Voorbeeld. Preview. Rekenkundige bepaling van de brandwerendheid van bouwdelen NEN Staalconstructies

Transcriptie

1 UDC :693.8: Dit document mag slechts op een stand-alone PC worden geinstalleerd. Gebruik op een netwerk is alleen. toestaan als een aanvullende licentieovereenkomst voor netwerkgebruik met NEN is afgesloten. This document may only be used on a stand-alone PC. Use in a network is only permitted when a supplementary license agreement for us in a network with NEN has been concluded. Rekenkundige bepaling van de brandwerendheid van bouwdelen Staalconstructies Determination by calculation of the fire resistance of building elements Steelstructures NEN e druk, december 1991 NORMALISATIE- INSTITUUT

2 Normcommissie "Brandbeveiliging van gebouwen" 1991 Nederlands Normalisatie-instituut Behoudens uitzondering door de wet gesteld mag zonder schriftelijke toestemming van het Nederlands Normalisatieinstituut niets uit deze uitgave worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt door middel van fotokopie, microfilm, opslag in computerbestanden of anderszins, hetgeen ook van toepassing is op gehele of gedeeltelijke bewerking. Het Nederlands Normalisatie-instituut is met uitsluiting van ieder ander gerechtigd de door derden verschuldigde vergoedingen voor verveelvoudiging te innen en/of daartoe in en buiten rechte op te treden, voor zover deze bevoegdheid niet is overgedragen c.q. rechtens toekomt aan de Stichting Reprorecht. Hoewel bij deze uitgave de uiterste zorg is nagestreefd, kunnen fouten en onvolledigheden niet geheel worden uitgesloten. Het Nederlands Normalisatie-instituut en/of de leden van de commissies aanvaarden derhalve geen enkele aansprakelijkheid, ook niet voor directe of indirecte schade, ontstaan door of verband houdende met toepassing van door het Nederlands Normalisatie-instituut gepubliceerde uitgaven. Nederlands Normalisatie-instituut Kalfjeslaan 2, Postbus 5059, 2600 GB Delft telefoon (015) , telex 38144, telefax (015) , Postbank 25301

3 NEN Biz. 3 Inhoud Inleiding 5 1 Onderwerp 7 2 Toepassingsgebied 7 3 Termen en definities 7 4 Symbolen 8 5 Bepalingsmethode 9 6 Voorwaarden Algemeen Constructiestaai Bekleding Verbindingen 9 7 Rekenwaarden van de belastingen 9 8 Materiaalgrootheden Constructiestaai Vloeigrens Bekleding Specifieke warmte Warmte-overgangscoëfficiënten Resulterende emissiecoëfficiënt 10 9 Rekenmethode Schematisering van de constructie Respons van de constructie Algemeen Bepaling van de brandwerendheid Brandwerendheid met betrekking tot bezwijken Berekeningsmethode Temperatuurontwikkeling in het staalprofiel Onbeklede staalprofielen Tijdsduur waarbij een zekere staaltemperatuur wordt bereikt Tijdsduur waarbij een zekere staaltemperatuur wordt bereikt voor niet-opschuimende bekleding Kritieke staaltemperatuur Bepaling van de kritieke staaltemperatuur Correctiefactor 17 Bijlage A Experimentele beoordeling van het mechanisch en het thermisch gedrag van de bekleding 18 A.1 Onderwerp en toepassingsgebied 18 A.2 Termen en definities 18 A.3 Bepalingsmethode 18 A.4 Monsterneming 18 A.5 Proefstukken 19 A.5.1 Constructie en materialen 19 A.5.2 Aantal, afmetingen en opbouw 19 A Proefstukken ten behoeve van de beoordeling van het mechanisch gedrag van de bekleding 19 A Liggerproefstuk 19 A ^ Referentie-proefstuk 19 A Proefstukken ten behoeve van de beoordeling van het thermisch gedrag van niet-opschuimende bekleding 22 A Proefstukken bij een volledig onderzoek 22 A Proefstukken bij een beperkt onderzoek 23 A.5.3 Vochtgehalte van de bekleding 23 A.6 Proef 24 A.6.1 Condities 24 A Gassamenstelling in de oven 24 A Afstelling branders 24 A Temperatuurverloop 24 A.6.2 Toestellen en hulpmiddelen 25 A IJking 25 A.6.3 Werkwijze 25 biz.

