ME203 - Teräsrakenteet 2 - Luento 3

Luento 3A: Palomitoitus 3 - Nurjahdus palossa, vetokestävyys palossa, kuormat ja poikkileikkausluokka palossa

Kurssin kolmannella luennolla viedään loppuun teräksen palomitoitusta käsittelevää kolmen luentokerran sarja. Tutustutaan tarkemmin teräsrakenteen palomitoituksen keskeisimpään aiheeseen - kuuman teräsosan kestävyyteen. Teräsrakenteen palomitoitus on kuitenkin laaja aihe, joten tällä kurssilla ehditään käsittelemään vain kaksi kestävyystarkastelua - vetokestävyys ja nurjahduskestävyys. Samalla luodaan pohja omaksua muut palomitoitustarkastelut myöhemmin työelämässä, kun on perehdytty molempiin palomitoituksen kannalta tärkeisin sortumismekanismeihin:

Ensimmäisellä videolla käydään lyhyesti läpi palotilanteen kuormitusyhdistelyt.

Toisella videolla opitaan laskemaan tulipalossa teräsrakenteen vetokestävyys ja nurjahduskestävyys, kun rakenteen lämpötila tiedetään valmiiksi.

Kolmannella 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.

Neljännellä videolla opitaan määrittämään teräsrakenteen poikkileikkausluokka palossa.

Luento 3B: Teräsrakenteiden toteutus

Ensimmäisellä videolla aiheena on teräsrakenteiden toteutustandardi EN 1090-2 sekä toteutusluokan valinta (EXC 1...4, Exectuion Class 1...4). Käsitellään karkealla tasolla myös teräsrakentamisen kustannuksia.

Toisella videolla aiheena on teräsrakenteiden konepajavalmistus.

Luennon 3A kotitehtävät

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?

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.

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.

Malliratkaisu