Betonbrandwerendheidscalculator

Beton wordt algemeen beschouwd als een brandwerend materiaal. Hierdoor presteren betonconstructies goed bij brand in vergelijking met constructies die andere bouwmaterialen gebruiken. Echter, wanneer het gedurende een bepaalde periode aan vuur wordt blootgesteld, begint het kracht te verliezen en kan het structureel ondeugdelijk worden. Door dit, het is over het algemeen vereist dat ingenieurs betonnen en gewapende betonconstructies ontwerpen met een minimale brandweerstandsperiode om de algehele robuustheid van deze materialen in een constructie te garanderen.

Wanneer blootgesteld aan brand, gewapend beton kan op verschillende manieren reageren, waardoor de structurele integriteit ervan wordt verminderd:

• Scheuren en afbrokkelen van beton aan de vlakken van het element.
• Onthechten van beton van wapening, het verminderen van samengestelde actie (en algehele sterkte).
• Vermindering van de vloeispanning en stijfheid van de wapening.

Brandwerendheid is het vermogen van een structureel element om zijn integriteit te behouden wanneer het wordt blootgesteld aan brand. Dit wordt doorgaans beschreven met behulp van a Brandwerendheidsperiode (FRP), gemeten in minuten. Bouwvoorschriften schrijven minimale FRP-waarden voor structurele elementen voor, afhankelijk van de gebouwclassificatie. FRP-vereisten kunnen variëren van 30-240 minuten. Sommige codes splitsen FRP-vereisten op in verschillende categorieën met betrekking tot brandbestrijdingsmethoden. Deze categorieën omvatten:

• Structurele geschiktheid: Vermogen om structurele capaciteit te behouden.
• Integriteit: Mogelijkheid om de overdracht van vuur door het element te voorkomen.
• Isolatie: Mogelijkheid om warmteoverdracht door het element te voorkomen.

Afhankelijk van de classificatie, sommige codes vereisen mogelijk verschillende FRP-waarden voor elke categorie.

De brandwerendheidsperiode van een betonprofiel wordt beïnvloed door de volgende factoren:

• Grootte: Grotere betonsecties hebben doorgaans een hogere FRP.
• Hoes: Een grotere dekking van de wapening kan de kans op afbrokkelen/loslaten van beton verminderen.
• Betonsterkte: Hogere betonsterktes hebben een verhoogde brandwerendheid.
• Laadniveau: Zwaar belaste betonsecties hebben doorgaans een lagere FRP.
• Versterkingsverhouding: Het vergroten van de sectieversterking kan de FRP vergroten.
• Blootstelling: Elementen die aan alle zijden zijn blootgesteld, hebben een lagere FRP dan secties die aan één zijde zijn beschermd.

Het is ook mogelijk om de FRP van betonelementen te verhogen door het aanbrengen van beschermende coatings zoals vermiculiet of opschuimende verf.

Er zijn een aantal strategieën die u kunt volgen om de brandwerendheid van beton te verbeteren. Deze strategieën omvatten:

• Het verlagen van de betondichtheid omdat beton met een lagere dichtheid zich beter gedraagt.
• Gebruik het juiste betongranulaat en kies aggregaten met natuurlijke hittebestendigheid en lage thermische geleidbaarheid.
• Versterk het beton met brandwerende materialen zoals staal.
• Optimaliseer de water-cementverhouding en het aggregaattype voor dichte betonmengsels om een ​​brandbestendiger cement te maken.
• Zo mogelijk, breng brandwerende coatings aan om extra bescherming toe te voegen.

FRP wordt anders berekend, afhankelijk van de aangenomen ontwerpcode. Tijdens gebruik IN 1992-1-2, het onderstaande proces wordt gevolgd:

1. Bepaal de isotherm van 500°C voor de gespecificeerde brandblootstelling, standaardbrand of parametrische brand.
2. Berekening van nieuwe doorsnedeafmetingen door het beton buiten de doorsnede uit te sluiten 500 jij. isotherm.
3. Bepaal de temperatuur van wapeningsstaven in de trek- en drukzones.
4. Bepaal de verminderde sterkte van wapening.
5. Bereken het verminderde uiteindelijke draagvermogen.

Bij gebruik van AS 3600:2018, het proces is als volgt:

1. Bepaal de effectieve lengte en slankheid.
2. Bereken de excentriciteit van de belasting op basis van het ontwerpmoment/axiale kracht.
3. Bereken het belastingsniveau en de mechanische wapeningsverhouding.
4. Gebruik tabelwaarden om de minimale sectiebreedte en wapeningsdekking te bepalen.

De SkyCiv RC brandweerstandscalculator berekent de spreiding van de temperatuur die tijdens de brand is ontwikkeld binnen de wapening en het beton van een element. Vervolgens berekent het de gereduceerde doorsnede van de staven, d.w.z. de doorsnede verkregen door het verwijderen van delen van de doorsnede waarvan wordt aangenomen dat de sterkte en stijfheid nul zijn. Vervolgens schat het de axiale en buigkrachtdraagcapaciteit in zijn gecombineerde vorm en vergelijkt uiteindelijk de capaciteit met de werkelijke krachten waaraan het onderdeel wordt onderworpen..

De volgende ingangen zijn vereist om de module te laten werken:

• Sectietype (rond of rechthoekig).
• Sectie afmetingen.
• Brandwerendheidsduur in uren.
• Verstevigingsindeling (staafdiameter en staafafstand) voor laterale en longitudinale zijden.
• Ontwerpbelastingen (buigen op de hoofdas en secundaire as en axiale kracht).
• Zijdeksel.
• Materiaaleigenschappen voor beton en wapeningsstaal.

Beton wordt over het algemeen gezien als een brandwerend materiaal. In de BS EN 13501-1:2018 Brandclassificatie van bouwproducten en bouwelementen Classificatie met behulp van gegevens uit reactie op brandtests standaard beton heeft de best mogelijke classificatie van brandwerendheid met een beoordeling van A1. Materialen met de classificatie A1 zijn niet-brandbaar, wat betekent dat ze niet in brand kunnen worden gestoken, zoals materialen zoals hout en timmerhout.

SkyCiv biedt tools om concrete FRP te berekenen in overeenstemming met de volgende codes:

• IN 1992.1.2.2004 - Ontwerp van betonconstructies
• ALS 3600:2018 Betonnen constructies