Deel 2 - Infosteel

Deel 2 : Thermische response 

Partie 2 : Transfert thermique 0 / 44 

Brandweerstand – Opeenvolging gebeurtenissen 

Θ 

belasting 

1 : Ontsteking 

tijd 

Stalen 

ligger 

2 : Thermische belasting 3 : Mechanische belasting 

R 

4 : Thermische 

response 

tijd 

5 : Mechanisch gedrag 

6 : Eventuele instorting 

Deel 2 : Thermische overdracht 1 / 51 

1

Inhoud 

Sectie 1 : 

Sectie 2 : 

Sectie 3 : 

Sectie 4 : 

Inleiding 

Grondslagen & voorbeelden 

Rekenregels voor stalen elementen 

Rekenregels voor staalbetonelementen 

Bijlagen 

Differentiaalvergelijking van Fourier 

Thermische response van stalen contstructie-elementen, bij een 

gelijkmatige temperatruursverdeling 

Tabel-informatie & eenvoudige modellen volgens 

EN 1994.1.2 

Eurocode regels voor de brandwerendheid m.b.t. de thermische 

isolatie van staalplaatbetonvloeren 

Eurocode regels voor de temperatuur in de brandwapening van 

staalplaatbetonvloeren 

Deel 2 : Thermische overdracht 

2 / 51 

Sectie 2 

Thermische overdracht - Grondslagen 

Warmtegeleidingscoefficiënt (= λ) [W/mK] 

Thermische capaciteit (= ρ·c) [kg/m³].[J/kg] 

Warmtecapaciteit (=c) [J/kg] 

Diff. Vgl. getoond voor slechts één richting 

( ρcT 

) 

∂ 

∂t 

⎛ ∂T 

∂⎜λ 

⎝ ∂x 

+ 

∂x 

randvoorwaarden: 

begin voorwaarde: 

⎞ 

⎟ 

⎠ 

= 0 

y 

stroomt binnen en buiten 

via oppervlakte eenheid: 

Temperatuur van het 

lokaal 

q 

z 

Warmte evenwicht 

q + ∆q 

x 

( ρcT 

) 

∆q 

∆ 

+ 

∆x 

∆t 

Wet van Fourier 

∆T 

q = λ 

∆x 

= 0 


3 / 51 

2

Thermische conductiviteit 

Beton en staal 

Warmtegeleiding l [W/mK] 

60 

λ c (W/m K) 

2,0 

50 

NC/ hoogtepunt 

40 

1,5 

Curve te gebruiken 

staal 

30 

1,0 

20 

NC/ laagtepunt 

0,5 

10 

beton 

0 

0 

0 200 400 600 800 1000 1200 0 200 400 600 800 1000 1200 

temperatuur [°C] 

θ c (°C) 


4 / 51 

Specifieke warmte 

Beton en staal 

Warmtecapaciteit ρc [MJ/m 3 ] 

9 

8 

7 

6 

5 

4 

3 

2 

1 

vocht 

beton 

Faze overgang 

kristalomzetting 

staal 

0 

0 200 400 600 800 1000 1200 

temperatuur [ o C] 


5 / 51 

3

Thermisch overdracht 

stalen ligger/betonnen vloer (2D) 

temperatuur [ o C] 

800 

400 

0 

0 60 120 

Tijd min] 


6 / 51 

Temperatuurveld 

Staalplaatbetonvloer (2D) 

1200 

Digitale simulatie 

Te m temperatuur p e tu u r [ 0 C [°C] ] = => 

1000 

800 

600 

400 

200 

0 

G 

F 

E 

D 

C 

B 

A 

0 30 60 90 120 

Tijd [min] Tijd ==> [min] 

Experimentele en theoretische 

resultaten 

A 

B 

C 

D 

E 

F 

G 


7 / 51 

4

Temperatuurveld 

Staalbeton kantligger (3D) 

steel Stalen beam ligger 

brandisolatie 

fire insulation 


8 /51 

Sectie 3 

Rekenregels voor stalen elementen 

Toepassingsgebied 

Niet-beschermde stalen structuren 

Beschermde stalen structuren 

Parameters voor de berekening van de evolutie van de 

temperaturen 

Profielfactor (massiviteit doorsnede) 

