i 30 minutter ved et brandforløb svarende til en standardbrand, En BS-konstruktion kan klassificeres som en BD-konstruktion med samme brandmodstandstid, men det omvendte er ikke tilfældet.

Betonkonstruktioner er altid BS-konstruktioner og opfylder derfor også kravene til en tilsvarende BD-konstruktion.

For bygninger i én etage kræver Bygningsreglementet at de bærende konstruktioner mindst skal være BD-30, hvis bygningens etageareal er mindre end 600 m2, og at de bæren de konstruktioner mindst skal være BD-60 for større bygninger. Eventuel kælderkonstruktion og dæk over kælder skal være BS 60.

Hvis en bygning i én etage har en let tagkonstruktion (ikke beton) og er forsynet med jævnt fordelte brandventilations åbninger svarende til 5% aftagarealet, kan kravene nedsættes. I så fald stilles ingen krav til brandmodstandsevnen for bygninger med mindre end 600 m2 etageareal. I bygninger med mere end 600 m2 etageareal skal brandmodstandsevnen være BD-30 hvis konstruktionen bærer mere end 200 m2 tagkonstruktion, og mindst BD-60 hvis den bærer mere end 600 m2 tag. Der stilles ingen bæremæssige krav hvis konstruktionen bærer mindre end 200 m2 tag.



Et konstruktionssystems samlede brandmodstandsevne er dels afhængig af de enkelte deles brandmodstandsevne, dels af brandmodstandsevnen af samlingerne mellem de enkelte bygningsdele. Samlingerne skal have samme brandmodstandsevne som kræves for de enkelte bygningsdele i konstruktionen.

Ved bestemmelse af samlingers brandmodstandsevne er det vigtigt at medregne udbøjninger og udvidelser der sker når konstruktioner påvirkes af brand.

I etagebyggeri skal etageadskillelser være BS-60. Konstruktioner i øverste etage skal mindst være BD-30.



Konstruktioner der ligger mindre end 12 m under gulvet i øverste etage skal være BS-60. Lavereliggende konstruktioner, der bærer højere beliggende etager, skal være BS-120.

Til konstruktionerne i en eventuel kælder gælder samme krav som til stueetagens konstruktioner.

For både ét- og fireretagers byggerier kan eftervisning af den fornødne brandmodstandsevne for en konstruktion baseres på én af følgende to metoder:

• 

Klassifikation efter eksempler i Bygningsreglementet, MK-godkendelser, eller efter en standardprøvning.

• 

Beregning i henhold til Dansk Ingeniørforenings kon struktionsnormer.


Heraf er den første metode den almindeligste.

8.1.1 Klassifikation

Bygningsreglementet indeholder en række brandtekniske eksempler, der uden nærmere dokumentation kan anvendes som reference ved eftervisning af brandmodstandsevnen.

Betonelementbranchen har desuden opnået en række MK-godkendelser der kan benyttes på tilsvarende måde. Den brandtekniske klassifikation for de enkelte elementtyper i henhold til de respektive MK-godkendelser fremgår af Betonelementbogens bind 2.

Alt i alt kan den brandtekniske klassifikation vedrørende sædvanlige betonelementer opstilles på oversigtsform som vist i efterfølgende skema.

Til skemaet skal bemærkes at anførte mål er mindst tilladte basismål. Skemaets dæklagskrav refererer således til det tilstræbte dæklag, dvs, det foreskrevne dæklag i den pågældende konstruktion.




8.1.2 Beregning iht. DIF's konstruktionsnormer


En brandteknisk dimensionering iht. DIF's normer består af to trin:

1.

En bestemmelse af temperaturen i betonen med deraf følgende reducerede styrkeegenskaber.

2.

En bæreevneberegning med de reducerede styrke- egenskaber og lastkombination 4.


Ved bestemmelse af temperaturforløbet i en konstruktion ved brand kan der iht. DIF's normer (DS 410) anvendes to typer brandforløb:

• Standardbrandkurven
• En energibalancemetode.

I det følgende gennemgås en beregning efter standardbrandkurven.



