Izbor optimalnog nosivog sustava čelične konstrukcije hale na požarno djelovanje

professional thesis

• Title (english): Selection of the optimal supporting system from the steel structure of the hall for fire action
• Author: Ante Strunje
• Mentor: Ivica Boko (mentor)
• Committee member: Marija Jelčić Rukavina (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Ivica Boko (član povjerenstva)
• Committee member: Davor Skejić (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Civil Engineering; Zagreb
• Defense date and country: 2024-02-22, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: TECHNICAL SCIENCES; Civil Engineering

Abstract

U specijalističkom radu je prikazan način modeliranja razvoja požara, određivanja gustoće požarnog opterećenja, prijenos topline te postupak dokazivanja nosivosti konstrukcije uslijed djelovanja požara. U radu su također prikazane generalne smjernice te parametri koju utječu na određivanje nosive konstrukcije hale te načini stabilizacije hale, općeniti opis najčešće korištenih protupožarnih zaštita čeličnih konstrukcija te kratki osvrt na regulativu iz područja zaštite od požara u skladištima. Zatim su analizirana tri okvira čelične hale različitih statičkih sustava sa različitim požarnim zaštitama te utjecaj požarnog opterećenja na njih. Za analizu su odabrani sustavi u obliku trozglobnog, dvozglobnog te upetog okvira. Kod dvozglobnog okvira zglobovi se nalaze na mjestu spoja stupa i temelja dok kod trozglobnog je uz ove spojeve također modeliran i zglob na mjestu spoja greda (sljeme) okvira. Za svaki od ovih okvira su analizirana četiri slučaja. Okviri su najprije proračunati na GSN osnovnu kombinaciju. Zatim je napravljen slučaj sa okvirima koji imaju tanju protupožarnu zaštitom te bez prisilnih deformacija nastalih temperaturnim istezanjem čelika prouzročenih požarom. Slijedeći slučaj je također sa protupožarnom zaštitom iste debljine ali u njemu su modelirane i deformacije nastale temp. istezanjem. Posljednji slučaj su okviri sa debljom protupožarnom zaštitom te sa temperaturnim istezanjem. Za sve slučajeve je korišteno isto požarno opterećenje. Na kraju je napravljena usporedba rezultata dobivenih za različite statičke sustave. Cilj rada je bio odrediti utjecaj požarnog opterećenja na različite nosive sustave čelične konstrukcije industrijske hale te odabir rješenja konstrukcije pod djelovanjem požarnog opterećenja s obzirom na potrebnu količinu osnovnog materijala (čelika) za izvedbu nosive konstrukcije. Na temelju rezultata proračuna može se primijetiti da sustavi sa manjim stupnjem slobode imaju lošiju nosivost tijekom požara. Također se može uočiti kako se primjenom deblje protupožarne zaštite postigla osjetno manja potreba za količinom čelika.

Abstract (english)

The specialist paper presents the method of modeling fire development, determining the fire load density, heat transfer, and the procedure for proving the load-bearing capacity of the structure due to the effects of fire. The paper also presents general guidelines and parameters that affect the determination of the load-bearing structure of the hall and ways of stabilizing the hall, a general description of the most commonly used fire protection of steel structures, and a brief overview of the regulations in the field of fire protection in warehouses. Then, three steel hall frames with different static systems, different fire protections and the influence of fire load on them were analyzed. Three-jointed, two-jointed and braced frame
systems were selected for analysis. In the two-jointed frame, the joints are located at the junction of the column and the foundation, while in the three-jointed frame, in addition to previous mentioned joint, the joint is also modeled at the junction of the frame beams. Four cases were analyzed for each of these frames. The frames are first calculated on the GSN basic combination. Then the case was made with frames that have thinner fire protection and without forced deformations caused by temperature stretching of steel caused by fire. The following case is also with fire protection of the same thickness, but in it the deformations caused by temp. stretching is applied. The last case is frames with thicker fire protection and with temperature stretching. The same fire load was used for all cases. At the end, a comparison of the results obtained for different static systems was made. The aim of the work was to determine the influence of fire load on various load-bearing
systems of the steel structure of the industrial hall, and to select the solution of the structure under the effect of fire load, considering the required amount of material (steel) for the construction of the load-bearing structure. Based on the calculation results, it can be noted that systems with a smaller degree of freedom have a worse load capacity during a fire. It can also be seen that by applying thicker fire protection, a significantly lower need for the amount of steel was achieved.

• Keywords: čelik; mehanička svojstva; statički sustav; okvir; protupožarna zaštita; čelična hala; dokaz nosivosti
• Keywords (english): steel; mechanical properties; static system; frame; fire protection; steel hall; determination of bearing capacity
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:237:448111
• Study programme: Title: Postgraduate specialist study of the Faculty of civil Engineering; Study programme type: university; Study level: postgraduate specialist; Academic / professional title: sveučilišni/a specijalist/specijalistica građevinarstva (sveučilišni/a specijalist/specijalistica građevinarstva)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2024-03-15 13:00:02