Betonelement-Foreningen

Transkript

1 Betonelement-Foreningen Vedr.: Memo fra Abeo A/S og DTU af 10. april 2015, Memorandum: Hollow-core slabs & compliance with fire safety regulations I ovennævnte memo [1] fremsættes som en påstand, at der er problemer ved anvendelsen af de nugældende regler for eftervisning af huldæks brandmodstandsevne iht. EN1168 samt DS/EN Påstanden vedrører grundlæggende forholdene spaltning af ribber og underflangens integritet, med deraf afledte følger for beregning af bøjningsbæreevnen. Memoet [1] argumenterer dels på baggrund af tolkninger af eksisterende forsøgsdokumentation, dels ud fra tolkninger af beregningsregler i DS/EN Jævnfør nedenstående vurderes tolkningerne ikke at være holdbare, hverken som grundlag for en kritik af reglerne i DS/EN og EN 1168 eller af nutidig anvendelse heraf. Ad tolkninger af eksisterende forsøgsdokumentation: Memoet [1] tager udgangspunkt i, at der skal foreligge fuldskalatest i overensstemmelse med prøvningsmetoderne i EN1168 til afdækning af forhold så som spaltning af ribber og underflangens integritet. Dette er ikke korrekt; disse prøvningsmetoder er til anvendelse for producenter, der ønsker at deklarere brandmodstandsevnen direkte på basis af funktionsprøvning i stedet for at anvende dimensioneringsreglerne anført i DS/EN og EN1168. For betonkonstruktioner er generelle regler vedrørende forhold som eksplosiv afskalning eller spaltning under brand i vid udstrækning baseret på dokumentation fra forsøg, der har været målrettet det konkrete forhold og ikke på nogen måde repræsenterer fuldskalamodeller for virkelige konstruktioner. For disse forhold er de mange historiske forsøg fra før 2010 med huldæk udsat for standardbrande på 120 minutter og derover af stor dokumentationsmæssig værdi, også alle dem der ikke er udført som fuldskalatest i overensstemmelse med prøvningsmetoderne i EN1168. Det skal noteres, at hovedparten af de historiske forsøg er udført på huldæk produceret efter samme metode som den i dag udbredte, nemlig ekstrudering. Yderligere er der i Holcofire rapporten Structural behaviour of prestressed concrete hollow core floors exposed to fire rapporteret yderligere 6 nyere forsøg med ekstruderede huldæk udsat for 120 minutters standardbrand, hvor der i intet tilfælde blev observeret problemer med spaltning af ribber eller underflangens integritet.

2 Mange af de historiske forsøg er udført med særlig sigte på undersøgelse af huldækkenes forskydningsbæreevne under brand og giver derfor kun begrænsede informationer om forholdene vedrørende spaltning af ribber og underflangens integritet, fordi forskydningsbruddet ofte er indtrådt relativ tidligt under brandforløbet. I memoet [1] fremhæves i den sammenhæng, at de fire danske forsøg rapporteret i Holcofire rapporten med numrene H96, H97, H98 og H138 kun modstod standardbranden i minutter. Disse forsøg blev dog alle kritiseret fagligt umiddelbart efter fremlæggelsen af resultaterne; forsøgene H96, H97 og H98 blev udført på uforholdsmæssigt højt belastede, enkelte huldækelementer uden fugeudstøbninger med fugearmering og endte derfor i tidligt forskydningsbrud, og forsøget H138 blev udført med alvorlige fejl i forsøgsopstillingen med det resultat, at de indgående huldækelementer blev udsat for kraftig vridning og lokal belastning på kantribber. Det er på denne baggrund derfor uden relevans, når det i memoet [1] netop er valgt at fremhæve disse fire forsøg og endda at anvende et foto fra det fejlslagne forsøg H138 som illustration vedrørende underflangens integritet. Ad tolkninger af beregningsregler i DS/EN I memoet [1] anvendes betegnelsen damaged zone i betydningen ødelagt randzone. Dette er ikke korrekt. Når der i den simplificerede beregningsmodel i Annex B.2 til EN omtales en beskadiget tykkelseszone, a z, ved de brandeksponerede overflader, så er dette en ren regneteknisk ækvivalent for et middel af betonens styrkereduktion i den del af betontværsnittet, hvor temperaturen overstiger o C afhængigt af betontype. Der er ikke tale om, at betonen i løbet af branden forsvinder i denne tykkelseszone. Jævnfør DS/EN afsnit kan regnes med en trykstyrke for betonen helt op til temperaturer på o C, og dermed at betonen opretholder sin sammenhæng op til disse temperaturniveauer. Fastsættelsen af temperaturerne inde i betonkonstruktioner under brandforløb sker således generelt ved beregninger baseret på det fulde betontværsnit, når der er tale om sædvanlige bygninger. Der er intet belæg for at kræve, at der helt eller delvist skal ses bort fra isoleringsevnen af de dele af betontværsnittet, hvor der opstår forhøjede temperaturer under brandforløbet. Der skal heller ikke ses bort fra den del af armeringen der ligger i disse områder, blot skal armeringens styrke og forankringsevne bestemmes svarende til de aktuelle temperaturer i armeringens positioner. I EN1168 er metodikken for beregning af temperaturudviklingen inde i huldækelementet under brandforløbet beskrevet meget klart i afsnit G.1.2:

3 I henhold til denne bestemmelse i EN1168 beregnes temperaturen i den nederste del af tværsnittet som i en massiv betonplade. I Danmark anvendes hertil følgende metode angivet i det nationale anneks, DS/EN DK NA:

4 Med udgangspunkt i den således bestemte temperaturfordeling i huldækkets tværsnit kan huldækkets bøjningsbæreevne under brand herefter bestemmes ved anvendelse af Annex B i EN under overholdelse af følgende begrænsninger anført i DS/EN DK NA: Reglerne vedrørende sikring mod skadelig afskalning er i EN beskrevet i afsnit 4.5:

5 Disse regler overholdes i almindelighed af huldækelementer, der som hovedregel finder anvendelse i eksponeringsklasse X0 og XC1, og hvis korrekte opførsel med hensyn til skadelig afskalning er historisk dokumenteret gennem talrige forsøg. Det skal her bemærkes, at der i den sammenhæng ses bort fra forsøg udført med klare fejl ved forsøgsopstillingen. Noten i afsnit kommer ikke til anvendelse for huldæk, ligesom situationen hvor centerafstanden til armeringen er større end eller lig med 70 mm nævnt i 4.5.2(2) heller ikke er relevant for huldæk.