Ruimten met een technische functie of niet-ingerichte zolder. E i : het hoogst gelegen evacuatieniveau. E s : het laagst gelegen evacuatieniveau

Transcriptie

1 Evacuatietrappen zijn primordiaal in geval van brand. Ze laten immers de evacuatie van de bewoners en de interventie van de brandweerdiensten toe. Hun ontwerp is dan ook onderworpen aan een aantal eisen, die opgenomen zijn in de huidige brandreglementeringen. Een ervan heeft betrekking op de brandstabiliteit van trappen. Dit artikel bevat aanbevelingen voor het ontwerp van houten trappen, waarmee het mogelijk is te voldoen aan deze brandstabiliteitseis.? Y. Martin, ir., hoofd van het laboratorium Dak- en gevelelementen, WTCB A. Brüls, dr. ir., directeur van het Instituut voor Brandveiligheid (ISIB) De brandstabiliteit van Ruimten met een technische functie of niet-ingerichte zolder houten trappen Afgewerkt niveau van de vloer van de hoogste ingerichte verdieping 1 DEFINITIE VAN DE BRANDWEER- STAND De brandweerstand van een bouwelement is de tijd gedurende dewelke een element in staat is om zijn functies te blijven vervullen in geval van brand (scheiding en/of draagvermogen). De traditionele Belgische uitdrukking van de brandweerstand (Rf) wordt langzaam maar zeker vervangen door de nieuwe Europese classificatie (REI) ( 1 ), die gebaseerd is op drie belangrijke criteria : het draagvermogen R, of het vermogen van een bouwelement, dat blootstaat aan specifieke mechanische belastingen, om gedurende een bepaalde tijdspanne weerstand te bieden aan een brand, zonder verlies van zijn structurele eigenschappen de vlamdichtheid E : dit begrip impliceert dat het bouwelement geen openingen mag vertonen (spleet, scheur, open voeg, ) die de vlammen of een groot debiet aan verbrandingsgassen doorlaten (en aldus de uitbreiding van de brand kunnen bevorderen) de thermische isolatie I, die de toegelaten temperatuurstijging aan de niet aan het vuur blootgestelde zijde van het bouwelement beperkt. Een element dat enkel een dragende functie heeft (bv. een kolom) zal dus geklasseerd worden als R, terwijl een niet-dragend element met een scheidingsfunctie (bv. lichte scheidingswand) geklasseerd zal worden als EI. Een element dat beide functies combineert (zowel dragend als scheidend) zal geklasseerd worden als REI. In tegenstelling tot de Belgische norm, waarin de brandweerstand uitgedrukt werd in uren, zal ze volgens de Europese classificatie voortaan uitgedrukt worden in minuten (bv. REI 30). In de Europese classificatie worden ook nog andere criteria gedefinieerd, ( 1 ) Beschreven in de classificatienorm NBN EN (004). ( ) Gewijzigd door de KB van 19 december 1997 en van 4 april 003. E i : het hoogst gelegen evacuatieniveau E s : het laagst gelegen evacuatieniveau LG : h < 10 m MG : 10 m h 5 m HG : h > 5 m Laagste niveau dat bruikbaar is door de voertuigen van de brandweerdiensten Afb. 1 Illustratie van de hoogte van gebouwen (bron : FOD Binnenlandse Zaken). zoals de beperking van de straling W, maar deze zijn totnogtoe niet vereist in ons land. REGLEMENTAIRE EISEN MET BETREKKING TOT TRAPPEN In België zijn de minimale brandveiligheidseisen waaraan alle nieuwe gebouwen moeten voldoen, opgenomen in het Koninklijk Besluit van 7 juli 1994 ( ) tot vaststelling van de basisnormen ter preventie van brand. Deze basisnormen zijn wetteksten, waarin een onderscheid gemaakt wordt tussen lage (hoogte kleiner dan 10 m), middelhoge (hoogte