Indtast et søgeord
Tilbage til forsiden
Sitemap: Sitemap
Printervenlig side Printervenlig side
Forside / Projektering / Brand / Brandmodstandsevne for murværk af tegl

Brandmodstandsevne for murværk af tegl

3. Brandmodstandsevne for murværk
Tabellerne for brandmodstandsevnen er angivet i Anneks B i DS/EN 1996-1-2:2007.
I dette afsnit angives de generelle forudsætninger for anvendelse af tabellerne. Forudsætningerne kan være uddybet og forklaret.
Stemmer enkelte af forudsætningerne, ved den praktiske projektering, ikke overens med de angivne, skal det vurderes, hvorvidt værdierne er gyldige, eller der skal foretages en justering af værdierne. 

h er søjlehøjden (mm)
t er tykkelsen af murværket (mm)
t1 og t2 er tykkelserne af vanger i hulmure (mm)
r er bruttodensiteten af teglstenen (kg/m3)
fb er stentrykstyrken (MPa)

Tallene i tabellen angiver intervallet for den nødvendige tykkelse, relateret til den aktuelle brandmodstandsevne og stentype ved blankt murværk. I praksis bør største værdi anvendes.
Det "kolde" tilfælde refererer til dimensionering i den ikke brandpåvirkede brudgrænsetilstand, mens det "varme" tilfælde refererer til dimensionering af den brandpåvirkede konstruktion.

 

3.2 Byggesten
Byggestenene er opdelt efter gruppe: 1S, 1, 2, 3 eller 4.
I DS/EN 1996-1-1:2006 er de nøjagtige definitioner for gruppe 1, 2, 3 og 4 angivet. Gruppe 1S er defineret i DS/EN 1996-1-2:2007. En af forskellene er hularealerne.

  • I gruppe 1S skal hularealet (lodret) være mindre end 5%
  • I gruppe 1 skal hularealet (lodret) være mindre end 25%
  • I gruppe 2 skal hularealet (lodret) være mindre end 55%
  • I gruppe 3 skal hularealet (lodret) være mindre end 70%
  • I gruppe 4 skal hularealet (vandret) være mindre end 70%

Med (lodret) og (vandret) menes lodrette huller og vandrette huller parallel med synsfladen.

  • Gruppe 1S er typisk massive sten og 3 hul-sten med huller mindre end 22 mm i diameter
  • Gruppe 1 er nogle typer cellesten med få huller
  • Gruppe 2 er andre typer cellesten med flere huller
  • Gruppe 3 er normalt blokke med tyndcellede vægge
  • Gruppe 4 er blokke med vandrette huller (anvendes sjældent i Danmark)

Ct er combined thickness. Ct er godsarealet i ift. det totale areal i et lodret snit af byggestenen parallelt med facaden / den eksponerede flade.

3.3 Mørtler
Den anvendte opmuringsmørtel er en kalkcementmørtel eller en funktionsmørtel. Kalkcementmørtlen skal være KC 60/40/850 eller stærkere. Funktionsmørtlen skal være M1 eller stærkere.


3.4 Slankhedsforhold
For bærende vægge skal h/t ≤ 27.
For ikke-bærende vægge skal h/t ≤ 40.

 

3.5 Bærende og ikke-bærende vægge
En ikke-bærende væg defineres som en konstruktionsdel, der kan fjernes uden at bygningens eller dele af bygningens stabilitet forringes. Dette kan fx være en skalmur på en bagmur, der alene kan optage alle aktuelle laster. En skillevæg uden lodret last, som indgår i det stabiliserende system med hensyn til optagelse af vandrette laster ved skivevirkning defineres som en bærende væg.
Det ses, at grænsen mellem bærende og ikke bærende vægge er "flydende" og i en række grænsetilfælde bør anlægges en ingeniørmæssig vurdering.

 

3.6 Korte bærende vægge
Værdier for kombinationer af nødvendig længde og tykkelse for korte, bærende, ikke-adskillende vægge mindre end 1,0 m (kriterium R) er angivet i tabellerne N.B 1.4 til N.B 4.4 for de forskellige typer byggesten.

Tilsvarende er værdier for nødvendig tykkelse af vægge større end eller lig med 1,0 m angivet i tabellerne N.B 1.3 til N.B 4.3.

