Vuistregels voor de staaltemperaturen in open parkeergarages
P+R NS Station, Elst (MH1 Architecten).
Berekeningen volgens de Richtlijn Brandveiligheid Stalen Parkeergarages van een type parkeergarage dat in de praktijk veel voorkomt, leiden tot vuistregels die de constructeur kan hanteren in een voorontwerp om te beoordelen of de staalconstructie – eventueel met enige overdimensionering op onderdelen – onbeschermd kan blijven.
Het type parkeergarage is een open, natuurlijk geventileerde garage voor het parkeren van personenwagens in circa 5 m diepe dwarsparkeervakken (ca. 5 m diep) aan weerszijden van de circa 5,5 m diepe rijbaan. Hierbij overspannen de vloeren circa 16 m tussen stalen liggers en kolommen.
Typische plattegrond.
Typische doorsnede.
De standaard brandwerendheidseis (zonder bovenbebouwing) bedraagt 60 minuten. Wanneer de kritieke staaltemperatuur ⍬a,cr niet wordt berekend, kan de conservatieve waarde uit de publicatie Veilige waarden voor de kritieke staaltemperatuur worden aangehouden: ⍬a,cr,ligger = 550 °C en ⍬a,cr,kolom = 515 °C.
Deze waarden zijn gebaseerd op 100% uitnutting van de profielen (u.c. = 1,0). Vaak is sprake van lagere uitnutting, waardoor de kritieke staaltemperatuur aanmerkelijk hoger kan zijn. Het heeft daarom de voorkeur om als constructeur de kritieke staaltemperatuur uit te rekenen volgens de NEN-EN 1993-1-2, met als gebruikelijk resultaat dat de staalconstructie – eventueel met enige overdimensionering op onderdelen – onbeschermd kan blijven.
Vuistregels voor de staalconstructie aan de rand van de parkeervakken
Uitgangspunt: 4 brandende auto’s met het hart van de auto’s op 2,5 m van het hart van de liggers en kolommen.
De maximaal optredende staaltemperaturen worden hieronder tabelsgewijs gegeven als functie van de profielfactor [Am/V]box (driezijdige verhitting bij liggers en vierzijdige verhitting bij kolommen), waarbij voor I-en H-profielen het schaduweffect wordt meegenomen (zie de kolommen 5 en 6 van tabel 4.5 in het boek Fire of in deze PDF of in het boek Staalprofielen).
Maximale optredende staaltemperaturen aan de rand van de parkeervakken als functie van de profielfactor [Am/V]box bij variatie van de vrije hoogte onder de vloer hnetto en de breedte van de parkeervakken bvak (voor tussengelegen waarden is interpolatie toegestaan).
Vuistregels voor de staalconstructie aan de rand van de parkeervakken
Uitgangspunt: 1 brandende auto recht onder een ligger.
Maximale optredende staaltemperaturen in een ligger recht boven een brandende auto op een helling- of rijbaan als functie van de profielfactor [Am/V]box bij variatie van de vrije hoogte onder de ligger hnetto (voor tussengelegen waarden is interpolatie toegestaan).
Toepassingsvoorbeeld uit de praktijk
Liggers IPE 360 (S235) aan de rand van de parkeervakken (overspanning 5,0 m). Vrije hoogte onder de vloer hnetto = 2,625 m. De profielfactor [Am/V]box bij driezijdige verhitting volgens kolom 6 van tabel 4.5 in het boek Fire = 122 m-1. Interpoleren uit de tabel levert de maximale optredende staaltemperatuur ⍬a;max = 557 °C. Door de constructeur is de kritieke staaltemperatuur berekend op ⍬a;cr = 625 °C. De liggers voldoen. Zou de conservatieve waarde van ⍬a;cr = 550 °C zijn aangehouden, dan zouden ze net niet voldoen. In dat geval is overdimensionering naar IPE 360 (S355) of IPE 400 (S235) nodig.
Liggers HEB 320 (S235) boven de rijbaan (overspanning 7,5 m). Vrije hoogte onder de ligger hnetto = 2,625 – 0,32 = 2,305 m. De profielfactor [Am/V]box bij driezijdige verhitting volgens kolom 6 van tabel 4.5 in het boek Fire = 58 m-1. Interpoleren uit de tabel levert de maximale optredende staaltemperatuur ⍬a;max = 628 °C. Door de constructeur is de kritieke staaltemperatuur berekend op ⍬a;cr = 621 °C. De liggers voldoen niet. Het herontwerp in HEA 360 (S355) voldoet wel: bij hnetto = 2,625 – 0,35 = 2,275 m, Am/V = 70 m-1 is ⍬a;max = 650 °C < de berekende ⍬a;cr = 780 °C. Zou de conservatieve waarde van ⍬a;cr = 550 °C zijn aangehouden, dan zou extra overdimensionering nodig zijn (HEB 360 (S355)).
Kolommen Kokers 250x12,5. Voor hnetto = 2,625 m en profielfactor [Am/V]box = 1000/12,5 = 80 m-1 volgt bij interpoleren uit de tabel de maximale optredende staaltemperatuur ⍬a;max = 496 °C. Dit is lager dan de conservatieve waarde van ⍬a;cr = 515 °C. De kolommen voldoen.
Door de constructeur is de kritieke staaltemperatuur overigens berekend op ⍬a;cr = 554 °C (b.g.)/ 606 °C (1e verdieping).