begrepen tussen 10 en 5 m) en hoge gebouwen (hoogte groter dan 5 m) (zie afbeelding 1). Wat de interne evacuatietrappen betreft, vindt men er eisen met betrekking tot de types en de afmetingen (minimale breedte, maximale tredehoogte, maximale helling, ) in terug, die gedetailleerd worden in de Technische Voorlichting 198 Houten trappen (1995), evenals weerstandseisen voor : de binnenwanden van het trappenhuis en de deuren die erop uitgeven de evacuatietrappen. Deze eisen zijn voorgesteld in tabel 1 (p. ), afhankelijk van de gebouwhoogte. In het vervolg van dit artikel zullen we voornamelijk blijven stilstaan bij de brandstabiliteitseis voor evacuatietrappen. Om de zin van dit voorschrift te begrijpen, is het belangrijk te vermelden dat enkel het criterium in verband met het draagvermogen opgelegd wordt aan de trap. De criteria met betrekking tot de scheidingsfunctie (vlamdichtheid en thermische isolatie) zijn niet verplicht. De maatregelen die genomen worden in het KB hebben in eerste instantie tot doel te vermijden dat de brand zich zou verspreiden in het trappenhuis : deze rol is weggelegd voor de brandwerende wanden van het trappenhuis en de branddeuren die erop uitgeven. Indien de brand zich toch mocht verspreiden via het trappenhuis (indien de branddeur openstaat, indien de brand in het trappenhuis zelf ont- WTCB-Dossiers Nr. /007 Katern nr. pagina 1

2 Tabel 1 Eisen voor de brandweerstand van trappen en trappenhuizen. Beschouwde bouwelementen LG (h < 10 m) MG (10 m h 5 m) HG (h > 5 m) Verticale binnenwanden van trappenhuizen : in gebouwen met meerdere verdiepingen in gebouwen met één verdieping (R)EI 60 (R)EI 30 (R)EI 10 (R)EI 10 Toegang tot het trappenhuis (algemene regels) Deur EI 1 30 Deur EI 1 30 Sas met deuren EI 1 30 Evacuatietrap R 30 R 60 R 60 Tabel Carbonisatiesnelheid b 0 en fictieve carbonisatiesnelheid b n voor verschillende houtsoorten en verschillende houten elementen (NBN EN ). Houtsoort of type element b 0 -waarde (mm/min) b n -waarde (mm/min) A. Naaldhout en beuken Gelijmd-gelamineerd hout met een karakteristieke volumieke massa 90 kg/m 3 0,65 Massief hout met een karakteristieke volumieke massa 90 kg/m 3 0,65 B. Loofhout Massief of gelijmd-gelamineerd loofhout met een karakteristieke volumieke massa 90 kg/m 3 0,65 Massief of gelijmd-gelamineerd loofhout met een karakteristieke volumieke massa 450 kg/m 3 0,50 0,7 0,8 0,7 0,55 C. Gelamineerd hout (LVL) met een karakteristieke volumieke massa 480 kg/m 3 0,65 0,7 D. Platen Houten paneelwerk Multiplex Platen op houtbasis, met uitzondering van multiplex 0,9 (*) 1,0 (*) 0,9 (*) (*) Deze waarden zijn van toepassing op platen met een karakteristieke volumieke massa van 450 kg/m 3 met een dikte van 0 mm of meer. staat, ), ligt het voor de hand dat de evacuatie langs deze weg niet langer mogelijk zal zijn (rook, warmte, ), welke eisen er ook gesteld werden aan de trap. Zodra de brand geblust is, is het echter van primordiaal belang dat de trap zijn functie kan blijven vervullen om de interventie van de brandweerdiensten en de evacuatie van de personen die vastzaten in het gebouw toe te laten. Dit is precies het doel van de brandstabiliteitseis voor trappen : na een blootstelling van een bepaalde duur aan een brand moet de trap nog een voldoende draagvermogen hebben voor de interventie en de evacuatie. We willen er tevens op wijzen dat er brandreactie-eisen van toepassing zijn op evacuatietrappen. Deze