Kde nás najdete? Zakázkové oddělení: 499 320 459, technická kancelář: 608 075 005, 281 017 369
Kde chybí prevence,
hasiči nepomohou!
31
LET

Hodnocení požární odolnosti skládaných střešních plášťů z ocelových trapézových plechů

Publikováno dne 4. 7. 2017

Autor: Ing. Jan Karpaš, Csc.

Příspěvek se týká požární odolnosti střešních plášťů složených z nosných ocelových trapézových plechů, na kterých jsou uloženy vrstvy tepelné izolace a hydroizolační krytiny. V současné době se jeví značným problémem nejednotný postup hodnocení požární odolnosti konstrukcí těchto druhů.

Při běžných teplotách jsou TR plechy namáhány ohybem. Při požáru (cca po 10 minutách od začátku působení  požáru) přechází ohybové napětí v průřezu v tahové napětí a TR plech se dále chová jako tažená  membrána.

1. Současný stav norem a předpisů v EU a v ČR:

Pro hodnocení požární odolnosti nosných střešních plášťů s ocelovými trapézovými plechy jsou v současné době k dispozici tyto normy:

    a) zkušební normy: ČSN EN 1363-2 a ČSN EN 1365-2;

    b) klasifikační norma: ČSN EN 13501-2;

    c) Eurokódy pro výpočty požární odolnosti: ČSN EN 1991-1-2, ČSN EN 1993-1-2 …;

    d) národní norma: ČSN 73 0810.

Evropská norma na rozšířené aplikace výsledků zkoušek požární odolnosti konstrukcí těchto druhů nebyla dosud vydána, a žádný jiný evropský předpis není v současné době k dispozici.

2. Dosavadní praxe prováděných zkoušek požární odolnosti střešních plášťů.

Zkoušky těchto druhů konstrukcí se provádějí přibližně od roku 2000 podle platných zkušebních evropských norem. Ve většině případů reprezentuje zkušební vzorek krajní část spojité desky z TR plechů kotvené do ocelové podpěrné konstrukce (tj. do krajních a prostředních střešních vaznic).

Staticky se jedná o nosník (desku) s převislým koncem, přičemž požárem je vystaveno pouze vnitřní pole (rozpětí nejméně 4 m, šířky nejméně 3 m). Převislý konec není požáru vystaven (zůstává studený).

3. Hodnocení kritéria nosnosti – „R“

Problém realizovaných zkoušek podle současně platných EN spočívá v hodnocení kritéria nosnosti – „R“.

Dosažení tohoto kritéria je stanoveno v kap.11 ČSN EN 1363-1 u ohýbaných zatížených prvků :

Nutno podotknout, že toto normové hodnocení nosnosti pro vodorovné konstrukce z TR plechů není výstižné (jiné kritérium ve zkušebních normách není zatím k dispozici).

Poznámka : V klasifikační normě ČSN EN 13501-2 se hodnotí kritérium nosnosti „R“ dosažením obou mezních stavů – tj.průhybu i rychlosti průhybu. Při některých zkouškách TR plechů rozhodla rychlost průhybu, čímž se hodnota nosnosti podstatně snížila. Z těchto důvodů se v čl.5.2.5 revidované ČSN 73 0810 (2016) uvádí, že : „U střešních plášťů s nosnou částí za požáru působících jako membrána (TR plechy), se v České republice při hodnocení nosnosti, rychlost průhybu podle ČSN EN 1363-1 a ČSN EN 1365-2 neuvažuje“.

4. Přímá aplikace výsledku zkoušky.

Podle normových ustanovení (ČSN EN 1363-1 a ČSN EN 1365-2) výsledek zkoušky lze přímo aplikovat na podobné neodzkoušené střešní konstrukce za předpokladu, že maximální momenty a smykové síly, vypočítané na stejném podkladě jako zkušební zatížení, nesmí být větší než při zkoušce.

Použití přímé aplikace výsledku zkoušky je značně omezeno – výsledek platí pouze pro stejný druh TR plechu se stejnou skladbou izolačních vrstev. To je pro praxi nedostatečné. Z těchto důvodů byla snaha o rozšíření výsledků zkoušek. Vývoj v této oblasti probíhal postupně v PAVUS a.s. – pomocí stupně využití v ohýbaném průřezu (cca před 10 lety) a pomocí teorie membránové napjatosti (cca před 3 lety).

5. Rozšíření výsledku zkoušky pomocí stupně využití v ohýbaném průřezu.

Tento způsob je založen na stanovení stupně využití v ohýbaném průřezu pomocí poměru max. napětí  k mezi kluzu použitého druhu oceli, které byly dosaženy při zkoušce požární odolnosti. Rozšíření  výsledků lze provést pro stupně využití nižší nebo rovné, než prokázané zkouškou . Tímto postupem  však nelze posoudit ani průhyb TR plechů, ani množství a druh kotvících prvků v přípojích TR plechů na podporách. Z toho vyplývá, že tento způsob posouzení není vhodný.

6. Rozšíření výsledku zkoušky pomocí  membránové napjatosti.

Řešení napjatosti a deformace TR plechů vychází z reálného předpokladu, že za teploty při požáru je ohybová tuhost nulová, a že plechy jsou ve stavu jednorozměrné membránové napjatosti. Tímto postupem lze posoudit využití únosnosti membrány v tahu, posouzení průhybu, vyjádření vodorovné síly, kterou musí zachytit střešní vaznice, množství a druh kotvicích prvků v přípojích plechů na podporách včetně způsobu ochrany přípojů TR plechů před požárem.

Využití únosnosti membrány v tahu se doporučuje omezit zkouškou provedenou podle EN 1365-2.

Pro rozšíření výsledků zkoušek se doporučují provést nejméně dvě zkoušky.

7.  Omezení vydaných dokumentů  * Hodnocení požární odolnosti skládaných střešních plášťů z ocelových trapézových plechů *

Dosud vydané dokumenty (zpracované ohybovou teorií, či membránovou teorií) se časově omezují do 31. 5. 2020.

8.  Vytvoření předpisu.

Za účelem jednotné metodiky zkoušek a zpřesnění teoretických výpočtů podle Eurokódů se očekává ustanovení pracovní skupiny a vytvoření předpisu, který by řešil zejména tyto a další problémy:

Vyřešení této problematiky je náročné, a zcela určitě se dotýká posunutí hranic v oblasti jak základního, tak aplikovaného výzkumu.

Sdílejte článek

Další články v sekci Technický zpravodaj