Kenmerken voor vermelde brandbescherming 

Niet-genormaliseerde brandvoorwaarden 


9 / 51 

5

Rekenregels voor brandweerstand van stalen 

elementen 

Enkel tegenover de mechanische weerstand 

⇒ draagcapaciteit 

Met uniforme verspreiding van temperatuur 

⇒ concept van de kritieke temperatuur 

Opmerking: zie EN1993-1-2 (vereenvoudigde 

rekenmodellen) 


10 / 51 

Evaluatie van de brandweerstand 

Kritieke temperatuur methode 

Stap 1 : Bepaling van de belasting E fi,d,t ⇒ µ 0 

Stap 2 : Classificatie van het element ⇒ Klasse 1, 2, 3, 4 

Stap 3 : Bepaling van de kritieke temperatuur µ 0 ⇒ θ crit 

Stap 4 : Berekening van de opwarming ⇒ θ a 

Stap 5 : Verificatie van de brandwerendheid ⇒ R 

Stap 6 : Bepaling van de beschermingsdikte 

Θ a Θ, 

Θ a 

µ 

fi 

ISO curve 

= 

N 

N 

Ed ,fi 

Rd 

stap 4 

θ crit 

stap 2 

en 3 

Temperatuur 

staal θ a 

stap 1 

stap 5 

gebruiksfactor 

µ 0 

R 

tijd 


11 / 51 

6

Thermische belasting 

Begrip warmtestroomdichtheid 

. 

h net,d = hnet,c 

+ 

. 

. 

h 

net,r 

Netto warmtestroomdichtheid 

door straling 

Netto warmtestroomdichtheid 

door convectie 

Totale netto warmtestroomdichtheid 

Berekening van het interne temperatuurveld met behulp 

van een thermisch response model 


12 / 51 

Thermische belasting 

Warmte transport aan de verhitte zijde 

Warmtetransport door 

straling: 

Warmtetransport door 

convectie : 

h net.r 

hnet 

,c 

4 

( θ + 273 ) − ( θ + 273) 

) 

4 

= Φεmσ 

r 

m 

= α 

( θ − θ ) 

met: 

θ r : stralingstemperatuur [°C] ⇒ θ r θ g brandmodel 

θ m : oppervlaktetemperatuur [°C] ⇒ thermische respons 

ε m : emissie van de wanden [-] ⇒ staal : 0.7 

α c : convectiecoefficiënt 

⇒ 25 - 50 W/m 2 K 

(afhankelijk van brandmodel) 

Φ : zichtsfactor [-] ≤ 1.0 ⇒ veilig: 1.0 

σ : Constant Stephan Boltzmann = 5.67·10 -8 W/m 2 K 4 

Opm : vereenvoudigd! ; voor meer details : zie EN 1991-1.2 

c 

g 

m 


13 / 51 

7

Thermische overdracht 

Stalen secties 

∂ 

( ρ θ ) 

c p 

∂t 

⎛ ∂θ 

⎞ 

∂⎜λ 

⎟ 

⎝ ∂x 

+ 

⎠ 

= 0 

∂x 

Begin- en 

randvoorwaarden 

d 

θ a = 

dt 

Am 

/ V 

h& 

c ρ 

a 

a 

net, 

tot 

met 

A m : blootgestelde oppervlakte [m 2 /m] 

V : volume van het element [m 3 /m] 

Opm : geldt voor een uniforme verspreiding van de 

temperatuur 


14 / 51 

Evolutie van de temperatuur in de nietbeschermde 

stalen elementen - 

Basisvergelijking 

Legende : 

dθ a Am 

/ V 

= ksh 

h& 

net, 

tot … (1) ∆θ a: stijging van de 

dt caρa 

temperatuur van staal 

∆t: tijdstap 

A m /V profielfactor 

kstaal 

Am 

∆θ 

… (2) 

a = ksh 

( θg 

− θa 

) ∆t 

k staal : Thermische 

caρa 

V 

overdrachtcoefficiënt 

k sh : correctiefactor voor 

schaduweffect 

met 

k 

staal 

= α 

c 

ε 

+ 

m 

4 

( θ + 273) − ( θ 273) 