eisen zijn opgenomen in Bijlage 5 van het KB. Om in overeenstemming te zijn met de nieuwe Europese classificatie, wordt deze Bijlage momenteel aangepast. Zo werd er onlangs een ontwerptekst voorgelegd aan de Hoge Raad voor Veiligheid tegen brand en ontploffing. Naargelang van de hoogte van het gebouw en het type bezetting voorziet deze tekst de volgende brandreactieklassen voor de vloerbekleding van trappenhuizen: B fl -s1 (hoge gebouwen en middelhoge gebouwen), B fl -s1 of C fl -s (lage gebouwen). De brandreactieklasse van een houten bouw element is onder meer afhankelijk van zijn volumieke massa, van zijn dikte en van zijn uitvoering. Zonder vuurvaste bekleding kan een houten element hoogstens de klasse C fl -s1 bereiken. 3 DIMENSIONERING VAN HOUT- CONSTRUCTIES IN GEVAL VAN BRAND De brandweerstand van bouwelementen kan bepaald worden door proeven in het laboratorium of door een berekening volgens een methode die erkend werd door het Ministerie van Binnenlandse Zaken. Er is op dit ogenblik nog geen officieel goedgekeurde rekenmethode beschikbaar, maar er bestaat al wel een ontwerptekst ( 3 ). De Eurocodes (delen 1-) kunnen intussen beschouwd worden als de referentie voor de berekening van de brandweerstand. Aan de hand van deel 1- van Eurocode 5 kan men de brandweerstand van houtconstructies berekenen. Voor meer informatie hieromtrent verwijzen we de geïnteresseerde lezer naar een artikel uit het WTCB-Tijdschrift van 001 [9]. Het basisprincipe van deze berekening berust op de carbonisatie van de houtsectie : de gecarboniseerde sectie mag niet langer in aanmerking genomen worden bij de berekening van de mechanische sterkte van het element. Naargelang van de carbonisatiesnelheid is het mogelijk de beschadigde zone van het hout te bepalen en aldus de brandweerstand van de houten bouwelementen te berekenen. In deel 1- van ( 3 ) Opgesteld door een werkgroep van de Hoge Raad voor Veiligheid tegen brand en ontploffing. Eurocode 5 wordt een hoofdstuk gewijd aan de beoordeling van de carbonisatiesnelheid. Deze kan beschouwd worden als constant en is onder meer afhankelijk van het type materiaal en zijn volumieke massa (zie tabel ). In een van de dimensioneringsmethoden bij brand die opgenomen zijn in de Eurocode, wordt gebruik gemaakt van de nuttige sectie. Deze kan beschouwd worden als de verminderde sectie waarvoor de initiële sterkte-eigenschappen van het hout (bij de omgevingstemperatuur) bewaard zijn. Ze wordt verkregen door van de volledige door het vuur aangetaste omtrek van de initiële sectie (op elke aan de brand blootgestelde zijde van het houten element) een laag af te trekken waarvan de dikte overeenstemt met de carbonisatiediepte, eventueel vermeerderd met een bepaalde factor (zie afbeelding, p. 3). Volgens deel 1- van Eurocode 5 kan de nuttige sectie (indien er geen beschermingsmateriaal aanwezig is) bepaald worden met de volgende twee formules : d ef = d char,n + k 0.d 0 [mm] (1) d char,n = b n.t [mm] () waarbij : d 0 = 7 [mm] k 0 = 1 (voor t > 0 minuten en zonder bescherming) b n = de fictieve carbonisatiesnelheid (in mm/min), zoals aangegeven in tabel, afhankelijk van de houtsoort t = de duur van de brand in minuten. WTCB-Dossiers Nr. /007 Katern nr. pagina