4 NEN6072-Blz.4 A Beoordeling voorwaarden A Afstelling van de branders A Aantal en plaats van de thermokoppels in de oven A Aantal en plaats van de thermokoppels in de oven A Bepaling van de plaats voor het referentie-proefstuk A.6.4 Bewerking van de resultaten A Mechanisch gedrag A Bepaling van het verband tussen de tijd en de gemiddelde A.7 Verwerking van de resultaten Bijlage В Bepaling van de bekledingsdikte B.l Onderwerp B.2 Bepalingsmethode B.3 Monsterneming B.4 Toestellen en hulpmiddelen B.5 Plaats van de diktemetingen B.5.1 Plaatvormige bekledingsmaterialen B.5.2 Gespoten bekledingen; opschuimende bekledingen B Algemeen B.6 Rekenwaarden van de bekledingsdikten

5 NEN 6072-Biz. 5 Inleiding Algemeen - normen brandveiligheid Deze norm maakt deel uit van het pakket normen voor de brandveiligheid van gebouwen. Onderstaand schema geeft de onderlinge relatie tussen die normen. Op het moment van publiceren van de onderhavige norm is NEN 6081 nog niet beschikbaar. Deze zal tezijnertijd de uitgangspunten vastleggen die ten grondslag liggen aan de overige in het schema genoemde normen. NEN 6087, NEN 6088, NEN1594,NEN-EN81 installaties NEN 6081 Brandveiligheid uitgangspunten NEN-serie 6082 e.v. Prestatie-eisen voor gebouwen NEN-serie 6061 t.m SIPN 60Q0 NFN 177S Bepalingsmethoden voor eigenschappen van onderdelen van gebouwen NEN 6082 woningen en woongebouwen NEN 6083 logiesverblijven en logiesgebouwen NEN 6084 kantoorgebouwen NEN 6085 onder- 1 wijsgebouwen 1 NEN 6086 gezondheidszorggebouwen Bij de uitgave van NEN 6072:1992 Staalconstructies" 'Rekenkundige bepaling van de brandwerendheid van bouwdelen - NEN 6072 "Rekenkundige bepaling van de brandwerendheid van bouwdelen - Staalconstructies", van 1992 geeft een nadere uitwerking voor het materiaal staal van NEN 6770 "Technische grondslagen voor bouwconstructies. TGB Algemene basiseisen" van Met de in deze norm gegeven bepalingsmethode kan van een belangrijk gedeelte van de staalconstructies de brandwerendheid worden bepaald. De methode is ontwikkeld om niet voor alle gevallen te zijn aangewezen op de experimentele bepaling van de brandwerendheid op bezwijken zoals beschreven in NEN 6069 "Experimentele bepaling van de brandwerendheid van bouwdelen", van Deze normtekst is een bewerking van de methode beschreven in Eurocode no. 3 "Design of steel structures", Part 10: Structural Fire Design, Draft April Het aan de berekening ten grondslag liggende fysisch model sluit nauw aan bij de perceptie van het beproevingsmodel dat in NEN 6069 wordt beschreven. Deze norm heeft twee bijlagen die deel uitmaken van de normtekst. De norm is opgesteld door de normsubcommissie "Rekenkundige bepaling" en aanvaard door de normcommissie "Brandbeveiliging van gebouwen". Titels van de vermelde normen en overige publikaties: Normen waarnaar normatief is verwezen NEN NEN NEN 2444^ 1990 NEN NEN NEN NEN 6702 NEN Het Internationale Stelsel van Eenheden (SI) Regels voor het hanteren van het Internationale Stelsel van Eenheden (SI) Bepaling van de warmteweerstand en/of warmtegeleidingscofficiënt van bouw- en isolatiematerialen Rekenkundige bepaling van de brandwerendheid van bouwdelen. Betonconstructies Rekenkundige bepaling van de brandwerendheid van bouwdelen. Houtconstructies Technische grondslagen voor bouwconstructies TGB Namen en symbolen voor grootheden Technische grondslagen voor bouwconstructies TGB Belastingen en vervormingen Technische grondslagen voor bouwconstructies. TGB Staalconstructies. Basiseisen en basisrekenregels voor overwegend statisch belaste constructies Norm en andere publikatie waarnaar ter informatie is verwezen NEN Experimentele bepaling van de brandwerendheid van bouwdelen. Eurocode no. 3 "Design of steel structures", Part 10: Structural Fire Design, Draft April 1990.

