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2020-01-02

Cálculo frente al fuego con la curva paramétrica de temperatura-tiempo según EN 1991-1-2

Con RF-/STEEL EC3, puede aplicar curvas de tiempo-temperatura nominales en RFEM y RSTAB. Se implementa la curva normalizada tiempo-temperatura (DB-SI), la curva de fuego exterior y la curva de hidrocarburos. Además, el programa ofrece la opción de especificar directamente la temperatura final del acero.

Puede calcular esta temperatura del acero, por ejemplo, por medio de una curva paramétrica de temperatura-tiempo, tal como se da en el Anejo de EN 1991-1-2. A continuación, se va a explicar y aplicar el cálculo utilizando la curva paramétrica de temperatura-tiempo.

Si se usa una exposición al fuego paramétrica como escenario de fuego, se debe asegurar el efecto de reducción de carga del componente estructural. El componente no debe de tener ningún fallo durante la fase de combustión, incluida la fase de enfriamiento, o dentro del tiempo de resistencia al fuego necesario. El anexo A de EN 1991-1-2 proporciona la determinada curva paramétrica de temperatura-tiempo. Este escenario de incendio ya no está permitido en Alemania debido a que hay un Anejo nacional de EN 1991-1-2, que es obligatorio. Este escenario se ha reemplazado por el fuego de cálculo. Con esta curva, se puede describir completamente un posible escenario de incendio, desde la fase de desarrollo hasta la fase de combustión completa y fase de descomposición.

Las secciones de la curva están limitadas por puntos principales, que de esta forma da el intervalo de la liberación de calor. Sin embargo, para determinar los valores de la temperatura, es necesario diferenciar entre los incendios controlados por la ventilación y los incendios controlados por la carga de fuego. Además, este modelo de fuego natural tiene una aplicación limitada. Se aplica en espacios de forjado de hasta 400 m2 y una altura de hasta 6 m. Para los incendios de cálculo controlados por la ventilación, se puede calcular el valor característico del intervalo máximo de liberación de calor según las siguientes ecuaciones.

Para calcular la temperatura en la sección de acero, puede utilizar, por ejemplo, Microsoft Excel. En "Descargas", encontrará una macro de Excel que puede calcular la temperatura. Puede usar el valor de cálculo directamente en el módulo adicional.

Proceso de cálculo

El programa calcula primero el área de revestimiento, el factor de abertura y los coeficientes de penetración térmica individuales desde los valores iniciales, que se han promediado. Posteriormente, se hace una distinción sobre si es un incendio de cálculo controlado por la ventilación o por la carga de fuego. El programa diferencia entre el tipo de incendio independientemente al comparar Qmax,v y Qmax,f. En el siguiente paso, se calculan los periodos de tiempo individuales y las temperaturas correspondientes utilizando una densidad de carga de fuego de referencia q = 1,300 MJ/m².

Después de calcular los intervalos de temperatura de referencia, se realiza una comparación con la carga de fuego disponible y la carga de fuego de referencia para calcular los intervalos de tiempo realmente disponibles y las temperaturas correspondientes. Los puntos individuales se calculan por medio de un bucle. Además, la curva normalizada tiempo-temperatura (DB-SI) se incluye en el programa para obtener una comparación inmediata con el escenario de fuego natural.

Resultados del cálculo

El cálculo muestra que el fuego natura procede menos que la curva DB-SI, aunque se seleccionó una densidad de carga de fuego muy alta para el modelo de fuego natural. El calentamiento de la cámara de incendio tampoco es tan rápido como la curva DB-SI, que está más cerca de la realidad. La duración de un escenario de fuego natural normalmente es considerablemente mayor que la necesaria porque siempre incluye una fase de enfriamiento. Esta fase de enfriamiento incluye la combustión del compartimento de incendios y se puede reducir considerablemente, por ejemplo, mediante procesos de extinción.


Autor

El Sr. Frenzel es responsable del desarrollo de productos para el análisis dinámico. También proporciona soporte técnico para los clientes de Dlubal Software.

Enlaces
Referencias
  1. EN 1991-1-2 Eurocódigo 1: Acciones en estructuras - Parte 1‑2: Acciones generales - Acciones del fuego en estructuras. Berlín: Beuth.
Descargas


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