3 Afb. Bepaling van de nuttige sectie van een houten element. 1. Initiële sectie van het element. Grens van de overblijvende sectie 3. Grens van de nuttige sectie 1 3 d char,n k 0 d 0 d ef d char,n d char,0 Afb. 3 Eenzijdige carbonisatiediepte d char,0 en fictieve carbonisatiediepte d char,n. op de details en de hypothesen die opgenomen zijn in het kader op de pagina s 5 tot en met 7. Naast deze minimale dikte is het tevens noodzakelijk dat de dragende elementen (treden of stootborden, afhankelijk van de gekozen oplossing) ook na de brand ondersteund blijven door de trapwangen : ze moeten met andere woorden ingewerkt blijven over een minimale diepte (van zo n 5 mm) na de carbonisatie van de trapwangen. Het respecteren van deze regel is onontbeerlijk indien de trap niet voorzien is van een brandwerende bescherming aan de onderzijde. Tabel 5 (p. 4) geeft een overzicht van de minimale diepten waarover dragende treden of dragende stootborden moeten ingewerkt zijn. Normaalgesproken wordt in de rekenmethode de fictieve carbonisatiesnelheid (b n ) in aanmerking genomen, waarbij de invloed van de afrondingen en de spleten inbegrepen is in de amplitude (zie afbeelding 3), en dus niet de eenzijdige carbonisatiesnelheid (b 0 ), die van toepassing is op bouwelementen die slechts aan een zijde blootgesteld zijn aan brand. 4 TOEPASSING OP HOUTEN EVACU- ATIETRAPPEN De elementen van een trap (treden, stootborden) zijn voornamelijk onderworpen aan een eenzijdige carbonisatie (blootgesteld aan een zijde). In dit geval is het dus redelijk om de carbonisatiesnelheid b 0 in aanmerking te nemen in plaats van b n, zoals vermeld in formule 1. Voor de trapwangen dient men daarentegen steeds de waarde b n te gebruiken. In de laatste versie van de Eurocode wordt voor de berekening van de carbonisatiesnelheid geen onderscheid gemaakt tussen verticaal of horizontaal blootgestelde wanden. Uit proeven blijkt echter dat de oriëntatie van de wanden weldegelijk belangrijk kan zijn voor de carbonisatiesnelheid : deze zou lager zijn voor horizontale vlakken (de treden) dan voor verticale vlakken (de stootborden). Om in overeenstemming te zijn met de Eurocode en om de veiligheid van de rekenwaarden te waarborgen, houden de hier uitgevoerde berekeningen geen rekening met dit mogelijke verschil. Zoals vermeld in 3, wordt een houten trap gedurende een brand onderworpen aan een progressieve carbonisatie : na een blootstelling van 30 minuten kan men zich verwachten aan een verlies van zo n 7 mm aan de blootgestelde zijden van een stuk vurenhout en van mm als het gaat om eikenhout (zonder rekening te houden met het effect van de afrondingen). Zonder bescherming aan de onderzijde zou de te voorziene dikte van de treden en stootborden erg hoog moeten zijn om een brand stabiliteit van 30 of van 60 minuten te waarborgen. Wanneer ze beschermd zijn aan de onderzijde is het door gebruik te maken van de minimale redelijke dikten uit de tabellen 3 en 4 (p. 4) echter wel mogelijk om houten trappen met een dergelijke brandstabiliteit te ontwerpen. Deze bescherming kan gevormd worden door een plafond met een brandweerstand van 30 of 60 minuten, zoals een verstevigde gipsplaat (Rf-plaat) van 18 mm dik (weerstand : 30 minuten) en twee Rf-gipsplaten van 15 mm dik (weerstand : 60 minuten) of calciumsilicaatplaten. Ter illustratie geven de tabellen 3 en 4 (p. 4) een overzicht van de minimale dikte van de elementen van houten trappen waarmee het mogelijk is te voldoen aan de gevraagde brandstabiliteit, respectievelijk voor een trap met een breedte van 80 cm en van 10 cm ( 4 ), met bescherming aan de onderzijde. De