6 NEN6072- Biz. 6 (blanco)

7 NEN Biz. 7 1 Onderwerp Deze norm geeft de methode voor de rekenkundige bepaling van de brandwerendheid met betrekking tot bezwijken van bouwdelen. 2 Toepassingsgebied Deze norm is bedoeld te worden toegepast op beklede en onbeklede lijnvormige bouwconstructies voor zover zij zijn vervaardigd van staal. 3 Termen en definities 3.1 bezwijken: Een bouwdeel wordt geacht te zijn bezweken wanneer het draagvermogen van het bouwdeel is afgenomen tot de belasting op het bouwdeel volgend uit de rekenwaarde van de belasting en de krachtsverdeling voorgeschreven voor het geval brand. 3.2 brandwerendheid met betrekking tot bezwijken: De tijd gedurende welke een bouwdeel kan worden onderworpen aan verhitting volgens de standaardbrandkromme, zonder dat bezwijken optreedt. 3.3 kritieke staaltemperatuur: De gelijkmatig verdeeld veronderstelde staaltemperatuur van het bouwdeel waarbij bezwijken optreedt. 3.4 niet-opschuimende bekleding: Een profielvolgende of kokervormige bekleding, die bij verhitting volgens de standaardbrandkromme haar vorm behoudt. 3.5 opschuimende bekleding: Een profielvolgende bekleding die bij verhitting volgens de standaardbrandkromme opschuimt. 3.6 profielfactor: Factor die de invloed van de geometrie van het onbeklede of beklede staalprofiel op de ontwikkeling van de staaltemperatuur in rekening brengt. 3.7 standaardbrandkromme: Het temperatuur-tijdverloop uitgedrukt volgens: в-е 0 = 345 log (8r + 1) waarin: в is de getalwaarde van de gemiddelde temperatuur in C; в is de getalwaarde van de aanvangstemperatuur waarvoor 20 C moet worden aangehouden; t is de getalwaarde van de tijd in min C , o = 345log(8A+ 1) I I I i I min 100 f Figuur 1 - De standaardbrandkromme

8 NEN Biz. 8 Symbolen symbool A Ъ с* с\ à\ /y;d /y;0;d ^ef;d hi 'sys ^eq;s;(9;d ^u;d Nc;s;0;d -Weq.centr;0;d Oa Oi P Л ^20;u;d ^<9;d *0;a Af ^a;cr >*d;i;ef ei V ^buc naam grootheid -eenheid volume van een staalprofiel per lengte m 3 /m flensbreedte van een stalen bouwdeel m rekenwaarde van de specifieke warmte van staal J/(kg K) Tekenwaarde van de specifieke warmte van het isolatiemateriaal J/(kg K) dikte van het isolatiemateriaal m Tekenwaarde van de vloeigrens bij kamertemperatuur N/mm 2 rekenwaarde van de vloeigrens bij verhoogde temperatuur N/mm 2 Tekenwaarde van de effectieve totale warmte-overgangscoëfficiënt van de bekleding betrokken op de staaltemperatuur W/(m 2 K) modificatiefactor voor de invloed van de warmtecapaciteit van niet-opschuimende bekleding elastisch effectieve kniklengte m systeemlengte m Tekenwaarde van het equivalente buigend moment bij brand Nm Tekenwaarde van een buigend moment met betrekking tot de momentcapaciteit in de uiterste grenstoestand bij kamertemperatuur Nm Tekenwaarde van de normaalkracht ten gevolge van de belasting bij brand N rekenwaarde van de equivalente centrische normaalkracht bij brand N Tekenwaarde van de normaalkracht met betrekking tot vloeien bij kamertemperatuur N aan verhitting blootgesteld oppervlakte van. het stalen bouwdeel per eenheid van lengte m 2 /m aan verhitting blootgesteld binnenoppervlakte van het isolatiemateriaal per eenheid van lengte van het stalen bouwdeel m 2 /m profielfactor van een onbekleed staalprofiel (gelijk aan de verhouding OJA) l/m profielfactor van een bekleed staalprofiel (gelijk aan de verhouding O-JA) l/m rekenwaarde van het draagvermogen van een bouwdeel bij kamertemperatuur N,Nm rekenwaarde van de resulterende krachtsgrootheid op het bouwdeel bij brand N,Nm tijd min tijdsduur waarbij een zekere staaltemperatuur wordt bereikt min tijdsinterval s warmte-overgangscoëfficiënt voor convectie aan de aan verhitting blootgestelde oppervlakte van het bouwdeel W/(m 2 K) warmte-overgangscoëfficiënt voor warmtestraling aan de aan verhitting blootgestelde oppervlakte van het bouwdeel W/(m 2 K) resulterende emissiecoëfficiënt van de vlammen, verbrandingsgassen en aan verhitting blootgestelde oppervlakte staaltemperatuur C kritieke staaltemperatuur C omgevingstemperatuur volgens de standaardbrandkromme op tijdstip t c correctiefactor effectieve warmtegeleidingscoëfficiënt van niet-opschuimende bekleding betrokken op de staaltemperatuur W/(m K) volumieke massa van staal kg/m 3 volumieke massa van de bekleding kg/m 3 van de temperatuur afhankelijke correctiefactor (gelijk aan de verhouding /y;ö;d//y;d) belastingsgraad knikfactor