σ 

g 

a 

⎢⎣ 

⎡ + 

( θ − θ ) 

g 

a 

4 

⎤ 

⎥⎦ 

… (3) 


15 / 51 

8

Schaduweffect 

k sh : Schaduweffect veroorzaakt door lokale barrières voor straling 

door de vorm van de stalen profielen; dus 

profiel, schaduweffect : ja 

profiel, schaduweffect: nee 

In afwezigheid van thermische straling treedt er geen 

schaduweffect op; dus: 

onbeschermde elementen, schaduweffect : ja 

beschermde elementen, schaduweffect : nee 

Voor I-secties : 

k 

sh 

⎛ Am 

⎞ 

= 0, 

9⎜ 

⎟ 

⎝ V ⎠ 

box 

A 

V 

m 

A m 

V 

andere secties: 

k 

sh 

⎛ Am 

⎞ 

= ⎜ ⎟ 

⎝ V ⎠ 

box 

A 

V 

m 

⎛ Am 

⎜ 

⎝ V 

⎟⎠ 

⎞ 

box 


16 / 51 

Temperatuurevolutie in beschermde 

elementen - Basisvergelijkingen 

Am 

/ V 

∆ θa, t = kins 

( θg 

−θa 

) ∆t 

ρ c 

a 

a 

… (1) 

bescherming 

staal 

θ g 

Met de warmteoverdrachtscoefficiënt k ins 

θ m 

λp 

kins 

= kins 

( , ρp, 

cp, 

ρa, 

ca 

) 

d 

… (2) 

p 

θ a 

Opmerkingen: 

Temperatuurverdeling 

(1) θ g - θ m

Temperatuurevolutie in stalen profielen 

Profielfactor A m /V, A p /V (voor respectievelijk onbeklede 

en beklede staalprofielen) 

1000 

ISO brand 

Temperatuur [ o C] 

800 

600 

400 

200 

0 

0 20 40 60 

tijd[min] 

A/V= 50 [m -1 ] 

A/V = 100 [m -1 ] 

A/V = 250 [m -1 ] 

A/V = 100 [m -1 ] 

+ bescherming 


18 / 51 

Temperatuur van het staal en de 

massiviteitsfactor van stalen onbeschermde 

profielen 

Temperatuur [°C] 

Profielfactor A m /V voor onbeklede profielen 

800 

600 

400 

30 minuten 

15 minuten 

200 

0 

0 50 100 150 200 250 300 350 

Profielfactor A m /V (m -1 ) 


19 / 51 

10

Temperatuur van het staal en de 

massiviteitsfactor van stalen onbeschermde 

profielen 

Profielfactor A p /V (voor beklede staalprofielen) 

Temperatuur [°C] 

duur van genormaliseerde brand : 90 min. 

1000 

15 mm 20 mm 25 mm 

800 

35 mm 

600 

45 mm 

400 

55 mm 

200 

0 

0 100 200 300 400 500 

Profielfactor A p /V [m -1 ] 


20 / 51 

Massiviteitsfactor 

Concept 

Onbekleed 

bekleed 

Definitie: relatie tussen “het oppervlak waarlangs warmte aan 

het staal wordt overgedragen” en “ het staalvolume” 


21 / 51 

11

Massiviteitsfactor (A m /V) 

Digitale waarden 

IPE100 387 300 334 247 

HE280A 165 113 136 84 

HE320B 110 77 91 58 

Opmerking: range: ≈ 50-400 [m -1 ] 


22 / 51 

Thermische transportcoëfficiënt 

Stalen beschermde elementen 

Benadering: K ins ≈ λ p /d p (voor een bescherming met lage dichtheid) 

met: 

d p : dikte van het beschermingsmateriaal 

λ p : thermische conductiviteit van het beschermingsmateriaal 

ρ p , c p 

Bepaling λ p :=f(T): door een semi-experimentele methode 

⇒ ENV 13381, deel4 

Opmerking: de waarden van λ p bij omgevingstemperatuur niet 

gebruiken voor de brandberekeningen! 