Standardbrandkurven er defineret i DS 1051.1 »Bygningsdeles modstandsevne mod brand« og definerer temperaturen i et brandbelastet rum som funktion af brandtiden, Dette temperaturforløb er:



hvor:

Tg er brandrummets temperatur i °C ved tiden t
To brandrummets temperatur i °C ved tiden o
t er brandtiden i minutter.

Ud fra temperaturudviklingen i brandrummet iht. standardbrandkurven kan temperaturforløbet inde i betonkonstruktionen beregnes ved at opstille en varmebalanceligning og løse denne. Normalt må disse ligninger dog løses tilnærmet; for sædvanlige betonkonstruktioner anfører betonnormen i en vejledningstekst en direkte formel, der tilnærmer løsningen godt i området 20-60 mm fra betonoverfiaden, hvilket normalt er det interessante område ved brandteknisk dimensionering.

Anvendelse af formlen i vejledningsteksten i 1984-udgaven af DS 411 vil som regel give konservative resultater.

Forudsætningen for betonnormens løsning er at konstruktionen overholder skemaets krav til mindste tværsnitsdimensioner. Herefter kan betonnormens løsning optegnes som vist, idet det antages at brandrummets temperatur er 20°C ved brandens start.







Ofte optegnes isotermerne i konstruktionen. De beregnede dybder af isotermerne svarer til samme forudsætninger som ovenfor, og de måles fra konstruktionens overflade.

Ved hjørner kan isotermerne forbindes med dele af cirkler med radius Ca. 30 mm, som vist på de efterfølgende figurer. Denne metode kan også benyttes for mere komplicerede tværsnit, eksempelvis IB-bjælker, idet isotermerne tegnes op parallelt med overfladerne inde i tværsnittet og forbindes med dele af cirkler, hvor de mødes ved vinkelhalveringslinierne tegnet ind gennem de forskellige hjørner i tværsnittet.




På baggrund af temperaturfordelingen kan materialestyrkerne bestemmes, jævnfør diagrammerne fra betonnormen på modstående side.

For de enkelte armeringsstænger bestemmes styrken svarende til den temperatur der er fundet i den pågældende armeringsstangs centerlinie.

Styrkeberegningen for konstruktionen kan herefter udføres, idet der for belastningerne anvendes partialkoefficienterne for lastkombination 4. Betonens og armeringens regningsmæssige styrker bestemmes som anført efter temperaturfordelingen, idet der anvendes partialkoefficienten



for både beton og armering. Beregningen er en ren brud grænseberegning, hvilket bl.a. for forskydningsarmerede bjælker betyder at der ikke skal tages hensyn til grænsen cot = 2,0.



I realiteten er det kun plader og bjælker der kan dimensioneres brandteknisk i henhold til betonnormen. Normen rummer ingen regler for stabilitetsundersøgelse af søjler og vægge i brandsituationen. Her må man fortsat forlade sig på klassifikationsprincippet, eller anvende dokumenterede beregningsprincipper fra speciallitteraturen. Sådanne beregninger vil ofte medføre et stort regnearbejde.

Ved beregningsmæssig eftervisning af brandmodstandsevnen skal man også vurdere forholdene i afkølingsfasen, der ofte kan være farligere end opvarmningsfasen. Endvidere bør det vurderes om den valgte bygningsdel under en brand vil tage så stor skade at den skal udskiftes efter branden.

Det skal bemærkes at også andre krav end styrkekravet kan have betydning i brandtilfældet. Jævnfør DS 1052.1 kræves at den upåvirkede overflade på en adskillende brandsikker bygningsdel højst må få en middeltemperatur på 1400C over begyndelsestemperaturen, og en maksimumtemperatur på højst 1800C over begyndelsestemperaturen.

For brandadskillende bygningsdele er der også krav vedrørende flammegennemslag. Dette har betydning for udformningen af elementsamlingerne, hvor de sædvanlige fugeløsninger med fugebeton normalt giver tilstrækkelig sikkerhed overfor flammegennemslag.

 

 

     
 

Forside | Indholdsfortegnelse | <<< | >>> | Til toppen af siden

 
   


 


   



BETONELEMENT-FORENINGEN