Stål lämpar sig väl som stommaterial, men mister fort sin kapacitet när det utsätts för höga temperaturer. Denna studie behandlar hur konstruktörens tankegång bör gå kring valet av brandskyddsåtgärder för hallbyggnader i stål, för att en optimal utformning ska kunna skapas som passar beställare och verksamhet. Målet har varit att tydliggöra i vilka situationer brandskyddsfärg respektive ökad dimensionering kan tillämpas och därmed ge en vägledning för konstruktörer. En fallstudie av vanligt förekommande bärverksdelar har gjorts med beräkningar för bruksgränsalternativt brottgränstillstånd och brandlastfallet med tillhörande kostnadsutfall där HEA-, HEBoch VKR-profiler behandlas. En jämförelse mellan brandskyddsmålning och ökad dimensionering har genomförts för att visualisera hur metoderna lämpar sig med hänsyn till ekonomi, hållbarhet eller verksamhetsanpassning. Genom en analys av det enskilda ståltvärsnittets egenskaper i brandlastfallet har klarhet skapats i hur valet av tvärsnitt kan bidra till en långsam temperaturutveckling. Parallellt med beräkningar har en litteraturstudie genomförts, som studerar bakgrunden till såväl stålets egenskaper som vilka regler som gäller vid brandskyddsdimensionering. Ur ett ekonomiskt perspektiv har fallstudien resulterat i att brandskyddsmålning blev fördelaktigt för pelarna i studien och att ökad dimensionering var gynnsamt för stagade balkar. Om ökad dimensionering tillämpades för pelarna ökades stålvikten i flera fall till mer än det dubbla, jämfört med då brandskyddsmålning tillämpades. Detta innebar även att profilhöjden ökades och att profilen därmed tog större utrymme i anspråk. För stagad balk blev motsvarande ökning endast 23-45%, vilket gav ytterligare argument för att ökad dimensionering är ett försvarbart alternativ för balkar. Att ökningen blev mindre än för pelare kan ha sin förklaring i att ingen risk för instabilitet förelåg. Som en verifiering till detta beräknades även ett fall med ostagad balk, där ökad dimensionering genererade en väsentlig profilökning. Beräkningar har även gjorts för brandlastfallet R15 där det framkom att brandkravet i flera fall uppfylldes utan vidare åtgärder eftersom beräkningar för ökad dimensionering resulterade i samma profil som blev dimensionerande i bruksgräns alternativt brottgräns. I de fall dimensionen behövde ökas, räckte det att öka godstjockleken på VKR-profilen för att nå bärighetskravet. Uppvärmningshastigheten i stålet har visat sig bero på profilens form och dess godstjocklek. En grov tjocklek och liten mantelyta fördröjer händelseförloppet och vid användning av I-profiler får även en reduktionsfaktor tillgodoräknas med hänsyn till skuggeffekter, som innebär att vissa delar av tvärsnittet skyddas mot direkt strålning. För en del verksamheter kan en viss brandskyddsmetod vara direkt olämplig, exempelvis bör brandskyddsmålning inte användas i utrymmen där det finns risk för mekaniska skador eftersom en liten skada på färgskiktet kan äventyra brandskyddet väsentligt. Det kan då även innebära ett stort behov av kontinuerligt underhållsbehov. Konstruktören bör således ha en del kunskap om de olika brandskyddsåtgärdernas möjligheter och begränsningar och dessutom vara medveten om vilken påverkan konstruktörens val får för beställaren. Genom att beakta beställarens intressen i ett tidigt stadie bör det finnas god möjlighet att skapa en bra helhetslösning för byggnaden som passar både beställare och verksamhet. / This study is intended as a guide for structural engineers around the options of fire protection ofhall buildings in steel. The purpose is to clarify in which situations fire protection paint andincreased dimensioning are suitable depending on whether finances, sustainability or an adaptionof function are prioritized. A literature study has been carried out as well as a case study forcommonly occurring structural parts. Comparative calculations in the ultimate limit state orserviceability limit state and the fire load case have been made to study differences. An analysis ofthe properties of the individual steel cross section in the fire load case has shown that a coarsethickness delays the increase of the temperature and when using I-profiles a reduction factor mayalso be taken into account with regard to shadow effects. The case study has resulted thatincreased dimensioning being economically advantageous for beams, but for columns it ischeaper if fire protection paint is used. It is important to consider other factors than just financesbecause the operations in the building may need other important properties, such as robustnessor if the profiles need to be small due to space requirements.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:hh-44544 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Krohn, Matilda |
| Publisher | Högskolan i Halmstad, Akademin för företagande, innovation och hållbarhet |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0013 seconds