TE331 - Terässauvan kestävyys palossa: veto, nurjahdus ja kriittinen lämpötila
Kolmella viimeisellä luennolla päästään Teräsmoduuli 3:n ja teräsrakenteen palomitoituksen keskeisimpään aiheeseen - kuuman teräsosan lujuusopilliseen kestävyyteen. Tällä luennolla käsitellään kaksi ensimmäistä kestävyystarkastelua - vetokestävyys ja nurjahduskestävyys. Samalla luodaan pohja omaksua muut palomitoitustarkastelut kahdella seuraavalla luennolla sekä myöhemmin työelämässä, kun on perehdytty molempiin palomitoituksen kannalta tärkeisin sortumismekanismeihin:
Sortuminen stabiliteetin menetyksen vuoksi: Nurjahdus, kiepahdus, leikkauslommahdus, paikallinen lommahdus
Ensimmäisellä videolla opitaan laskemaan tulipalossa teräsrakenteen vetokestävyys ja nurjahduskestävyys, kun rakenteen lämpötila tiedetään valmiiksi.
Toisella videolla opitaan laskemaan teräsrakenteen kriittinen lämpötila veto- ja nurjahdustarkasteluissa, kun tiedetään paljonko rakenteen pitäisi kestää, ja halutaan selvittää miten kuumaksi se enintään saa kuumentua, jotta kestävyys olisi riittävä.
Kolmannella videolla opitaan määrittämään teräsrakenteen poikkileikkausluokka palossa.
Harjoitustehtävä 1
Teräspilarin (HEB180, S355J2) yläpäähän kohdistuu GEk = 300 kN välipohjan omasta painosta ja hyötykuormasta (kuormaluokka A) QEk,lk.A = 150 kN. Pilarin korkeus on H = 6 m, ja se on heikossa suunnassa nurjahdustuettu kolmannespisteistään - vahvassa suunnassa vain päistään. Kestääkö pilari palosuojaamattomana R15 -paloluokassa?
Tarkastusautomaatti
Kirjaudu sisään ja varaa lisenssi käyttääksesi tarkistusautomaattia.
Malliratkaisu
Harjoitustehtävä 2
Pilarin (HEA160, S355J2) yläpäähän kohdistuu kuorma GEk = 100 kN katon omasta painosta ja lumikuormasta (sk =2,75 kN/m2) QEk,lumi = 100 kN. Pilarin korkeus on H = 5,5 m. Määritä pilarin poikkileikkausluokka ja laske kriittinen lämpötila, kun sitä ei ole nurjahdustuettu kumpaankaan suuntaan.
VIHJE: Tällä tuennalla vahvan suunnan nurjahdus on hyvin epätodennäköinen - riittää että tarkistat heikon suunnan nurjahduksen.
Valitse lopuksi sopiva kuitusementtilevytys pilarin palosuojaukseksi luokassa R60.
Tarkastusautomaatti
Kirjaudu sisään ja varaa lisenssi käyttääksesi tarkistusautomaattia.
Malliratkaisu
Harjoitustehtävä 3
Laske vetosauvan CFRHS60x60x4 (S355J2H) kriittinen lämpötila, kun siihen kohdistuu vetävä voima Nfi,Ed = 150 kN.
Valitse sen jälkeen profiilille riittävä palosuojamaalin kuivakalvopaksuus paloluokassa R30 käyttäen viime viikon luennolla käytettyä esimerkkipalosuojamaalia ja laskemaasi kriittistä lämpötilaa.
Tarkastusautomaatti
Kirjaudu sisään ja varaa lisenssi käyttääksesi tarkistusautomaattia.