3096x
001840
8.5.2023

Posouzení požární odolnosti ocelových žárově zinkovaných konstrukčních prvků v programu RFEM 6 / RSTAB 9

V addonu Posouzení ocelových konstrukcí posuzujete ocelové konstrukční prvky pro případ požáru jednoduchými metodami posouzení podle Eurokódu 3. Teplotu konstrukčního prvku v době posouzení lze stanovit automaticky podle teplotních křivek uvedených v normě. Kromě zohlednění protipožárního opláštění můžete zohlednit také příznivé vlastnosti žárového zinkování.

Žárové zinkování (galvanizování) ocelových konstrukčních prvků se obvykle používá jako opatření na ochranu proti korozi. Kromě toho ale žárové zinkování povrchu působí příznivě i při posouzení požární odolnosti. Podle výsledků výzkumného projektu TU Mnichov je emisivita povrchu oceli žárovým zinkováním výrazně snížena [1].

V rozsahu teplot do 500°C se doporučuje použít emisivita εm = 0,35 místo globálně předpokládané εm = 0,7 podle EN 1993-1-2. Tyto výsledky byly také zahrnuty do směrnice 027 DASt (Německý výbor pro ocelové konstrukce). Kromě toho je i snaha zapracovat tyto výsledky do příští generace Eurokódů.

Emisivita povrchu součásti je podle EN 1993-1-2 zásadním parametrem ovlivňujícím stanovení teploty konstrukčního prvku. V závislosti na době vystavení účinkům požáru platí, že čím nižší je emisivita, tím nižší jsou teploty a tím i vyšší únosnost v době posouzení. Při použití žárového zinkování lze často dosáhnout požární odolnosti R30 (doba vystavení účinkům požáru 30 minut) bez dalších protipožárních opatření.

Další informace k tomuto tématu najdete na webových stránkách Ústavu pro žárové zinkování:

.

Stanovení teploty v době posouzení v addonu Posouzení ocelových konstrukcí

Parametry pro posouzení požární odolnosti prutu lze zadat v addonu Posouzení ocelových konstrukcí v Konfiguraci požární odolnosti. Pro stanovení kritické teploty konstrukčních prvků v době posouzení analytickou metodou je třeba zvolit odpovídající teplotní křivku, požadovanou dobu trvání a dobu vystavení účinkům požáru. Součinitele použité pro stanovení teploty můžete upravit v položce 'Tepelná zatížení pro teplotní analýzu'. Přednastavené jsou hodnoty podle EN 1993-1-2. Chcete-li do teploty konstrukčního prvku 500 °C zohlednit nižší emisivitu, zaškrtněte políčko 'Galvanizovaný povrch prutu z uhlíkové oceli'.

Mezihodnoty pro stanovení teploty konstrukčního prvku jsou přehledně uvedeny v detailech posudku požární odolnosti. Pro každý prut je navíc k dispozici jako výsledek diagram teplota-čas.

Posouzení požární odolnosti v addonu Posouzení ocelových konstrukcí

Pro posouzení požární odolnosti slouží kombinace zatížení mimořádné návrhové situace. Přitom jsou dílčí součinitele spolehlivosti a také kombinační součinitele příznivější než pro kombinace mezního stavu únosnosti. Vytvořte zde pro tento účel další návrhovou situaci typu 'Mimořádná - psi-2,1' a aktivujte ji pro Posouzení ocelových konstrukcí.

Pro tuto návrhovou situaci se v addonu spočítají posudky podle EN 1993-1-2, odstavec 4.2.3. Prvním krokem je výše popsané stanovení teploty. Poté následuje posouzení se zohledněním teplotně podmíněných redukčních součinitelů pro teplotu konstrukčního prvku v době posouzení.

V následujícím příkladu se posuzuje stropní nosník s 3-stranným požárním zatížením. Vzhledem k mimořádné návrhové situaci je návrhová hodnota ohybového momentu oproti MSÚ zhruba poloviční. Únosnost v případě požáru by tedy byla splněna poklesem pevnosti v závislosti na teplotě v době posouzení menším než 50%.

Při době hoření 30 minut (R30) je pro HEM 180 bez použití žárového zinkování teplota konstrukčního prvku 675 °C. Při této teplotě je pro posouzení průřezu k dispozici pouze 41% únosnosti. Posouzení proto není u nosníku v příkladu splněno. Bylo by třeba provést protipožární opatření nebo zvolit větší profil.

Při žárovém zinkování je teplota konstrukčního prvku pouze 567 °C a v době posouzení je k dispozici ještě 61% únosnosti. To znamená, že posudky jsou splněny bez dalších protipožárních opatření. Všechny příslušné mezivýsledky a vzorce použité pro posouzení jsou uvedeny v detailech posudky.


Odkazy
Reference
  1. Mensinger, M.; Gaigl, C .: Požární odolnost ocelových pozinkovaných konstrukcí, Stahlbau 88, strany 3-10. Berlín: .


;