Tabellerne N.B 1.3 og N.B 1.4 er for byggesten af tegl og tabellerne N.B 4.3 og N.B 4.4 er for byggesten af porebeton.

Det afgørende er således, om væggens længde eller ækvivalente længde er mindre end eller større end /lig med 1,0 m, idet forskellige tabeller skal anvendes.

Forholdene for sammenbyggede og ikke sammenbyggede vægge er ikke tydeligt angivet i DS/EN 1996-1-2:2007. Efterfølgende er en uddybning angivet.

 

3.6.1 Korte vægge sammenbygget med øvrige vægge. Sum af længder.
Forskellige situationer er angivet efterfølgende:



Væggene kan være afsluttet ved en dør, højt vindue, dilatationsfuge eller anden form for fri kant.

For indledningsvis at afgøre hvilken tabel, det er relevant at anvende, skal længden af den betragtede vægformation bestemmes. Dette gøres simpelt ved at addere de enkelte vægges dellængder, således at en samlet længde kan bestemmes.

Dvs. Lsamlet = L1 + L2 + L3 +

Er Lsamlet større end eller lig med 1,0 skal tabellerne N.B 1.3 til N.B 4.3 anvendes
Er Lsamlet  mindre end 1,0 skal tabellerne N.B 1.4 til B 4.4 anvendes

 

3.6.2 Korte vægge sammenbygget med øvrige vægge. Ækvivalent tykkelse.
Betragtes igen de 3 situationer I til III angivet ovenstående, kan en mere nøjagtig beregning foretages ved at bestemme den ækvivalente tykkelse. Den ækvivalente tykkelse er defineret ved at give samme stivhed (dvs inertimoment) for et rektangulært tværsnit som den aktuelle vægformation.
Rent praktisk kan tabel 5.1 i DS/EN 1996-1-1:2006 anvendes. Dette er illustreret efterfølgende for vægformation I og II.

Alle tykkelser regnes lig 100 mm

Vægformation I.

L1  = 200
L2  = 800

Indgang i tabel 5.1:
Lodret ”pier spacing”/”pier width” : 800/100  = 8  
Vandret ”pier depth”/ ”wall thickness” : 200/100 = 2

Fra tabel 5.1 fås en forøgelses-faktor på 1,3.
Dvs vægformationen svarer til en rektangulær væg med:

Længde  = 800 mm
Tykkelsen  = 1,3 × 100  = 130 mm

Disse værdier anvendes ved indgang i tabellerne N.B 1.4 til N.B 4.4

Vægformation II.

L1  = 300
L2  = 800
L3  = 200

Indgang i tabel:
Lodret ”pier spacing”/”pier width” : 800/2 / 100   = 4   
Vandret ”pier depth”/ ”wall thickness” : (200 + 300)/2 / 100 = 2,5

Fra tabel 5.1 fås en forøgelses-faktor på 1,7. Dvs vægformationen svarer til en rektangulær væg med:

Længde  = 800 mm
Tykkelsen  = 1,7 × 100  = 170 mm

Disse værdier anvendes ved indgang i tabellerne N.B 1.4 til N.B 4.4

Vægformation III.

L1  = 450
L2  = 450

Her vil det ikke være relevant at anvende tabel 5.1, da væggens geometri går ud over grænserne.

I stedet anvendes følgende fremgangsmåde:
Inertimomentet om den svageste akse (I(eta)) bestemmes:
Iy  = (1/12) × 100 × 4503 + (1/12) × 450 × 1003
 = 7,96 × 108

I(eta) = 0,41 × Iy
 = 3,26 × 108

På baggrund af dette inertimoment bestemmes den ækvivalente tykkelse for et rektangulært tværsnit:

I(eta) = 3,26 × 108
 = (1/12) × 450 × tækv3

tækv = 206 mm
l = 450 mm4

Disse værdier anvendes ved indgang i tabellerne N.B 1.4 til N.B 4.4 

 

3.6.2 Korte, enkeltstående vægge
Såfremt væggen er kort og ikke sammenbygget med tværvægge, kan det være vanskeligt at opnå fornøden bæreevne med de typisk forekommende vægtykkelser.

