Brandwerend
5 april 2004 | 15.30 uur
hr. J.H.H. Fellinger | civiel ingenieur
promotoren | Prof.ir. J.W.B. Stark en prof.dr.ir. J.C. Walraven (fac CiTG)
Shear and anchorage behaviour of fire exposed hollow core slabs
Kanaalplaten zijn een populair vloersysteem gemaakt van geprefabriceerd
beton met strengen van voorgerekt staal. Tijdens brand moeten
kanaalplaatvloeren hun dragende en scheidende functie gedurende enige tijd
behouden. De vloer kan bezwijken op 4 verschillende manieren: buiging,
verankering, afschuifbuigbreuk en afschuiftrekbreuk. De afschuif- en
verankeringscapaciteit hangen af van de treksterkte van beton. Scheurvorming
door thermische vervormingen leiden daardoor tot een grote vermindering van
de weerstand tegen deze bezwijkvormen. In de brandvoorschriften wordt alleen
getoetst op bezwijken op buiging terwijl brandproeven hebben aangetoond dat
de andere bezwijkvormen maatgevend kunnen zijn. Hierdoor wordt de
brandwerendheid van de vloeren in de regelgeving overschat hoewel deze
proeven mogelijk veel conservatiever zijn dan de praktijk. In ieder geval
kan er geen ontwerp worden gemaakt dat optimaal recht doet aan zowel de
veiligheid als de economie.
Het doel van het onderzoek is het verwerven van inzicht in het brandgedrag
van kanaalplaatvloeren ten aanzien van afschuiving en verankering en het
ontwikkelen van de modellen om dit gedrag te voorspellen.
Hiervoor zijn 27 brandproeven gedaan op ware grootte. Twee 2D modellen
volgens de eindige elementen methode (EEM) zijn gemaakt die gebruik maken
van nieuw ontwikkelde constitutieve modellen voor de aanhechting van de
strengen, gebaseerd op een adhesie - frictie analogie, en voor beton. De
constitutieve modellen zijn met succes gekalibreerd op basis van 60 kleine
schaal proeven bij verhoogde temperatuur. De EEM modellen zijn met succes
gevalideerd op basis van de brandproeven. Met de modellen is een
gevoeligheidsstudie uitgevoerd. Hiermee is aangetoond dat de verhindering
van de uitzetting door de oplegcondities en de toeslag in het beton van
groot belang zijn, hetgeen in het ontwerp moet worden beschouwd. Omdat de
afschuif- en verankeringcapaciteit reeds in het begin van de brand sterk
terugloopt en daarna nauwelijks verder terugloopt wordt aanbevolen om deze
bezwijkvormen geheel te vermijden in plaats van te trachten deze
bezwijkvormen uit te stellen tot de vereiste brandwerendheid.
Voor verder lezen:
* Shear strength of non-shear reinforced concrete elements. Pt. 3.:
Prestresses hollow-core slabs by Linh Cao Hoang, 1997
* Experiments on hollow core slabs, supported along three edges by
J.C. Walraven and A.P. van der Mare, 1992
* Concrete tensile strenght in hollow core slabs subjected to
transverse beding by J.C. Walraven en A.P. van de Marel, 1992
* Tensile stresses in the transmission zones of hollow-core slabs
prestressed with pretensioned strands by J.A. den Uyl, 1983
--------------------------------------------------
Maarten van der Sanden
Wetenschapsvoorlichter TU Delft
directie Marketing & Communicatie
tel.: 015 278 5454
fax: 015 278 1855
GSM: 06 20408176
---------------------------------------------------
Technische Universiteit Delft