berekeningen die toelaten om deze dikten te bepalen, zijn gebaseerd ( 4 ) Volgens het KB met basisnormen stemt een trapbreedte van 80 cm overeen met 1 doorgangseenheid en een trapbreedte van 10 cm met doorgangseenheden. Trede Stootbord Trapwang met bescherming langs de buitenzijde Afb. 4 Elementen van een houten trap. Een alternatieve oplossing (bv. voor een bestaande trap) zou erin kunnen bestaan om onder de treden en tegen de trapwang steunlatten aan te brengen om te waarborgen dat de treden in geval van brand een voldoende lange ondersteuning zouden hebben. n i Trapwang zonder bescherming Nuttige informatie Dit artikel kwam tot stand in het kader van de activiteiten van de Normen-Antennes Brandpreventie en Eurocodes die binnen het WTCB en met de steun van de FOD Economie gevoerd worden ten bate van de KMO. Voor meer informatie verwijzen we naar de website WTCB-Dossiers Nr. /007 Katern nr. pagina 3

4 Tabel 3 Minimale dikte van de elementen van een houten trap met een breedte van 80 cm die aan de onderzijde beschermd is. Te dimensioneren element Naaldhout (vuren, ) of beuken Loofhout (eiken, ) Optie 1 Optie Optie 1 Optie Trede 44 mm 35 mm 37 mm 35 mm ( ) Brandstabiliteit van 30 minuten (R 30) Stootbord 7 mm 38 mm mm 3 mm Trapwang met bescherming langs de buitenzijde ( 1 ) 56 mm 49 mm Trapwang zonder bescherming 87 mm 7 mm Trede 63 mm 50 mm 5 mm 4 mm Brandstabiliteit van 60 minuten (R 60) Stootbord 46 mm 56 mm 37 mm 47 mm Trapwang met bescherming langs de buitenzijde ( 1 ) 80 mm 65 mm Trapwang zonder bescherming 135 mm 105 mm ( 1 ) Bijvoorbeeld : muurtrapwang (ook valse trapwang genoemd) of zichtbare trapwang met beschermingsplaten. ( ) TV 198 beveelt een minimale trededikte van 35 mm aan voor een trap met een breedte van 80 cm. Tabel 4 Minimale dikte van de elementen van een houten trap met een breedte van 10 cm die aan de onderzijde beschermd is. Te dimensioneren element Naaldhout (vuren, ) of beuken Loofhout (eiken, ) Optie 1 Optie Optie 1 Optie Trede 48 mm ( ) 45 mm ( 3 ) 45 mm ( 3 ) 45 mm ( 3 ) Brandstabiliteit van 30 minuten (R 30) Stootbord 7 mm 38 mm mm 3 mm Trapwang met bescherming langs de buitenzijde ( 1 ) 56 mm 49 mm Trapwang zonder bescherming 87 mm 7 mm Trede 68 mm 50 mm 56 mm 45 mm ( 3 ) Brandstabiliteit van 60 minuten (R 60) Stootbord 46 mm 56 mm 37 mm 47 mm Trapwang met bescherming langs de buitenzijde ( 1 ) Trapwang zonder bescherming 84 mm (vuren) 80 mm (beuken) 139 mm (vuren) 135 mm (beuken) 65 mm 105 mm ( 1 ) Bijvoorbeeld : muurtrapwang (ook valse trapwang genoemd) of zichtbare trapwang met beschermingsplaten. ( ) De berekeningen tonen aan dat een trede van 45 mm volstaat voor beuken. ( 3 ) TV 198 beveelt een minimale trededikte van 45 mm aan voor een trap met een breedte van 10 cm. Tabel 5 Minimale diepte waarover de treden (of stootborden) ingewerkt moeten zijn in de trapwangen (*). Trap uit vuren of beuken Trap uit eiken Brandweerstand R 30 Brandweerstand R 60 Brandweerstand R 30 Brandweerstand R 60 5 mm 45 mm 0 mm 35 mm (*) De diepte is berekend aan de hand van de eenzijdige carbonisatiesnelheid b 0 (0,65 mm/min voor vuren en beuken en 0,5 mm/min voor eiken). WTCB-Dossiers Nr. /007 Katern nr. pagina 4