I denne situation er der 2 muligheder:
- Dimensionerne ændres således, at væggen bliver cirka 1,0 m
- Den konstruktive udformning ændres således, at væggen bliver ikke-bærende (evt kun i brand tilfældet). Dette er illustreret på efterfølgende skitse.


I en bærende hovedskillevæg er placeret 2 åbninger til døre. Bredden af vægfeltet herimellem er 468 mm. En tværgående væg til den aktuelle korte væg udformes som en let, flytbar væg, hvorved det aktuelle vægfelt skal betragtes som enkeltstående.

Vægtykkelsen er 100 mm. Kravene i tabellerne N.B 1.4 til N.B 4.4 kan ikke overholdes. Det vil sige, det korte vægfelt kan ikke være bærende i brandtilfældet.

Løsningen kan udformes med en bjælke, der i det ”kolde” tilfælde er understøttet 3 steder, mens bjælken i det ”varme” tilfælde regnes understøttet 2 steder, altså kun i enderne, hvorved det korte vægfelt ikke bliver bærende i det ”varme” tilfælde.

I praksis skal bjælken forsynes med ens over- som underside armering, men den kraftigt reducerede nyttelast i brandtilfældet kan i mange tilfælde muliggøre den viste løsning.

 

3.7 Pudsede vægge
Ved pudsede vægge skal pudstykkelsen være minimum 10 mm, såfremt værdierne i "nederste" række i tabellerne anvendes ved dimensioneringen. Som puds skal anvendes brandbeskyttende mørtel. Brandbeskyttende mørtel er en mørtel med et lavt varmeledningstal. Det kan være en gipsmørtel med sand af ekspanderede og meget lette mineraler som perlit og vermiculit som tilslagsstof. Pudsen skal fastholdes med armeringsnet, som foreskrevet af producenten. Gipspuds skal være i overensstemmelse med EN13279-1. Andre type skal være Lw eller T i overensstemmelse men EN998-1.
Er der i konstruktionen anvendt ikke-brandhæmmende puds kan dette medtages ved at betragte muren som blank mur med den aktuelle tykkelse (fx 2x 8 mm puds på en 228 mm helstensvæg kan betragtes som en 244 mm væg, når værdierne i "øverste række" i tabellerne betragtes).

 

3.8 Murværk med ikke-fyldte studsfuger
Planslebne byggesten
Såfremt studsfugerne er 2-5 mm kan værdierne i tabellen anvendes, såfremt der er et pudslag på den ene side på min. 1,0 mm. Er de ikke-fyldte studsfuger mindre end 2 mm kan tabellerne umiddelbart anvendes.
Byggesten med fjer og not samlinger
Er de ikke-fyldte studsfuger mindre end 5 mm kan tabellerne umiddelbart anvendes. 

 

3.9 Understøtningsforhold
I de efterfølgende betragtninger angives en række forudsætninger til sammenbygninger med andre elementer og understøtningsforhold i øvrigt.

 

3.9.1 Væg – væg
Skal et vægfelt regnes for understøttet langs de lodrette kanter, skal samlingen være udført i forbandt. 

    Vandret snit. Lodrette understøtninger af vægfeltet skal være muret i forbandt med tværvæggen.

 

3.9.2  Væg – dæk
Væggen regnes ved bunden placeret på pap eller mørtelfuge.
Ved toppen af bærende vægge regnes dækket ligeledes placeret på en mørtelfuge eller pap.
 
Understøtninger ved top og bund af bærende væg. For ikke bærende vægge skal toppen være forankret med bindere, vinkelbeslag eller andet, der sikrer den fornødne optagelse af vandrette reaktioner. Det forudsættes her, at der er anvendt en samlingstype, der besidder den nødvendige brandmodstandsevne.
 

Eksempel på understøtninger ved top og bund af ikke-bærende væg.

 

3.10     Hulmure
Hulmure regnes i princippet at kunne udformes på efterfølgende viste 4 principielle måder.
 

Hulmure. Forskellige tilfælde.
Tilfælde 1
Begge vanger er påvirket af lodret last i samme størrelsesorden og tykkelserne af vangerne er i samme størrelsesorden. Brandmodstandsevnen for denne type hulmur regnes lig brandmodstandsevnen for en enkeltstående væg med en tykkelse t lig summen af de 2 vangers tykkelser:
t = t1 + t2
Det forudsættes her, at der ikke i hulmuren er brandbart materiale.
Tilfælde 2
Kun en vange er påvirket af en nævneværdig lodret last. Denne vanges bæreevne bliver forøget på grund af den afstivende effekt fra den ubelastede vange. Konstruktionen er beskrevet i separate tabeller.
Tilfælde 3
I et typisk byggeri spænder dækkene kun i en retning, hvorved nogle vægkonstruktioner ikke er påvirket af nogen nævneværdig lodret last. I dette tilfælde udregnes brandmodstandsevnen som summen af brandmodstandsevnen af hver væg (dog max 240 min.).
Tilfælde 4
Dette er i henhold til DS/EN 1996-1-1:2006 ikke en hulmur, da der ikke er nogen bindere til at sikre samme udbøjningsfigur for de 2 vægge, men er her medtaget for fuldstændighedens skyld. I denne type konstruktion skal de enkelte vægge dimensioneres separat. Det vil sige, hvis der stilles et REI-60 krav til de bærende konstruktioner generelt, skal begge vægge, uafhængigt af hinanden, opfylde dette krav.

 

3.11 Bindere
Der stilles ikke noget specielt krav til antallet af bindere, idet det forudsættes at antal og placering er bestemt ud fra dimensioneringen i det kolde tilfælde, hvilket giver de største forankringskræfter. Med hensyn til materialevalg er dette beskrevet i næste afsnit.

 

3.12 Stålsøjler, efterspændte stænger og bindere i hulmure
Påvirkningen af disse konstruktionsdele kan vurderes ud fra kravet til bærende, adskillende vægge, hvor kravet er, at temperaturforøgelsen på den ikke-brandpåvirkede side af muren maksimalt må være 140°C i gennemsnit. Kravet er beskrevet i afsnit 2 - brandtekniske begreber.

 

3.12.1 Stålsøjle
En stålsøjle er typisk placeret centralt i hulmuren og adskilt fra for- og bagmuren med fx 10 mm polystyren eller andet trykfast isolering, som illustreret på efterfølgende detalje.
 
 

Brandteknisk forhold for stålsøjle i hulrum
Teoretiske beregninger viser, at temperaturen på den brandpåvirkede vanges bagside er 104 ° C. Tages eventuelle dårligt udfyldte fuger med i betragtningerne skønnes en maksimal værdi på 140 ° C som illustreret på ovenstående figur.
Ud fra konstruktionsudformningen, de typiske samlingsdetaljer og de aktuelle temperaturer vurderes, at gennemsnitstemperaturen i søjlens tværsnit maksimalt bliver 100°C i brandsituationen.
Flydespændingen bliver kun reduceret med 7-8 % ved en temperatur på 140 ° C og da vindlasten normalt kun ansættes til en 1/6 af vindlasten i det kolde tilfælde, regnes der ikke med, at dette forhold er kritisk.

 

3.12.2 Efterspændt murværk
Det efterspændte murværk består bl.a. af en Ø15 stang der, for at hindre korrosion, er omsluttet af et plastrør. Stangen og røret er centralt placeret i hulmuren eller umiddelbart op ad formuren.
I brandsituationen vil det omsluttende plastrør muligvis blive beskadiget, men temperaturstigningen i stangen vil givetvis blive væsentlig lavere end 100°C, hvorved der af samme årsager som for stålsøjlen (behandlet i foregående afsnit), ikke regnes med nogen forringelse af de konstruktive forhold i hulmuren.

 

3.12.3 Bindere
Bindere vil normalt bestå af plast, tinbronze eller stål.

 

3.12.3.1 Plastbinder
Bæreevnen af en plastbinder må formodentlig regnes at være stærkt reduceret med temperaturer på 140°C på bagsiden af den brandpåvirkede vange.

 

3.12.3.2 Tinbronzebinder
Materialeparametrene for tinbronzebindere er ikke kendte, men det skønnes, at de er mere temperaturfølsomme end stål.