23 / 51 

12

Karakterisatieproeven 

Bescherming van stalen elementen 

Doel: karakteriseren van de beschermingsmaterialen voor 

stalen structuren – blijft isolatiesysteem “hecht verbonden 

aan de staalconstructie ter bescherming ervan” 

Complicatie : “adhesie et cohesie” 

Methodologie : 

Belaste en onbelaste balken (2 paar) 

Onbelaste kolom (10 x) 

Ref. : ENV 13381-4 

Balk voor de brandproef 

Balk na de brandproef 


24 / 51 

Protectiesystemen tegen brand 

Verschillende mogelijkheden 

spuitlagen 

platen 

opschuimende verven 

hitteschermen 

Ter bescherming van de horizontale elementen ( 

vloeren) 

(ENV 13381-1) 

Te berscherming van verticale elementen ( partities) 

(ENV 13381-2) 

Opm: voor meer informatie over de karakteristieken van 

beschermingsmaterialen, zich wenden tot: 

(a) verslagen van proeven van geagregeerde laboratoria 

(b) informatie van fabrikanten van beschermingsmaterialen 


25 / 51 

13

Euronomogram 

A m 

V 

Voor 

onbeschermd/beschermd 

staal 

Te gebruiken voor de 

predimensionering 

⎛ λ 

⎜ 

⎝ d 

p 

p 

⎞⎛ 

A 

⎟ 

⎜ 

⎠⎝ 

V 

p 

⎟ ⎞ 

⎠ 


26 / 51 

Sectie 4 

Rekenregels voor staalbetonelementen 

Toepassingsdomein en beschikbare modellen 

Thermisch transport van stalen kolommen deels 

ingestort in beton 

Verificatie van het thermische isolatiecriterium voor 


Temperatuur van de extra wapeningstaven in 


Thermisch transport in kokervormige kolommen 

gevuld met beton 


27 / 51 

14

Verschillende varianten voor 

staalbetonvloeren en - liggers 

Vlakke betonplaat 

Of staalplaatbetonvloer met 

Een geprofileerde plaat 

deuvel 

staalprofiel met of zonder 

Brandwerende bekleding 

Wapeningsstaven 

deuvels 

liggers 

vloeren 

Plaat optioneel 

Beugels opgelast 

Op de lijfplaat van 

het profiel 

Wapeningsstaaf 


28 / 51 

Staalbetonkolommen 

Varianten 

(a) (b) (c) 

a: staal omstort met beton (oud ontwerp) 

b: staal met beton tussen de flenzen (R.F. afhankelijk van het 

wapenings %) 

c: met beton gevulde holle profielen 

- zonder wapening (R.F. ong 30 minuten) 

- met wapening (R.F. volgens wapenings%) 


29 / 51 

15

Thermisch transport - staalbetonelementen 

Rekenmodellen 

Niet uniforme verdeling van de temperatuur 

Afhankelijk van aard kunnen ze een dragende en of scheidende 

functie hebben, daarom eisen met betrekking tot 

brandwerendheid: 

draagvermogen 

isolatie 

Vlamdichtheid* (*:nog geen rekenmodellen beschikbaar) 

Opties 

Tabelwaarden → vlakke betonplaten (veelal uit standaard brandproeven) 

