Tensile, Compressive and Flexural Strength Reduction of Timber in Fire

Abstract

The present research was dedicated to investigation into the strength of timber structures under fire conditions. Two kinds of timber specimens including oak and pine were used. The carried out investigation covered static tests on tensile strength, compressive strength along the grain, compressive strength perpendicular to the grain and flexural strength. The specimens were tested under the temperatures of 50°C, 100°C, 150°C, 200°C and 230°C. The obtained results show that pine specimens have better properties over the entire temperature range in case of tests on tensile and flexural strength. Also, as for these types of strength, oak specimens show a higher strength reduction rate than those of pine specimens, whereas oak specimens have better properties over the entire temperature ranges in case of compressive strength perpendicular to the grain. Based on statistical analysis, a linear expression of the strength reduction coefficient was proposed.

Straipsnyje nagrinėjami dviejų rūšių medienos stiprumo tyrinėjimo, veikiant aukštai temperatūrai, rezultatai. Tyrimams buvo naudojama ąžuolo ir pušies mediena. Ištirtas aukštos temperatūros poveikis šių medienos rūšių stiprio rodikliams. Tyrimų metu buvo taikyti tokie bandinių bandymo būdai: medienos tempimas išilgai pluošto, gniuždymas išilgai pluošto, gniuždymas skersai pluošto bei lenkimas. Statiniai tyrimai atlikti tokiose temperatūrose: 20°C, 50°C, 100°C, 150°C, 200°C ir 230°C. Tyrimų rezultatai rodo, kad tempiant ir lenkiant pušies mediena pasižymi geresnėmis stiprumo savybėmis visame temperatūrų diapazone. Taikant šiuos bandymo būdus ąžuolo bandinių atspario mažėjimo koeficientai yra didesni negu pušies bandinių. Kalbant apie gniuždymą išilgai pluošto, tai ąžuolo medienos atsparis visame temperatūrų diapazone yra didesnis už pušies. Remiantis statistine analize buvo pateiktas medienos stiprio mažėjimo koeficiento ir temperatūros sąryšis.

Keywords:

• timber
• wood
• fire resistance
• thermal analysis
• strength reduction coefficient
• fire test

Reikšminiai žodžiai:

• mediena
• gniuždymas
• tempimas
• lenkimas
• gaisras
• temperatūra
• stiprio mažėjimas

Additional information

Notes on contributors

Zoja Bednarek

Zoja BEDNAREK. Prof. Dr Sc., the Rector of the Main School of Fire Service in Warsaw, Poland. A member of PN-TT E Polish Maintenance Society. Research interests: the strength of materials and the behaviour of building structures at elevated temperatures. A promoter of Doctoral thesis concerning the problems mentioned above.

Mečislavas Griškevičius

Mečislovas GRIŠKEVIČIUS. A lecturer at the Department of Labour Safety and Fire Protection, Vilnius Gediminas Technical University. Research interests: fire prevention services, organization and implementation of lifesaving work.

Gintas Šaučiuvėnas

Gintas ŠAUČIUVĖNAS. Assoc. Prof. Dr at the Department of Steel and Timber Structures of Vilnius Gediminas Technical University. Research interests: evaluation of the existing steel and timber structures, evaluation of fire resistance to steel and timber structures.