Abstrakt
Cel: Celem pracy jest pokazanie metod pozwalających uwzględnić historię obciążeń dla oszacowania parametrów bezpieczeństwa pożarowego dachów drewnianych wykonanych z drewna litego oraz materiałów drewnopochodnych takich jak sklejka lub LVL (tworzywo ze sklejonych warstwowo fornirów).
Wprowadzenie: W obowiązującej normie do projektowania konstrukcji drewnianych w przypadku pożaru PN-EN 1995-1-2 [1] nie uwzględnia się obniżenia własności mechanicznych drewna w czasie, spowodowanych działaniem obciążeń stałych i zmiennych. Ma to duże znaczenie dla oszacowania bezpieczeństwa pożarowego dachów drewnianych przy różnej intensywności występowania obciążeń zmiennych takich jak obciążenie śniegiem.
Metodologia: Opracowano dane statystyczne opadów śniegu na terenach górskich ze stacji meteorologicznych w Zakopanem, Świeradowie, Lesku z ostatnich 50 lat [2–3]. Oszacowano metodami probabilistycznymi [4] charakterystyki statystyczne tzw. pakietów [5] śnieżnych takich jak częstość, okres występowania, wartości maksymalnych obciążeń śniegiem. Wyznaczono stany graniczne nośności dla chwili początkowej i końcowej. Zastosowano rozkłady prawdopodobieństw Poissona, eksponencjalny dla parametrów występowania „pakietów” śnieżnych oraz rozkład Gumbela dla opisu wartości maksymalnych obciążeń śniegiem. Efekt obniżenia własności mechanicznych drewna został wyznaczony przy zastosowaniu metody JCSS [6].
Wyniki: Obniżenie własności mechanicznych drewna w czasie wpływa na bezpieczeństwo pożarowe konstrukcji. Obniżone zostają wskaźniki niezawodności i zwiększa się prawdopodobieństwo awarii w wyniku pożaru. Wprowadzenie do obliczeń współczynnika redukcyjnego kmod [7] wpływa na zwiększenie bezpieczeństwa pożarowego dachów o konstrukcji drewnianej w fazie projektowania. Przedstawiono wyniki badań statystycznych obciążeń śniegiem na polskich terenach w postaci parametrów stochastycznych dla rozkładów Poissona, wykładniczego, Gumbela. Parametry te zostały przedstawione dla różnych materiałów drewnianych stosowanych w konstrukcjach dachów – typu drewno lite, sklejka, drewno klejone typu LVL.
Wnioski: Zastosowane metody probabilistyczne oceny bezpieczeństwa pożarowego dachów drewnianych oraz wyniki obliczeń i zaprezentowane wykresy wskazują na konieczność uwzględnienia obniżenia własności mechanicznych elementów drewnianych spowodowanych destrukcją mikrowłókien drzewnych. Zastosowane metody oraz wyniki wykazały konieczność uwzględnienia wpływu obciążeń stałych i zmiennych na bezpieczeństwo dachów drewnianych w warunkach pożaru.
Słowa kluczowe: niezawodność, wytrzymałość drewna, zapas bezpieczeństwa, konstrukcje drewniane, bezpieczeństwo pożarowe
Typ artykułu: oryginalny artykuł naukowy