RD-PAALUSEINÄN PALONKESTÄVYYSTUTKIMUS RD-PILED WALL PERFORMANCE IN FIRE CASE STUDY

Transkriptio

1 RD-PAALUSEINÄN PALONKESTÄVYYSTUTKIMUS RD-PILED WALL PERFORMANCE IN FIRE CASE STUDY

2 TAUSTA Teräsputkipaalujen muodostamaa seinää voidaan käyttää maanalaisten parkkitilojen pato- ja maanpaineseinänä ja se voi myös kantaa yläpuolisen rakennuksen kuormat toimien perusmuurina. Tällaisessa tilanteessa seinän palonkestävyyteen on kiinnitettävä huomiota. SCI P275: Palotilanteen kestävyyden vaatimukset ovat ensisijaisesti tarkoitettu suojamaan henkilövahingot estämällä rakenteen romahtaminen BACKGROUND Steel pile walls can be used to form retaining walls to car parks and building basements, and they can also be used to carry loads from structures above. In these circumstances the resistance in fire must be taken into account in the design process. SCI Guidance P275. Steel Intensive Basements: The fire resistance requirements exist primarily to ensure life safety by preventing structural collapse

3 TAUSTA BACKGROUND

4 TAVOITE Selvittää kantavana runkorakenteena toimivan RDpaaluseinän kestävyyttä palotilanteessa Tutkia RD-paaluseinän palonkestoa ilman erillistä palosuojausta ja selvittää voidaanko sitä käyttää kantavana maatukiseinänä maanalaisissa parkkihalleissa Tutkia hyödyt jotka syntyvät palosimulaation käytöstä projekteissa AIM Investigate the general performance and capacity of the RD-pile wall system in the accidental fire condition Investigate the RD-pile wall s fire resistance without additional fire protection and establish if it can be used as a load carrying retaining wall for underground car parks Investigate the benefits obtained from performing fire simulation analysis

5 MENETELMÄ Tunnistetaan tyypillinen rakenne Tunnistetaan tyypilliset kuormat Suunnitellaan RD-paaluseinä normaaliolosuhteissa Määritetään asianmukaiset ja järkevät palokuormaolosuhteet käyttämällä palosimulaatiota nykyisten menetelmien mukaan Arvioidaan RD-paaluseinän suorituskyky ja sen hyvät ja huonot puolet METHOD Identify a typical form of structure Identify a typical load set Design the piled wall for normal conditions Perform simulations to determine appropriate and realistic fire loading conditions in accordance with current methods Assess the performance of the piled wall with the aim of identifying pros and cons

6 TUTKITTU TAPAUS 8-kerroksinen monikäyttöinen rakennus (EN luokka D) ja 3-kerroksinen maanalainen parkkitila (EN luokka F) 8,4mx8,4m pilariruutu Tapaus a) kantavat pilarit Tapaus b) kantavat seinät RD600 Paaluseinä k674 Paloluokka RE120 Ilman erillistä palosuojausta Palosimulaatio: kolmen auton palo CASE STUDY 8 floor multipurpose building (EN class D) with 3 floors of underground parking for cars (EN class F) 8.4mx8.4m support arrangement Case a) Load carrying columns Case b) Load carrying walls RD600 Pile wall cc674 Fire class RE120 No applied additional fire protection measures Fire simulation: 3 car fire

7 TUTKITTU TAPAUS CASE STUDY

8 PALOSIMULAATIO 2 tapausta: kolmen auton palo pitkän seinän vieressä kolmen auton palo nurkassa Eurooppalainen autopalomalli (Schleich et al 1997) FIRE SIMULATION 2 cases: 3 car fire next to long wall 3 car fire in corner European Car fire model (Schleich et al 1997)

9 PALOSIMULAATIO FIRE SIMULATION Lämpötila etuseinällä Temperature on the Front wall

10 PALOSIMULAATIO Lämpötila sivuseinällä Temperature on the Side wall FIRE SIMULATION Lämpötila etuseinällä Temperature on the Front wall

