Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Temperature distribution and charring penetrations in timber assemblies exposed to parametric fire curves: Comparisons between tests and TASEF predictions
Luleå tekniska universitet, Institutionen för samhällsbyggnad och naturresurser, Byggkonstruktion och brand.
Luleå tekniska universitet, Institutionen för samhällsbyggnad och naturresurser, Byggkonstruktion och brand.
2017 (Engelska)Självständigt arbete på grundnivå (yrkesexamen), 10 poäng / 15 hpStudentuppsats (Examensarbete)
Abstract [en]

Four furnace tests have been performed using two different parametric fire curves and the results are compared with computer simulations and Eurocode calculations. What differentiates the parametric fire curve from other fire curves is in particular the cooling phase, something that has proven to be hard to model for timber structures.

A literature study and computer simulations were followed by experimental work performed at SP Wood Building Technology in Stockholm. The computer simulations were performed using the computer code TASEF. The predictions from TASEF were compared with measurements from the fire tests to evaluate how well the program can predict temperature distribution using a parametric fire curve.

The four fire tests were executed at SP Wood Building Technology, glued laminated timber beams were used in all tests. When preparing the test specimens thermocouples were installed to measure temperature distribution, the thermocouples were installed in drilled holes. A deviation study regarding these drill-holes was performed as a part of the preparations. The temperature distributions measured during the tests were compared with the temperature distribution predicted by TASEF.

Charring rate and charring depth were obtained from the fire tests, from the TASEF simulations but also by using equations given in the Eurocode. Since TASEF simulates temperature distribution and not charring depth, the 300 °C isotherm was assumed to represent the charring depth. The results from all three methods were compared and evaluated.

The agreement between experiments and TASEF predictions regarding temperature distribution and charring depth were in general very good. Parametric fire curves with opening factors of 0.02 m1/2 and 0.04 m1/2 were used in four fire tests. TASEF performed more accurate predictions regarding the temperature distribution for the small opening factor but looking at the charring depth the predictions were better for the bigger opening factor. It is recommended to perform further studies and find out the reason for this behaviour.

Comparing the charring depths measured at the tests with values calculated using Eurocode 5 there were some differences in charring depths. Charring depths for the horizontal direction of the beams were much alike, but when comparing the charring depths for the vertical direction there is a significant difference. The equations regarding charring depth for wood exposed to parametric fire curves in Eurocode 5 underestimate the charring depth. It is recommended to evaluate these equations further.

For one of the timber beams delamination occurred, this has previously been assumed not to occur to glued laminated beams. More studies should be performed regarding delamination of glued laminated beams exposed to fire.

Abstract [sv]

Fyra brandtester i en brandprovningsugn har genomförts med två olika parametriska brandkurvor och resultatet har jämförts med datorsimuleringar och Eurocode-beräkningar. Det som särskiljer parametriska brandkurvor från andra brandkurvor är nedkylningsfasen, något som har visat sig svårt att modellera för träkonstruktioner.

Litteraturstudier och datorsimuleringar följdes av experimentellt arbete som utfördes vid SP Träbyggande och Boende i Stockholm. Datorsimuleringarna har utförts med datorkoden TASEF. Simuleringsresultat från TASEF jämfördes med mätningar från brandtesterna för att utvärdera hur bra TASEF kan förutse temperaturdistributionen då en parametrisk brandkurva används.

De fyra brandtesterna förbereddes och utfördes på SP Träbyggande och Boende, limträbalkar användes i samtliga tester. När testbalkarna förbereddes inför brandtesterna installerades termoelement för att mäta temperaturdistributionen. Termoelementen installerades i borrhål. Som en del av förberedelserna gjordes en avvikelsestudie för dessa borrhål. Temperaturdistributionen som uppmättes under testerna jämfördes med temperaturdistributionen från TASEF-simuleringar.

Från brandtester, TASEF-simuleringar och från ekvationer i Eurocode erhölls förkolningshastighet och förkolningsdjup. Eftersom TASEF simulerar temperaturer och inte förkolningsdjup användes 300 °C isotermen som då antogs representera förkolningsdjupet. Resultatet från alla tre metoder jämfördes och utvärderades.

Generellt stämde temperaturdistributionen och förkolningsdjupen från TASEF-simuleringarna väldigt bra överens med de experimentella resultaten. Under testerna användes parametriska brandkurvor med öppningsfaktorer av 0.02 m1/2 och 0.04 m1/2. TASEF simulerade mer noggranna resultat gällande temperaturdistributionen för kurvan med den lägre öppningsfaktorn medan simuleringar för kurvan med den högre öppningsfaktorn gav bättre resultat för förkolningsdjupet. Det rekommenderas att göra fler studier för att ta reda på anledningen till detta beteende.

Genom att jämföra förkolningsdjup som uppmättes efter brandtesterna med beräknade värden från Eurocode förekom vissa skillnader. Förkolningsdjup för bredden av balkarna var likartade, medan förkolningsdjupet för höjden av balkarna hade en signifikant skillnad. Ekvationerna i Eurocode underskattade förkolningsdjupet, det rekommenderas därför att utvärdera dessa ekvationer ytterligare.

För en av limträbalkarna inträffade delaminering, detta har tidigare antagits vara osannolikt för limträbalkar. Fler studier borde utföras angående delaminering av limträbalkar exponerade för parametriska brandkurvor.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
2017. , s. 119
Nyckelord [en]
TASEF, Delamination, Timber beams, Parametric fire curves, Fire tests, Charring, Eurocode
Nyckelord [sv]
TASEF, Delaminering, Träbalkar, Parametriska brandkurvor, Brandtester, Förkolning, Eurocode
Nationell ämneskategori
Samhällsbyggnadsteknik
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:ltu:diva-62725OAI: oai:DiVA.org:ltu-62725DiVA, id: diva2:1085073
Externt samarbete
SP
Utbildningsprogram
Brandingenjör
Handledare
Examinatorer
Tillgänglig från: 2017-04-04 Skapad: 2017-03-27 Senast uppdaterad: 2017-04-04Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

fulltext(5845 kB)284 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT01.pdfFilstorlek 5845 kBChecksumma SHA-512
bce73131bd3ab734775eecf5466905617c5c2163f83ec698918df0787fe59130ea1295301ed6205a2ff033f8b1b4ab43451c46f19ba62312ecbb27a4665d2b13
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Andersson, IsacEk, Niklas
Av organisationen
Byggkonstruktion och brand
Samhällsbyggnadsteknik

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 284 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

urn-nbn

Altmetricpoäng

urn-nbn
Totalt: 488 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf