Navrhování konstrukcí na účinky požáru podle EN 1993-1-2 (tepelné vlastnosti materiálu)

Odborný článek

Tento text byl přeložen Google překladačem

Zobrazit původní text

Přídavný modul RF-/STEEL EC3 umožňuje používat v programu RFEM, případně v programu RSTAB, nominální křivky časové závislosti teploty. K tomu účelu se v programu implementují standardní křivka čas-teplota (ETK), křivka vnějšího požáru a uhlovodíková křivka. Z těchto teplotních křivek může přídavný modul vypočítat teplotu v ocelovém průřezu a na základě spočítaných hodnot následně provést posouzení na účinky požáru. V našem příspěvku se budeme zabývat tepelnou odezvou oceli, neboť přímo ovlivňuje výpočet teplot konstrukčního prvku v přídavném modulu RF-/STEEL EC3.

Materiálové vlastnosti konstrukční oceli jsou popsány v EN 1993-1-2 [2] pomocí funkcí, aby bylo možné přesně stanovit hodnotu pro každou vlastnost při každé teplotě.

Teplotní roztažnost

Teplotní roztažnost Δl/l je změna geometrických rozměrů způsobená změnou teploty.

Při 20 ° C ≤ Θa <750 ° C:

$$\frac{\triangle\mathrm l}{\mathrm l}\;=\;1,2\;\cdot\;10^{-5}\;\cdot\;{\mathrm\Theta}_\mathrm a\;+\;0,4\;\cdot\;10^{-8}\;\cdot\;\mathrm\Theta_\mathrm a^2\;-\;2,416\;\cdot\;10^{-4}$$

Při 750 ° C ≤ Θa ≤ 860 ° C:

$$\frac{\triangle\mathrm l}{\mathrm l}\;=\;1,1\;\cdot\;10^{-2}$$

Při 860 ° C <Θa ≤ 1 200 ° C:

$$\frac{\triangle\mathrm l}{\mathrm l}\;=\;2\;\cdot\;10^{-5}\;\cdot\;{\mathrm\Theta}_\mathrm a\;-\;6,2\;\cdot\;10^{-3}$$

Obr. 01 - Teplotní roztažnost oceli

Měrné teplo

Měrná tepelná kapacita ca v J/(kgK) je množství tepla potřebné pro zahřátí jednoho kilogramu materiálu na jeden Kelvin.

Při 20 ° C ≤ Θa <600 ° C:

$${\mathrm c}_\mathrm a\;=\;425\;+\;7,73\;\cdot\;10^{-1}\;\cdot\;{\mathrm\Theta}_\mathrm a\;-\;1,69\;\cdot\;10^{-3}\;\cdot\;\mathrm\Theta_\mathrm a^2\;+\;2,22\;\cdot\;10^{-6}\;\cdot\;\mathrm\Theta_\mathrm a^3$$

Při 600 ° C ≤ Θa <735 ° C:

$${\mathrm c}_\mathrm a\;=\;666\;+\;\frac{13.002}{738\;-\;{\mathrm\Theta}_\mathrm a}$$

Při 735 ° C ≤ Θa <900 ° C:

$${\mathrm c}_\mathrm a\;=\;545\;+\;\frac{17.820}{{\mathrm\Theta}_\mathrm a\;-\;731}$$

Při 900 ° C ≤ Θa ≤ 1 200 ° C:

$${\mathrm c}_\mathrm a\;=\;650$$

Obr. 02 - Specifická tepelná kapacita oceli

tepelná vodivost

Tepelná vodivost λa in W/(mK) popisuje schopnost přenosu tepelné energie prostřednictvím přenosu tepla.

Při 20 ° C ≤ Θa <800 ° C:

$${\mathrm\lambda}_\mathrm a\;=\;54\;-\;3,3\;\cdot\;10^{-2}\;\cdot\;{\mathrm\Theta}_\mathrm a$$

Při 800 ° C ≤ Θa ≤ 1 200 ° C:

$${\mathrm\lambda}_\mathrm a\;=\;27,3$$

Obr. 03 - Teplotní vodivost oceli

Literatura

[1]Eurokód 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 1-1: Obecná pravidla a pravidla pro stavby; EN 1993-1-1: 2005 + AC: 2009
[2] Eurokód 3: Posouzení ocelových konstrukcí - Část 1-2: Obecná pravidla - posouzení požární odolnosti konstrukcí; EN 1993-1-2: 2005 + AC: 2009

Odkazy

Kontakt

Máte dotazy nebo potřebujete poradit?
Kontaktujte prosím kdykoli naši bezplatnou technickou podporu e-mailem, na chatu nebo na fóru anebo se podívejte do sekce často kladených dotazů (FAQ).

+420 227 203 203

info@dlubal.cz

RFEM Hlavní program
RFEM 5.xx

Hlavní program

Program RFEM pro statické výpočty metodou konečných prvků umožňuje rychlé a snadné modelování konstrukcí, které se skládají z prutů, desek, stěn, skořepin a těles. Pro následná posouzení jsou k dispozici přídavné moduly, které zohledňují specifické vlastnosti materiálů a podmínky uvedené v normách.

Cena za první licenci
3 540,00 USD
RSTAB Hlavní program
RSTAB 8.xx

Hlavní program

Program pro statický výpočet a navrhování prutových a příhradových konstrukcí, provedení lineárních a nelineárních výpočtů vnitřních sil, deformací a podporových reakcí.

Cena za první licenci
2 550,00 USD
RFEM Ocelové a hliníkové konstrukce
RF-STEEL EC3 5.xx

Přídavný modul

Posouzení ocelových prutů podle EC 3

Cena za první licenci
1 480,00 USD
RSTAB Ocelové a hliníkové konstrukce
STEEL EC3 8.xx

Přídavný modul

Posouzení ocelových prutů podle EC 3

Cena za první licenci
1 480,00 USD