5 Details en hypothesen die aan de grondslag liggen van de berekening van de minimale dikte van de elementen van een houten trap 1. Hypothesen Houtsoort, gebruikt voor de trap Massief naaldhout (vuren met een densiteit van om en bij de 40 kg/m 3 en van de klasse C30) Densiteit > 90 kg/m 3 eenzijdige carbonisatiesnelheid van 0,65 mm/min (zie tabel, p. ) Sterkteklasse C30 buigsterkte f m,k = 30 N/mm Beuken met een densiteit van om en bij de 700 kg/m 3 en van de klasse D40 Densiteit > 90 kg/m 3 eenzijdige carbonisatiesnelheid van 0,65 mm/min Sterkteklasse D40 buigsterkte f m,k = 40 N/mm Eiken met een densiteit van om en bij de 700 kg/m 3 en van de klasse D40 Densiteit > 450 kg/m 3 eenzijdige carbonisatiesnelheid van 0,50 mm/min Sterkteklasse D40 buigsterkte f m,k = 40 N/mm Afmetingen van de trap Breedte van de treden : 800 mm of 100 mm Hoogte van de treden : 165 mm Aantrede van de treden : 0 mm Helling van de trap : 37 (stemt overeen met de maximale hoek volgens het KB met basisnormen) Breedte van de trapwangen : 185 mm (boord bovenaan : 5 mm / boord onderaan : 5 mm) Verdiepingshoogte : 3000 mm Bescherming aan de onderzijde van de trap Een Rf-gipsplaat met een dikte van 18 mm (voor een brandstabiliteitseis van 30 minuten) Twee Rf-gipsplaten met een dikte van 15 mm (voor een brandstabiliteitseis van 60 minuten) Op te nemen belastingen en belastingscombinaties Veranderlijke belastingen volgens NBN EN (00) + ANB (005) Puntbelasting (categorie B, C1 en C) : 3 kn Verdeelde belasting : 3 kn/m Eigengewicht van de trap Toevallige belastingscombinatie volgens NBN EN 1990 (00) + ANB (005). Details voor de berekening van een trap van 80 cm breed 1 e oplossing : dragende treden Situatie waarbij de treden dragend zijn en waarbij de stootborden toelaten de aantasting door de brand aan de onderzijde van de trede gedurende de vereiste tijdspanne tegen te gaan (30 of 60 minuten) Het buigende belastingsmoment Toevallige belastingscombinatie (brandsituatie : y 1,1 = 0,5) : g G.G k + g Q,1.y 1,1.Q = 1.G + 1.0,5.Q Puntbelasting op de trap (gebouwcategorie B, C1 en C) volgens ANB EC : Q k = 3 kn Eigengewicht van de treden na de brand G k : Gemiddelde densiteit : 600 kg/m 3 Dikte van de trede na de brand : 0 mm Breedte van de trede : 800 mm Q L Rekenwaarde van het buigende belastingsmoment : MQk = y1,1 = 0,5 = Nmm 4 4 Minimale dikte van de trede na de verbranding Rekenwaarde van de buigsterkte f m,k : - vuren : 30 N/mm - beuken : 40 N/mm - eiken : 40 N/mm Minimale dikte h min : - vuren : h min - beuken en eiken : h p L p 800 MGk = gg = 1 = 11 Nmm 8 8 M sd = M Qk + M Gk = 3011 Nmm 1 1 Q+ pp M = = = 16,6 mm b f m,k 0 30 min 1 1 Q+ pp M = = = 14,4 mm b f m,k 0 40 Door de brand gecarboniseerde dikte van de treden en stootborden Indien men een overdikte van 7 mm (k 0.d 0 ) en b 0 in aanmerking neemt : d char,0 = b 0.t [mm] Na blootstelling van 30 minuten aan een ISO-brand : - vuren en beuken : d char = 6,5 mm - eiken : d char = mm Na blootstelling van 60 minuten aan een ISO-brand : - vuren en beuken : d char = 46 mm - eiken : d char = 37 mm Samenvatting De dikte van de treden moet hoger zijn dan d char + h min (zie tabel 6, p. 6). (vervolg van de tekst op p. 6) WTCB-Dossiers Nr. /007 Katern nr. pagina 5