Vereenvoudigde rekenmodellen: → staal-betonkolommen met beton 

tussen de flenzen 

geavanceerde rekenmodellen → staalplaat-betonvloeren 

Opm: Referentie: EN 1994-1-2 


30 / 51 


Rekenmodellen 

Tabel-info 

deuvel 

staalprofiel met of zonder 

Brandwerende bekleding 

Vlakke betonplaat 

Of staalplaatbetonvloer met 

Een geprofileerde stalen plaat 

beschikbaar 

thermische 

response analyse 

toegepast in 

eenvoudig model 

Wapeningsstaven 

deuvels 

Ja 

Nee 

Plaat optioneel 

Beugels opgelast 

Op de lijfplaat van 

het profiel 

Wapeningsstaaf 

Nee 

Semi-empirische 

benadering 

Nee 


benadering 


31 / 51 

16


Rekenmodellen 

Tabel-info 

beschikbaar 

thermische 

response analyse 

toegepast in 

eenvoudig model 

Ja 

Geen eenvoudig 

model 

ja 


benadering 

ja 


directe toepassing 

geavanceerd 

thermisch model 

32 / 51 


Berekeningswerkwijze 

Gelijkaardig aan deze van betonnen elementen 

Complicaties door hun vorm 

Rekenregels zijn beschikbaar 

Zie EN 1994-1.2 


33 / 51 

17

Thermisch transport- staalbetonelementen 

Toepassingsvoorbeeld van gevorderde 

modellen 

Temperature (°C) 

1000 

900 

800 

700 

600 

T4 

T3 

T2 

T1 

Calculation 

Test 

2 

1 

500 

400 

3 

300 

200 

4 

100 

Berekende tempertauurverdeling 

0 

0 10 20 30 40 50 60 

Time (min) 

Vergelijking tussen 

experiment en berekening 


34 / 51 

Thermisch transport- staalbetonelementen 

Vereenvoudigde rekenmodellen 

De berekening van de temperaturen wordt uitgevoerd 

met: 

Semi-empirische benadering 

Vereenvoudigde regels opgesteld op basis van 

parametrische studies gebaseerd op systematische 

analyses met gevorderde rekenmodellen 

Directe toepassing van een gevorderd rekenmodel 


35 / 51 

18


Semi-empirirsche benadering 

Staalbetonkolommen gedeeltelijk omhuld met beton 

Doorsnede opgesplitst in 4 delen: 

1. flenzen van het staalprofiel 

2. lijf van het staalprofiel 

3. betondoorsnede tss flenzen 

van het staalprofiel 

4. wapeningsstaven 

Verminderde 

meewerkende sectie 

Voor meer info: zie EN 1994.1.2 

Voor elke component: 

- Gereduceerde sterkte/stijfheid 

op basis van gem. 

Temperatuur van onderdeel 

en 

- Beton en lijfplaat profiel: 

gereduceerde doorsnede 


36 / 51 


Semi-empirirsche benadering 

Staalbetonkolommen gedeeltelijk omhuld met beton 

Toepasbaarheid: 

- Standaardbrand 

- alzijdig verhitting 

- Profielfactor: 

/ ( b + h) 

Am V = 2 

b.h 

Verminderde 

meewerkende sectie 

Voor meer info: zie EN 1994.1.2 

- De gemiddelde temperatuur: 

de noodzakelijke relaties 

hebben een semi-empirisch 

karakter en zijn afgeleid uit 

standaard 

brandwerendheidsproeven 


37 / 51 

19


Benadering met parametrische studie 

Staalplaatbetonvloeren met geribde staalplaat 

Type staalplaat Hoogte staalplaat h 1 

[mm] 

Betonsoort 

zwaluwstaart (6x) 50, 60, 70, 80, 

90, 100, 110, 120 

trapezium (49x) 

Uitgangspunten: 

- Standaard brand aan onderzijde plaat 

- Vorm van de geribde staalplaat in rekening genomen 

- Thermische eigenschappen volgens de Eurocodes 

- Gemiddeld watergehalte : 4% (normaal beton) en 5% (lichtgewicht 

beton) 

Opm: totaal aantal simulaties: 880 

Normaal beton en 

lichtbeton 

volgens Eurocode 4-1-2 


38 / 51 

Typisch temperatuursverdeling van een 

niet verhitte zijde van de vloerplaat 

temperatuur [°C] 

gemiddeld 

Maatgevende brandwerdenheid: 

-∆θ av ≤ 140 ºC 

-∆θ max ≤ 180 ºC 


39 / 51 

20

. 