9 NEN Biz. 9 5 Bepalingsmethode De hier gegeven rekenkundige bepalingsmethode mag slechts zijn toegepast indien is voldaan aan de in hoofdstuk 6 gestelde voorwaarden. Bij de bepaling van de brandwerendheid met betrekking tot bezwijken van een bouwdeel moeten de volgende punten zijn behandeld: a) schematisering van de constructie, volgens 9.1; b) bepaling van de respons van de constructie, volgens 9.2; c) bepaling van de brandwerendheid, volgens 9.3. Bij de bepaling van de respons van de constructie dienen de rekenwaarden van de belastingen te zijn ontleend aan hoofdstuk 7 van de onderhavige norm. De rekenwaarden van de materiaalgrootheden moeten zijn ontleend aan hoofdstuk 9 van NEN 6770: Voorwaarden 6.1 Algemeen Aan het gestelde in van NEN 6770:1991 moet zijn voldaan. De bepalingsmethode geldt uitsluitend voor constructies waarvoor volgens 10.2 van NEN 6770:1991 de eerste-orde plasticiteitstheorie mag worden toegepast. 6.2 Constructiestaai De mechanische eigenschappen van het constructiestaai zoals gespecificeerd in 8.1 gelden slechts voor zover het staal voldoet aan de eigenschappen als genoemd in van NEN 6770: Bekleding Het mechanisch gedrag van de bekleding onder brandomstandigheden moet voldoen aan het gestelde in bijlage A. 6.4 Verbindingen Verbindingen moeten voldoen aan de voorwaarde dat de effectieve totale warmteovergangscoëfficiënt ür e f ;( j van de bekleding op de verbinding, bepaald volgens ten hoogste gelijk is aan de minimale waarde van de warmteovergangscoëfficiënten van de bekleding op de aansluitende bouwdelen. 7 Rekenwaarden van de belastingen De in rekening gebrachte rekenwaarden van de belastingen tijdens brand dienen met betrekking tot de bijzondere belastingscombinaties te zijn ontleend aan van NEN 6702:1991, voor zover betrekking hebbend op het belastingsgeval brand. 8 Materiaalgrootheden 8.1 Constructiestaai Vloeigrens Voor de rekenwaarde van de vloeigrens dient de volgende waarde te zijn aangehouden: fy;e;d = V'fy;d waarbij: - гр = 1 voor 0 a s 400 C " ^ = (eß 1 f ïyae VQOr 4 C < Aa * 1200 C P _ fl a ,2 waarin: fy;0 ; d is de rekenwaarde van de vloeigrens bij verhoogde temperatuur; / y; d is de rekenwaarde voor de vloeigrens bij kamertemperatuur volgens volgens van NEN 6770:1991;

10 Bestelformulier Stuur naar: NEN Standards Products & Services t.a.v. afdeling Klantenservice Antwoordnummer WB Delft NEN Standards Products & Services Postbus GB Delft Vlinderweg AX Delft Ja, ik bestel ex. NEN 6072:1991 nl Rekenkundige bepaling van de brandwerendheid van bouwdelen - Staalconstructies T (015) F (015) Wilt u deze norm in PDF-formaat? Deze bestelt u eenvoudig via Gratis nieuwsbrieven Wilt u op de hoogte blijven van de laatste ontwikkelingen op het gebied van normen, normalisatie en regelgeving? Neem dan een gratis abonnement op een van onze nieuwsbrieven. Gegevens Bedrijf / Instelling T.a.v. O M O V Klantnummer NEN Uw ordernummer BTW nummer Postbus / Adres Postcode Plaats Telefoon Fax Factuuradres (indien dit afwijkt van bovenstaand adres) Postbus / Adres Postcode Plaats Datum Handtekening Retourneren Fax: klantenservice@nen.nl Post: NEN Standards Products & Services, t.a.v. afdeling Klantenservice Antwoordnummer 10214, 2600 WB Delft (geen postzegel nodig). Voorwaarden De prijzen zijn geldig tot 31 december 2018, tenzij anders aangegeven. Alle prijzen zijn excl. btw, verzend- en handelingskosten en onder voorbehoud bij o.m. ISO- en IEC-normen. Bestelt u via de normshop een pdf, dan betaalt u geen handeling en verzendkosten. Meer informatie: telefoon , dagelijks van 8.30 tot uur. Wijzigingen en typefouten in teksten en prijsinformatie voorbehouden. U kunt onze algemene voorwaarden terugvinden op: LEREN, WERKEN EN GROEIEN MET NEN preview