6 Details en hypothesen die aan de grondslag liggen van de berekening van de minimale dikte van de elementen van een houten trap (vervolg) Tabel 6 Dikte van de dragende treden en de stootborden. Element 30 minuten 60 minuten d char + h min (mm) Afgeronde waarden (mm) d char + h min (mm) Afgeronde waarden (mm) Dragende treden (mm) Vuren 43,1 Beuken 40,9 44 Vuren 6,6 Beuken 60,4 63 Eiken 36,4 37 Eiken 51,4 5 Stootborden (mm) Vuren 6,5 Beuken 6,5 7 Vuren 46,0 Beuken 46,0 46 e oplossing : dragende stootborden Eiken,0 Eiken 37,0 37 Situatie waarbij de stootborden dragend zijn en waarbij de treden de stootborden op hun plaats houden en toelaten de aantasting door de brand aan de beschermde zijde van het stootbord gedurende de vereiste tijdspanne tegen te gaan (30 of 60 minuten) Het buigende belastingsmoment Idem hiervoor. Minimale dikte van het stootbord na de verbranding 6 M Vuren : emin = = =, mm h f M Beuken en eiken : e min = = = 1, 7 mm h f m,k m,k Om de stabiliteit van het stootbord tegen knik te verzekeren, is een minimale resterende dikte van zo n 10 mm (bovenop de reserve van 7 mm die gewaarborgd is door de berekening) vereist. Om het doorponsen van de trede te vermijden en te garanderen dat deze in staat blijft om het stootbord op zijn plaats te houden, is een minimale resterende dikte van zo n 5 mm (bovenop de reserve van 7 mm die gewaarborgd is door de berekening) vereist. Door de brand gecarboniseerde dikte van de treden en stootborden Idem hiervoor. Samenvatting De dikte van de stootborden moet hoger zijn dan d char + max (e min, 10). Tabel 7 Dikte van de treden en de dragende stootborden. Element 30 minuten 60 minuten d char + max (e min,10) (mm) Afgeronde waarden (mm) d char + max (e min,10) (mm) Afgeronde waarden (mm) Dragende stootborden (mm) Vuren 36,5 Beuken 36,5 38 Vuren 56,0 Beuken 56,0 Eiken 3,0 3 Eiken 47, Treden (mm) Vuren 31,5 Beuken 31,5 35 (*) Vuren 51,0 Beuken 51,0 50 Eiken 7,0 35 (*) Eiken 4,0 4 (*) Aanbevolen minimale dikte van treden die steunen op twee trapwangen voor een trap van 80 cm breed (bron : TV 198). Dragende trapwangen, al dan niet beschermd aan de buitenzijde Het buigende belastingsmoment Toevallige belastingscombinatie (brandsituatie : y 1,1 = 0,5) : g G.G k + g Q,1.y 1,1.Q k = 1.G + 0,5.Q Gelijkmatig verdeelde belasting op de trap volgens ANB EC : Q k = 3 kn/m l Gelijkmatig verdeelde belasting per trapwang : qk = 0,003 = 1, N / mm waarbij l = breedte van de trap - Loodrechte component van de verdeelde belasting : q k = q k.cosa = 1,.0,8 = 0,96 N/mm Eigengewicht van de trapwang en de treden na de brand G k : - gemiddelde densiteit : 600 kg/m 3-17 treden met een dikte na de brand van 0 mm - breedte van de treden : 800 mm - dikte van de trapwang na de brand : 5 mm - hoogte van de trapwang : 185 mm - spanwijdte van de trapwang : 5000 mm (voor een verdiepingshoogte van 3 m en een hoek van 37 ) - loodrechte component van het eigengewicht : G k, = 0,0 + 0,09 = 0,051 N/mm (vervolg van de tekst op pagina 7) WTCB-Dossiers Nr. /007 Katern nr. pagina 6

7 Details en hypothesen die aan de grondslag liggen van de berekening van de minimale dikte van de elementen van een houten trap (vervolg) Rekenwaarde van het buigende belastingsmoment : q L 0, MQ = y1,1 = 0,5 = Nmm 8 8 p L 0, MG = gg = 1 = Nmm 8 8 M Sd = M Q + M G = Nmm Minimale dikte van de trapwangen na verbranding Rekenwaarde van de buigsterkte f m,k : - vuren : 30 N/mm - beuken : 40 N/mm - eiken : 40 N/mm Hoogte van de trapwang na de brand : - na blootstelling van 30 minuten aan een ISO-brand : vuren en beuken : h 31 mm : 154 mm eiken : h 3,5 mm = 161,5 mm - na blootstelling van 60 minuten aan een ISO-brand : vuren en beuken : h 55 mm : 130 mm eiken : h 40 mm = 145 mm Minimale dikte e : - na een blootstelling van 30 minuten : vuren e = = = 14,0 mm h f m,k beuken e = = = 10,5 mm h f m,k eiken - na een blootstelling