Posouzení požární odolnosti ocelových prutů v programu RFEM 6

Odborný článek z oblasti statiky za použití softwaru Dlubal

  • Databáze znalostí

Odborný článek

Tento text byl přeložen Google překladačem

Zobrazit původní text

Ocel má z hlediska požární odolnosti špatné tepelné vlastnosti. Teplotní roztažnost při zvyšující se teplotě je ve srovnání s jinými stavebními materiály velmi vysoká a může vést k účinkům v důsledku vynuceného přetvoření konstrukčního prvku, které se při posouzení za normální teploty nevyskytly.

Se zvyšující se teplotou roste duktilita oceli, zatímco pevnost oceli klesá. Protože ocel ztrácí při teplotě 600 °C 50% své pevnosti, je důležité konstrukční prvky před účinky požáru chránit. U chráněných ocelových konstrukčních prvků lze prodloužit dobu požární odolnosti díky lepšímu chování při zahřívání.

Posouzení požární odolnosti v programu RFEM 6

V programu RFEM 6 je možné definovat konfiguraci požární odolnosti pro posouzení oceli pomocí tabulek znázorněných na obrázku 1 a pomocí mimořádné návrhové situace pro posouzení požární odolnosti. Rozhodující účinek této návrhové situace se pak porovná s návrhovou únosností při požární teplotě a výsledkem je využití, které musí být menší než 1, aby bylo posouzení splněno. Návrhová hodnota únosnosti se získá snížením meze kluzu v důsledku zvýšené teploty, kde redukční součinitel závisí na teplotě oceli θa na konci požadované doby požární odolnosti a interpoluje se z [1], tabulky 3.1.

Parametry posouzení požární odolnosti v programu RFEM 6

Parametry posouzení požární odolnosti v programu RFEM 6 lze upravit v příslušném dialogu na obrázku 2. Pokud má být analyticky zadána konečná teplota, musí být stanovena požadovaná doba požární odolnosti a časový interval analýzy.

Teplota oceli θa na konci požadované doby požární odolnosti tf,req se získá výpočtem přírůstku teploty oceli Δθa v každém časovém kroku analýzy podle vzorce 8. Teplota oceli v dalším časovém kroku se stanoví ze součtu teploty oceli v předchozím kroku a ohřevu Δθa do okamžiku t, v kterém se získává rozhodující teplota oceli.

Vzorec 8

Δθa,t = ksh · AmVca · ρa · h·net,d · Δt

[1] (4,25)

Kde:

ksh - opravný součinitel zastínění

Am/V - součinitel průřezu (poměr plochy nechráněného povrchu k objemu)

ca - měrná tepelná kapacita

ρa - hustota oceli

Δt - časový krok

hnet, d - čistý tepelný tok

Parametry posouzení, které mají vliv na výpočet konečné teploty, je třeba stanovit v konfiguraci požární odolnosti, která je znázorněna na obrázku 2. Musí se zde stanovit počet stran průřezu, které jsou vystaveny účinkům požáru, protože ten ovlivňuje stanovení součinitelů průřezu podle [1] tabulky 4.2 a tabulky 4.3.

Dále je třeba vybrat teplotní křivku pro stanovení teploty plynu. Na výběr jsou tři křivky: normová teplotní křivka (ETK), křivka vnějšího požáru a uhlovodíková křivka (obrázky 3 až 5). Na základě těchto grafů může program stanovit teplotu plynu.

Polohový faktor, emisivita ocelového prutu a emisivita ohně jako faktory pro stanovení čistého toku podle [1][2] jsou přednastaveny programem, ale uživatel je může upravit pro specifické podmínky. Příznivý účinek žárového zinkování konstrukčních prvků lze zohlednit také při stanovení teploty oceli pomocí volby "Pozinkovaná plocha z uhlíkových ocelových prutů". Obecně se uvažuje spodní emisivita povrchové plochy εm, lim až do mezní teploty. Za vyšších teplot se naopak zohledňuje povrchová emisivita uhlíkové oceli (εm ).

Pokud jsou ocelové prvky chráněny proti účinkům požáru, měl by uživatel vytvořit novou konfiguraci požární odolnosti a přiřadit ji těmto prvkům. Parametry požární ochrany, jako je typ ochrany, hustota, tepelná vodivost, měrné teplo a tloušťka ochrany, je možné snadno definovat, jak je znázorněno na obrázku 6. Tímto způsobem lze definovat různé konfigurace požární odolnosti a přiřadit je různým konstrukčním prvkům. Tyto konfigurace se mohou lišit nejen z hlediska parametrů ochrany, ale také z hlediska všech ostatních výše uvedených parametrů požární odolnosti.