. 

Staalbetonvloeren 

Verificatie van de thermische isolatie 

Aspecten : 

h 1 

L 2 

L 1 

L 3 

A 

L r 

t f = t f (L 1 , L 2 , …, A/L r , φ) 

h 2 

t f = a 0 + a 1·h 1 + a 2· φ + a 3·A/L r + a 4·1/L 3 + a 5·A/L r·1/L 3 [min] 

met: 

L 1 , L 2 , .. Rib geometrie 

A volume rib 

L r geëxp riboppervlak 

φ zichtfactor 

met: 

a i regressiecoëfficiënten, afhankelijk van brandwerendheid 

(blootstellingstijdspanne aan een genormaliseerde brand) 


40 / 51 

Thermische isolatie van staalbetonvloeren 

Validatie van de vereenvoudigde 

rekenmethode 

1.50 

1.50 

Résistance au feu (règles nouvelle) 

Résistance au feu (modèle avancé) [-] ==> 

1.25 

Unsafe 

1.00 

0.75 

Safe 

0.50 

µ 1.015 

σ 0.073 

30 60 90 120 150 180 210 

Résistance au feu (modèle avancé) [min] ==> 

(a) Nieuwe regel 

Résistance au feu (ENV1994-1-2) 

Résistance au feu (modèle avancé) [-] ==> 

1.25 

1.00 

0.75 

0.50 

Unsafe 

Safe 

µ 0.962 

σ 0.148 

30 60 90 120 150 180 210 

Résistance au feu (modèle avancé) [min] ==> 

(b) Oude regel (ENV) 

a 0 

[min] 

a 1 

[min/mm] 

a 2 

[min] 

a 3 

[min/mm] 

a 4 

[mm min] 

a 5 

[min] 

Normaal beton -28,8 1,55 -12,6 0,33 -735 48,0 


Lichtbeton -79,2 2,18 -2,44 0,56 -542 52,3 

41 / 51 

21


+ 

Weerstand onder een positief moment (M p,Θ ) 

Temperatuur nodig voor het berekenen van (plastisch) moment 

capaciteit staalplaat betonvloeren 

Betonnen druklaag 

(20°C) 

z 

2 

u 2 

u 1 

u 3 

u3 

A 1 

θR 

= c0 

+ c1 

⋅ + c2 

⋅z+ 

c3 

⋅ + c4 

⋅α+ c5 

⋅ 

h L l 

1 

= 

z 

1 

u 

1 

+ 

1 

u 

2 

+ 

1 

u 

3 

r 

α 

De temperatuur in de 

brandwapening heeft een 

belangrijke invloed op M + p,Θ 

Θ r = Θ r (u 1 , u 2 , u 3 ) 

M + p,θ = ∑A r σ y,Θr z 

Opm: De geribde staalplaat kan op significante wijze bijdragen 

tot de draagcapaciteit van de vloerplaat – postief veldmoment. 

3 


42 / 51 


+ 

Weerstand onder een positief moment (M p,Θ ) 

Temperatuur nodig voor het berekenen van (plastisch) moment 

capaciteit staalplaat betonvloeren 

Betonnen druklaag 

(20°C) 

z 

u 2 

u 1 

u 3 

α 

u3 

A 1 

θR 

= c0 

+ c1 

⋅ + c2 

⋅z+ 

c3 

⋅ + c4 

⋅α+ c5 

⋅ 

h L l 

2 

r 

3 

Type 

beton 

Brandwerendheid 

[min] 

c 0 

[ o C] c 1 

[ o C] c 2 

[ o C/mm 0.5 ] c 3 

[ o C/mm] c 4 

[ o C/ o ] c 5 

[ o Cmm] 