 

3.12.3.3 Stålbindere
Temperaturen i stålbinderen skønnes til 400 ° C under brandbelastningen.
I brandsituationen vil der dog altid være træk i binderne (se efterfølgende figur), hvilket betyder, at de parametre, der har betydning for trykbæreevnen og deformationerne, ikke er relevante i denne vurdering.
Trækbæreevnen i selve binderen kan beregnes ud fra flydespændingen, som ved 400°C er reduceret til 42 % af værdien ved 20 ° C.
Forankringsstyrken er afhængig af mørtlens trykstyrke og specielt vedhæftningsstyrken i fugen. Vedhæftningsstyrken ved disse temperaturer er i indledende forsøg fundet til 10 – 30 % af værdien ved 20 ° C.
På baggrund af ovenstående analyse vurderes at tabellerne vedrørende kombinationsvægge bør strammes op i forhold til de nuværende krav i DS/EN 1996-1-2:2007 til mørtlen, hvor det blot er forudsat at det er en "general purpose mortar". Kravet strammes som angivet i afsnit 3.3, således at tabellerne kun er gældende for receptmørtler KC 60/40/850 eller stærkere samt funktionsmørtler M1 eller stærkere. Disse mørtler vil give en forankringsstyrke af indmurede bindere, som er væsentlig større end de ringeste "general purpose mortars"


Træk i bindere ved brandbelastning af hulmur

  1. Værdierne i de aktuelle tabeller i DS/EN 1996-1-2:2007 er alle bestemt på baggrund af forsøg og analyser, hvor der er anvendt og forudsat 2-sidigt understøttede vægfelter. Dvs. vægfelter der er understøttet foroven og forneden, og fri ved begge lodrette kanter.
    Denne fremgangsmåde anvendes sædvanligvis i forbindelse med forsøg og analyser indenfor brandtekniske forhold, idet problematikken derved kan holdes på et 2-dimensionelt niveau.
    I praktisk projektering forekommer den slags 2 dimensionale tilfælde dog sjældent i forbindelse med dimensionering af trykpåvirkede vægfelter. Oftest er et givet vægfelt understøttet af en eller to lodrette tværvægge, eller anden form for lodret understøtning (fx stålsøjler), hvorved søjlehøjden kan reduceres.
    I brandsituationen ændres materialeparametrene som funktion af temperaturen, men den statiske virkemåde, og andre fysiske love i øvrigt, forbliver naturligvis uændret. Det vil sige, at de generelle regler for reduktion af søjlehøjden følgelig kan anvendes i brandtilfældet. Disse regler er angivet i DS/EN 1996-1-1:2006 afsnit 5.5.1.2 Effektiv højde af murværk, og er illustreret i de efterfølgende eksempler i afsnit 4.

 

3.14  Åbninger i vægfelter
Ved vurdering af vægfelters understøtningsforhold og reduktion i søjlehøjder skal der tages hensyn til eventuelle åbninger i vægfelterne i form af vinduer og døre. Som i det kolde tilfælde er det ikke muligt at angive generelle retningslinier, og forholdene må i det enkelte tilfælde betragtes ud fra en ingeniørmæssig vurdering, hvor det eksempelvis skønnes, at mindre vinduer ikke har den store effekt i forbindelse med reduktion af søjlehøjden, når et vægfelt betragtes som et 4-sidigt understøttet vægfelt, mens fx døråbninger, der næsten skærer et vægfelt over, må betragtes som en fri kant.

 

3.15 Udnyttelsesgrader.
Bæreevnen og brandmodstandsevnen er afhængig af udnyttelsesgraden for det enkelte vægfelt. Værdien (alfa) i tabellerne angiver udnyttelsesgraden.
Såfremt udnyttelsesgraden fra det "kolde tilfælde" anvendes, er dette normalt konservativt, da der her kan regnes med "fuld" vind og maksimal partialkoefficient på lasterne. En nøjagtig bestemmelse af udnyttelsesgraden fås ved at gennemregne konstruktionen i brandtilfældet.
For vægfelter hovedsageligt påvirket af vindlaster parallel med vægplanen (skiver), defineres udnyttelsesgraden ud fra spændingerne i et vandret snit. Udnyttelsesgraden (U) defineres her som:
U = (taktuel/td)2 + (saktuel/sd )2
hvor index d angiver den tilladelige regningsmæssige spænding.

Udarbejdet af Teknologisk Institut, Murværk for Danske Tegl
Kontakt webmaster | Ansvar