Cálculos de protección contra incendios para componentes de acero con galvanizado en caliente en RFEM 6/RSTAB 9

El galvanizado en caliente de componentes de acero estructural se usa típicamente como una medida de protección contra la corrosión. Además, una superficie que está galvanizada en caliente también tiene un efecto ventajoso en el cálculo de la resistencia al fuego. Según los resultados recopilados en un proyecto de investigación en la Universidad Técnica de Múnich en Alemania, la emisividad de la superficie del acero se reduce significativamente mediante la galvanización en caliente Refer [1 ].

En un intervalo de temperatura de hasta 500 ° C, se recomienda una emisividad de ε_m = 0,35 en lugar de ε_m = 0,7 asumido en EN 1993-1-2. Estos resultados también se han incluido en una directriz alemana del acero, es decir 027 del DASt (Comité Alemán para la Construcción en Acero). La incorporación a la próxima generación de Eurocódigos es otro objetivo.

La emisividad de la superficie del componente estructural ' es un parámetro de influencia esencial para la determinación de la temperatura del componente según EN 1993-1-2. Dependiendo de la exposición al fuego, la emisividad más baja da como resultado temperaturas más bajas y, por lo tanto, una mayor capacidad de carga en el momento de la comprobación del diseño. Al aplicar la galvanización en caliente, a menudo es posible lograr una resistencia al fuego de R30 (exposición al fuego de 30 minutos) incluso sin más medidas de protección contra incendios.

Puede encontrar más información sobre este tema en el sitio web del Institut für Feuerverzinken.

Determinar la temperatura en el momento de la comprobación de diseño en el complemento Steel Design

Defina los parámetros para el cálculo de la resistencia al fuego de una barra dentro de la configuración de la resistencia al fuego en el complemento Steel Design. Para determinar la temperatura del componente relevante en el momento de la comprobación de diseño de acuerdo con el método analítico, se debe seleccionar la curva temperatura-tiempo correspondiente, el tiempo requerido de resistencia al fuego y la exposición al fuego. Puede ajustar los coeficientes utilizados para determinar la temperatura en la sección ' Acciones térmicas para el análisis de temperatura '. Como configuración predeterminada, se dan inicialmente los valores según EN 1993-1-2. Active la casilla de verificación 'Superficie galvanizada de la barra de acero al carbono' para tener en cuenta la emisividad más baja hasta la temperatura del componente de 500 ° C.

Los valores intermedios para determinar la temperatura del componente se enumeran claramente en los detalles de cálculo de los cálculos de resistencia al fuego. Además, el diagrama temperatura-tiempo está disponible como resultado para cada barra.

Diseño de resistencia al fuego en el complemento Steel Design

En el cálculo de la resistencia al fuego, la combinación de casos de carga se lleva a cabo para el caso de cálculo accidental. En comparación con la combinación para el estado límite último, tanto la seguridad parcial como los factores de combinación se aplican de forma más favorable. Cree otra situación de cálculo del tipo 'Accidental - psi-2.1' y actívela en el cálculo de acero.

Para esta situación de cálculo, las comprobaciones de los componentes se realizan en el complemento según EN 1993-1-2, sección 4.2.3. El primer paso es determinar la temperatura descrita anteriormente. A esto le sigue el cálculo teniendo en cuenta los factores de reducción relacionados con la temperatura según la temperatura del componente en el momento de la verificación.

En el siguiente ejemplo, se analiza una viga de piso con exposición al fuego en tres lados. Debido a la situación de cálculo inusual, el valor de cálculo del momento flector se reduce aproximadamente a la mitad en comparación con el ELU. Por lo tanto, la capacidad de carga en caso de incendio se da si la disminución de la resistencia relacionada con la temperatura en el momento de la verificación es inferior al 50%.

Para una duración del fuego de 30 minutos (R30), se obtiene una temperatura del componente de 675 ° C para un HEM 180 sin el uso de galvanizado en caliente. A esta temperatura, sólo el 41% de la capacidad portante está disponible para el cálculo de la sección. Por lo tanto, no se cumple el cálculo para la viga de ejemplo. Se tendrían que proporcionar medidas de protección contra incendios o seleccionar un perfil más grande.

Con el galvanizado en caliente, la temperatura del componente es de sólo 567 ° C y el 61% de la capacidad portante aún está disponible en el momento de la verificación. Esto significa que las verificaciones se cumplen sin más medidas de protección contra incendios. Todos los valores intermedios relevantes y las fórmulas utilizadas para el cálculo se enumeran en los detalles del cálculo.