Normaal 

beton 

Lichtbeton 

60 1191 -250 -240 -5.01 1.04 -925 

90 1342 -256 -235 -5.30 1.39 -1267 

120 1387 -238 -227 -4.79 1.68 -1326 

30 809 -135 -243 -0.70 0.48 -315 

60 1336 -242 -292 -6.11 1.63 -900 

90 1381 Deel 2 :-240 Thermische overdracht -269 -5.46 2.24 43 -918 / 44 

120 1397 -230 -253 -4.44 2.47 -906 

22

Thermische reactie van de wapeningsstaven 

Validatie van de vereenvoudigde 

rekenmethode 

1.50 

1.50 

Température (ENV1994-1-2) 

Température (modèle avancé) [-] ==> 

1.25 

1.00 

0.75 

0.50 

safe 

unsafe 

350 450 550 650 750 

(a) Oude regel (ENV) 

O 

A 

µ 

σ 

u 1 

α 

1 / 2L 3 

0.913 

0.082 

Température (modèle avancé) [°C] ==> 

H 

S 

Température (règles nouvelles) . 

Temperature (modèle avancé) [-] ==> 

1.25 

1.00 

0.75 

0.50 

safe 

unsafe 

350 450 550 650 750 

Température (modèle avancé) [°C] ==> 

(b) Nieuwe regel 

O 

A 

µ 

σ 

u 1 

1 / 2 L 3 

α 

0.981 

0.032 

H 

S 


44 / 51 

Met beton gevulde staalkolommen 

Brandweerstand 

De eenvoudige rekenregels voor met beton gevulde staalkolommen 

zijn – voor zover het de thermische response betreft – gebaseerd op 

het geavanceerde rekenmodel volgens vergelijking (1), 

Vereenvoudigingen betrekking hebben op het mechanische response 

model. 

Thermische response gebaseerd op de standaardbrand. De 

belangrijkste thermische parameters zijn : 

- De duur van de blootstelling aan de standaardbrand; 

- De geometrie van de dwarsdoorsnede van de staal-betonkolom 

→ geen eenvoudige analytische rekenregels zijn voor de 

brandwerendheid van met beton gevulde staalkolommen. Ofwel: groot 

aantal grafieken of tabellen nodig zijn om de gebruiker te voorzien van 

direct toepasbare ontwerpinformatie. 

Ofwel: software (POTFIRE) 


45 / 51 

23



Ontwerpgrafieken 

Ontwerpgrafieken beschikbaar 

Weinig praktisch 

Behoefte aan gebruikersvriendelijk 

ontwerpgereedschap 

⇒ bijv. POTFIRE 

no. concrete 

rebar 

quality % 

1 C20 1.0 

2 C20 2.5 

3 C20 4.0 

4 C30 1.0 

5 C30 2.5 

6 C30 4.0 

7 C40 1.0 

8 C40 2.5 

9 C40 4.0 

Buckling load (%) 


Buckling length (m) 

46 / 51 



invoer 

uitvoer 

(b) Potfire benadering 


47 / 51 

24

Validatie van POTFIRE (thermisch transport) 

Temperatuur proeven 

1100 

1000 

900 

800 

700 

600 

500 

400 

300 

200 

100 

0 

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 

temperatuur(Potfire) 

hypothesen: 

- α conv = 25 W/m 2 k 

- ε res = 0.7 


48 / 51 

Toepassingsgebied POTFIRE 

Toepassingsgebied voor POTFIRE 

ondergrens parameter bovengrens 

0 kniklengte 13.5 m 

230 mm hoogte dwarsdoorsnede 1100 mm 

230 mm breedte dwarsdoorsnede 500 mm 

0 % wapeningspercentage 6% 

0 min brandwerendheid 120 min 


49 / 51 

25

Staalbetonelementen 

Bepaling van de temperatuursverdeling 

Redelijk Complexe Berekening van het thermisch 

transport 

« Eenvoudige » verificatiemethodes zijn beschikbaar* : 

Tabelwaarden 

Grafieken 

Specifieke software (zoals POTFIRE) 

Alternatief: het gebruik van « gevorderde » 

rekenmodellen 

Gebruikt in ISI 

* De « eenvoudige methodes » hebben een beperkte 

toepasbaarheid ! 


50 / 51 


51 / 51 

26

Deel 2 - Infosteel

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?