11 KRIITTISET PALOKÄYRÄT CRITICAL FIRE CURVES

12 LÄMPÖTILAN JAKAANTUMINEN 60min standarditulipalo (kokonaan ympäri) Standard 60min Fire (all round) HEAT MIGRATION Normaaliolosuhteet kestävyyskäyrä Normal Conditions strength curve

13 LÄMPÖTILAN JAKAANTUMINEN 60min standarditulipalo (etuseinällä) HEAT MIGRATION Standard 60min Fire (front wall)

14 LÄMPÖTILAN JAKAANTUMINEN Palosimulaatio-tulipalo (etuseinällä) HEAT MIGRATION Fire Simulation (front wall)

15 KESTÄVYYSKÄYRÄT CAPACITY CURVES 60min standarditulipalo (kokonaan ympäri) Standard 60min Fire (all round) 60min standarditulipalo (etuseinällä) Standard 60min Fire (front wall) Palosimulaatiotulipalo (etuseinällä) Fire Simulation (front wall)

16 PAALUJEN SUORITUS PILE S PERFORMANCE RD600/12.5 MRT/ULS PT/FIRE Oletus: Pilarien kuorma jakautuu 3:lle paalulle Assumption: Columns load is distributed to 3 piles Oletus: Seinien kuorma jakautuu tasaisesti paaluseinälle Assumption: Wall load is distributed to uniformly to piled wall

17 RD-PAALU LUKKO Lukon lämpötila pysyy alhaisena Seinien taipumisen vuoksi paikallista vesivuotoa voi esiintyä, mikä on hyväksyttävää RD-PILE LOCK The lock s temperature remains low Local leaks may develop due to deformation of the wall, but this is acceptable

18 YHTEENVETO 1/2 CONCLUSIONS 1/2 Palosimulaatiot tuovat merkittäviä hyötyjä standardipalon käyttöön verrattuna Lämpötila nousee palon edetessä, mutta se ei pysy korkeana palon etenemisen ja polttoaineen kulumisen takia Lämpötilat nousevat hetkellisesti korkeiksi, mutta myös laskevat nopeasti Palamisvaihe ennen jäähtymistä kesti noin 60 minuuttia, jonka jälkeen palolämpötilat olivat jo hyvin alhaiset. Lämpötilan siirtyminen viiveellä paaluseinälle pitää teräksen lämpötilan nousun maltillisena The standard car fire simulations demonstrate significant benefits over the standard fire curve Temperature develops with the progress of the fire, but is not sustained due to progress of the fire and burning up of the fuel Temperatures temporarily rise to peaks in excess of the standard curve, but also quickly drop off The 3-car fire lasted around 60mins before the cooling off phase, after which temperatures remain low. The delay in heat transfer to the piled wall moderates the developed steel temperatures

19 YHTEENVETO 2/2 CONCLUSIONS 2/2 Palosimulaatiossa käytetyt autojen paloon perustuvat simuloinnit eivät aiheuttaneet korkeita lämpötiloja siten RD600/12.5 paaluseinät suoriutuivat hyvin eivätkä vaadi erillistä palosuojausta Standardipalossa paalujen kapasiteetti on merkittävästi pienempi RD-paaluseinä on kestävä ratkaisu, jolla on luonnollinen kyky toimia palotilanteessa ja tämä tarjoaa mahdollisuuden säästää kustannuksissa jotka liittyvät erilliseen palosuojaukseen Steel temperatures resulting from the fire simulated car fire generally remain low and thus RD600/12.5 piled walls perform well and do not require additional fire protection. The pile capacity is significantly smaller when assessed against the standard fire The RD pile wall represents a good robust solution with natural ability to perform in a fire and presents a good opportunity to save on costs associated with additional fire protection measures

20 KYSYMYKSIÄ? QUESTIONS?