Load capacity and deflection of fire-resistant steel beams

Skowroński, Wojciech Józef

doi:10.1007/bf01293076

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“…Such large deflections in beams might also lead to loss of fire compartmentation, and thus facilitate the spread of fire between compartments either horizontally or vertically. Therefore, applying the strength limit state alone, which is generally achieved after undergoing large deflections and rotations, to evaluate fire resistance of restrained steel beams, may not reflect realistic assessment of failure [8,9].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

A performance based methodology for fire design of restrained steel beams

Dwaikat

Kodur

2011

Journal of Constructional Steel Research

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

A performance based methodology for fire design of restrained steel beams

Dwaikat

Kodur

2011

Journal of Constructional Steel Research

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“…The definition of critical temperature was firstly proposed by Skowronski [2] based on the design for both ultimate limit state (ULS) and serviceability limit state (SLS). It was concluded that, in most fire situations, the critical temperature in ULS would govern the failure mode; but for long beams as well as beams designed with a large margin of safety for room temperature, they might fail due to an abrupt increase of deflection but the stresses remained small.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Modified Critical Temperatures for Steel Design Based on Simple Calculation Models in Eurocode 3

2015

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Critical temperature is defined as the temperature at which failure is expected to occur in a structural steel member given a uniform temperature distribution and load level. Determination of the critical temperature is a simple but efficient way for structural fire design. This paper proposed a new model which incorporated the buckling, load levels and non-dimensional slenderness to calculate the critical temperature of steel member under fire based on the simple calculation models in Eurocode 3. To advance the application of this new model, design charts for determining the critical temperatures were developed. The design charts showed that the critical temperature decreases with increasing load level, and increases as the buckling curve varies from ''a 0 '' to ''d''. It is also recommended to use higher grade steel in both normal and fire situations. The accuracy of this model was ascertained by comparing with the test results in available literature. The new model gave an average prediction-to-test ratio of 0.980 with a standard deviation of 0.077, indicating conservative and less scattered predictions. The percentage of over-prediction (i.e., prediction-to-test ratio >1.0) was less than 5.8% when the nominal yield strength of steel rather than its test strength was used for predictions. In general, reasonable agreements were obtained between the test results and the predictions.

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Methodik zur Beurteilung des Brandverhaltens von Metallkonstruktionen

Skowroński

2007

Stahlbau

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Im vorliegenden Beitrag wird eine Methodik zur Brandbemessung von Metallkonstruktionen unter Temperatureinwirkung vorgeschlagen, die zeitabhängige Effekte berücksichtigt und gleichzeitig ermöglicht, einen Einfluß der Erwärmungsgeschwindigkeit auf den Tragfähigkeitverlust der Konstruktion zu berücksichtigen. Eine Aufklärung über zeitabhängige Effekte ist unabdingbar, wenn eine Bemessung unter Berücksichtigung von Brandtemperaturanstiegskurven notwendig ist. Solche Differenzierungen wurden international im Eurocode 1 festgelegt, aber sie werden wegen fehlender Methodik zum Tragfähigkeitsnachweis bisher nicht bei der Bemessung von Metallkonstruktionen im Brandfall angewandt. Die Brandbemessung müßte auf einer begründeten Wahl einer konkreten Temperatur-Zeit-Kurve, die mehr oder weniger intensiven Brand beschreibt, und auf konsequent durchgeführten Berechnungen zum Tragfähigkeitsnachweis beruhen, die es ermöglichen den Einfluß der Erwärmungsgeschwindigkeit auf das Verhalten der Konstruktion zu berücksichtigen.Methodology of fire safety analysis of metal structures. The paper presents a unified theory of metal structures at elevated temperature. The theory deals with time effects, which means that the influence of velocity of heating metal structures on the decrease of their load bearing resistance is considered. Defining time effects is indispensable when the analysis of structures with different temperature-time curves of fire is recommended. Such requirements were formulated in Standard Eurocode 1. Due to the lack of implemented methodology of analysis of load bearing resistance, they are not respected while analysing metal structures in fire. Such analyses must be connected with justification of the choice of a temperature-time curve (describing a more or less intensive fire) and calculations carried out consistently according to a theory of load bearing capacity which enables to consider the influence of heating velocity on the structure behaviour. 1 Einführung Es ist allgemein bekannt, daß Metallkonstruktionen im Brandfall einer Verformung unterliegen, ihre Tragfähigkeit verlieren und anschließend zerstört werden. Es besteht ein realer Bedarf, das Brandverhalten von Metallkonstruktionen zu beurteilen. Das Ergebnis einer solchen Beurteilung beeinflußt dann die Art und Weise, wie die jeweilige Konstruktion gegen Brand zu sichern ist. Die Kosten des Brandschutzes sind meistens sehr hoch und können von wenigen bis zu einigen zehn Prozent des Konstruktionswertes betragen. Aus dem Grunde soll der Brandschutz einer Konstruktion optimal geplant werden. All das sind Gründe, weshalb nach einer objektiven Methodik zur Brandbemessung von Metallkonstruktionen gesucht wird. Brände können die Konstruktion mehr oder weniger intensiv erwärmen. Bei einer Brandbemessung wird vorausgesetzt, daß die Konstruktion zerstört wird, wenn sie auf eine bestimmte Temperatur erwärmt wird, deren Größe bemessen werden kann. Wird bei der Bemessung keine Geschwindigkeit der Temperatursteigerung berücksichtigt, so sind die Ergebnisse mit großem Fe...

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Load capacity and deflection of fire-resistant steel beams

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A performance based methodology for fire design of restrained steel beams

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Modified Critical Temperatures for Steel Design Based on Simple Calculation Models in Eurocode 3

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