Pokud uživatel upřednostňuje zadat konečnou teplotu ručně, nikoliv analyticky, jak je popsáno v předchozím textu, je možné učinit tak způsobem znázorněným na obrázku 7.

Využití z hlediska požární odolnosti

Po výpočtu Posouzení ocelových konstrukcí se v tabulce Výsledky zobrazí i využití na prutech z hlediska požární odolnosti, jak je znázorněno na obrázku 8. I zde lze zobrazit detaily posudku spolu s odkazy na rovnice a tabulky použité pro posouzení (obrázek 9).

Autor

Irena Kirova, M.Sc.

Irena Kirova, M.Sc.

Marketing a péče o zákazníky

Ing. Kirova je ve společnosti Dlubal zodpovědná za tvorbu odborných článků a poskytuje technickou podporu zákazníkům.

Klíčová slova

Posouzení požární odolnosti Požární odolnost Navrhování konstrukcí na účinky požáru

Literatura

[1]   EN 1993-1-2 (2006): Eurokód 3: Navrhování ocelových konstrukcí - Část 1-2: Obecná pravidla - Navrhování konstrukcí na účinky požáru
[2]   EN 1991-1-2 (2002): Eurokód 1: Zatížení konstrukcí - Část 1-2: Obecná zatížení - Zatížení konstrukcí vystavených účinkům požáru 

Napište komentář...

Napište komentář...

  • Navštíveno 535x
  • Aktualizováno 12. ledna 2022

Kontakt

Kontakt na Dlubal Software

Máte další dotazy nebo potřebujete poradit? Kontaktujte nás prostřednictvím naší bezplatné e-mailové podpory, chatu nebo na fóru, případně využijte naše FAQ, které máte nepřetržitě k dispozici.

+420 227 203 203

[email protected]

Online školení | Anglicky

RFEM 6 | Studenti | Úvod do posouzení železobetonových konstrukcí

Online školení 19. května 2022 16:00 - 17:00 CEST

Online školení | Anglicky

Eurokód 2 | Betonové konstrukce podle DIN EN 1992-1-1

Online školení 25. května 2022 8:30 - 12:30 CEST

Online školení | Anglicky

RFEM 6 | Studenti | Úvod do Posouzení dřevěných konstrukcí

Online školení 25. května 2022 16:00 - 17:00 CEST

Geotechnická analýza v programu RFEM 6

Geotechnická analýza v programu RFEM 6

Webinář 26. května 2022 13:00 - 14:00 CEST

Online Training | Czech

RFEM 6 | Bezplatné základní školení

Online školení 31. května 2022 9:00 - 11:30 CEST

Online školení | Anglicky

RFEM 6 | Dynamická analýza a seizmické posouzení podle EC 8

Online školení 9. června 2022 8:30 - 12:30 CEST

Online školení | Anglicky

Eurokód 5 | Dřevěné konstrukce podle DIN EN 1995-1-1

Online školení 15. června 2022 8:30 - 12:30 CEST

Analýza spektra odezvy v programu RFEM 6 podle ASCE 7-16

Analýza spektra odezvy v programu RFEM 6 podle ASCE 7-16

Webinář 5. května 2022 14:00 - 15:00 EST

Webové služby a API v programu RFEM 6

Webservice a API v programu RFEM 6

Webinář 20. dubna 2022 14:00 - 15:00 CEST

Zohlednění fází výstavby \n v programu RFEM 6

Zohlednění fází výstavby v programu RFEM 6

Webinář 13. dubna 2022 13:00 - 14:00 CEST

Geotechnická analýza v programu RFEM 6

Geotechnická analýza v programu RFEM 6

Webinář 7. dubna 2022 14:00 - 15:00 CEST

Posouzení zdiva metodou konečných prvků v programu RFEM 6

Posouzení zdiva metodou konečných prvků v programu RFEM 6

Webinář 31. března 2022 14:00 - 15:00 CEST

Výměna dat mezi programy Rhino/Grasshopper a RFEM 6

Výměna dat mezi programy Rhino/Grasshopper a RFEM 6

Webinář 10. března 2022 14:00 - 15:00 CET

RFEM 6
Hala s obloukovou střechou

Hlavní program

Program RFEM 6 pro statické výpočty tvoří základ modulárního softwarového systému.
Hlavní program RFEM 6 slouží k zadávání konstrukcí, materiálů a zatížení u rovinných i prostorových konstrukčních systémů, které se skládají z desek, stěn, skořepin a prutů.
Program může také posuzovat smíšené konstrukce, tělesa a kontaktní prvky.

Cena za první licenci
3 990,00 USD