van 60 minuten : vuren beuken e = = = 9,5 mm h f m,k e = = = 19,6 mm h f m,k e = = = 14,7 mm h f m,k eiken e = = = 11, 8 mm h f m,k Om de stabiliteit van de trapwang tegen knik te verzekeren, is een minimale resterende dikte van zo n 5 mm (bovenop de reserve van 7 mm die gewaarborgd is door de berekening) vereist. Door de brand gecarboniseerde dikte van de al dan niet beschermde trapwangen Indien men een overdikte van 7 mm (k 0.d 0 ) en de fictieve carbonisatiesnelheid b n in aanmerking neemt : d char,n = b 0.t [mm] Na blootstelling van 30 minuten aan een ISO-brand : - vuren en beuken : 31 mm (beschermd) / 6 mm (onbeschermd) - eiken : 3,5 mm (beschermd) / 47 mm (onbeschermd) Na blootstelling van 60 minuten aan een ISO-brand : - vuren en beuken : 55 mm (beschermd) / 110 mm (onbeschermd) - eiken : 40 mm (beschermd) / 80 mm (onbeschermd) Samenvatting De dikte van de trapwangen moet hoger zijn dan d char + max (e, 5) Tabel 8 Dikte van dragende trapwangen. Element d char + max (e, 5) (mm) 30 minuten 60 minuten Afgeronde waarden (mm) d char + max (e,5) (mm) Afgeronde waarden (mm) Beschermde trapwang (mm) Vuren 56,0 Beuken 56,0 56 Vuren 80,0 Beuken 80,0 80 Eiken 48,5 49 Eiken 65,0 65 Onbeschermde trapwang (mm) Vuren 87,0 Beuken 87,0 87 Vuren 135,0 Beuken 135,0 135 Eiken 7,0 7 Eiken 105,0 105 WTCB-Dossiers Nr. /007 Katern nr. pagina 7

8 t Literatuurlijst 1. Bureau voor Normalisatie NBN EN 1990 Eurocode. Grondslag voor constructief ontwerp. Brussel, NBN, 00.. Bureau voor Normalisatie NBN EN 1990 ANB Eurocode 0. Grondslag voor het constructief ontwerp. Bijlage A.1 : Toepassing op gebouwen. Nationale Belgische Bijlage. Brussel, NBN, Bureau voor Normalisatie NBN EN Eurocode 1. Belastingen op constructies. Deel 1-1 : Algemene belastingen. Dichtheden, eigengewicht en opgelegde belastingen voor gebouwen. Brussel, NBN, Bureau voor Normalisatie NBN EN ANB Eurocode 1. Belastingen op constructies. Deel 1-1 : Algemene belastingen. Volumieke gewichten, eigengewicht en opgelegde belastingen voor gebouwen. Nationale Belgische Bijlage. Brussel, NBN, Bureau voor Normalisatie NBN EN Eurocode 5. Ontwerp en berekening van houtconstructies. Deel 1- : algemene regels. Ontwerp en berekening van constructies bij brand. Brussel, NBN, Bureau voor Normalisatie NBN EN Brandclassificatie van bouwproducten en bouwdelen. Deel : Classificatie gebruik makend van gegevens van brandweerstandsproeven, met uitsluiting van producten voor gebruik in ventilatiesystemen. Brussel, NBN, Federale Overheidsdienst Binnenlandse Zaken Koninklijk Besluit van 19 december 1997 tot wijziging van het Koninklijk Besluit van 7 juli 1994 tot vaststelling van de basisnormen voor de preventie van brand en ontploffing waaraan de nieuwe gebouwen moeten voldoen. Brussel, Belgisch Staatsblad van 30 december Federale Overheidsdienst Binnenlandse Zaken Koninklijk Besluit van 4 april 003 tot wijziging van het Koninklijk Besluit van 7 juli 1994 tot vaststelling van de basisnormen voor de preventie van brand en ontploffing waaraan de nieuwe gebouwen moeten voldoen. Brussel, Belgisch Staatsblad van 5 mei Martin Y. en Parmentier B. De brandweerstand van constructies en de Eurocodes. Deel : berekening van het brandgedrag van houtconstructies. Brussel, WTCB-Tijdschrift, nr. 4, Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf Houten trappen. Brussel, WTCB, Technische Voorlichting, nr. 198, WTCB-Dossiers Nr. /007 Katern nr. pagina 8