Diseño contra incendios
El diseño contra incendios está regulado en la norma DIN EN 1993, Parte 1-2. Allí, en el capítulo 4.2, se presentan "Procedimientos de diseño simplificados", que forman la base para el diseño en RSTAB 9 y RFEM 6. En la escala de componentes, se comparan las acciones con las resistencias. Las acciones de incendio debidas al aumento de temperatura se calculan en base a curvas de temperatura (curvas de incendio nominales). Las acciones se determinan con valores parciales de seguridad reducidos en la situación de diseño excepcional. Las resistencias se consideran mediante una reducción de las propiedades del material debido al aumento de temperatura.
Temperatura crítica del componente Θa,cr
Además de los métodos de verificación mencionados anteriormente, en EN 1993-1-2, en el capítulo 4.2.4, se describe el procedimiento de verificación a nivel de temperatura basado en la temperatura crítica del componente. Esto se vuelve relevante cuando se aplican sistemas de protección contra incendio reactivos al acero y se quieren determinar los espesores de capa. La temperatura crítica del componente representa la temperatura máxima que debe alcanzarse para que el elemento analizado o conjunto de elementos todavía resista las acciones. El valor determinante es la temperatura crítica más baja del componente. La ecuación para determinar Θa,cr es:
El parámetro para determinar la temperatura crítica del componente es el grado de utilización μ0, que es la relación entre las acciones bajo exposición al fuego Efi,d y las resistencias al inicio (t = 0) del incendio Rfi,d,0. La temperatura crítica del componente es, por tanto, independiente del análisis de diseño contra incendios, en el que las resistencias se determinan en función de la duración del incendio o las curvas de temperatura, etc.
El gráfico de la función de Θa,cr tiene la siguiente forma:
Los grados de utilización μ0 pueden calcularse mediante métodos de verificación elásticos o plásticos.
Límites de aplicación, condiciones de contorno
Para el cálculo de la temperatura crítica del componente en RFEM 6, se aplican las siguientes restricciones:
- no aplicable si los criterios de deformación son determinantes,
- no aplicable si se deben considerar influencias de estabilidad,
- no deben emplearse grados de utilización μ0 < 0.013.
- Existen componentes con clase de sección transversal 1, 2 o 3, o existen componentes sometidos a tracción.
- El componente se calienta uniformemente en toda la sección transversal.
Ejemplo de cálculo
Se muestra el cálculo de la temperatura crítica del componente para la verificación de esfuerzo cortante y normal usando el ejemplo de una viga de un solo tramo:
| Material | Acero S235 |
| Longitud | L = 2 m |
| Carga permanente | g = 3 kN/m |
| Carga de tráfico | p = 5 kN/m |
| Situación de diseño | EN 1990; Estado límite de resistencia - Excepcional - ψ2,1 |
| Valores parciales de seguridad | ψ2,1 = 0,3 |
| Formato de verificación | elástico/elástico |
| Sección | HEA 140 - DIN 1025-3 |
| Momento estático máximo | max. Sy = 86,77 cm3 (calculado mediante RSECTION 1) |
| Momento de inercia | Iy = 1033,34 cm4 (calculado mediante RSECTION 1) |
| Módulo resistente | Wy = 155,4 cm3 |
| Espesor del alma | tw = 0,55 cm |
Verificación de esfuerzos cortantes:
Verificación de esfuerzos normales:
La temperatura crítica del componente aplicable es la mínima:
Ejemplo de aplicación en RFEM 6
Para llevar a cabo un diseño contra incendios en RFEM 6, los elementos a diseñar deben tener asignada una configuración adicional de protección contra incendios en el complemento de diseño de acero, como prerrequisito para el diseño contra incendios. Las combinaciones de carga en la situación de diseño para el diseño contra incendios se determinan en base a la situación de diseño excepcional ψ2,1 según EN 1990 | 2010-04. En el modelo de ejemplo adjunto, se asigna una configuración para el diseño contra incendios a los elementos nº 1 y 2. En el diálogo básico bajo los parámetros de diseño, se selecciona el cálculo de la temperatura crítica del componente.
La decisión de si las verificaciones de la sección transversal en el diseño contra incendios se realizan de manera elástica o plástica se toma en la configuración de capacidad de carga: Pestaña 'Básico|Elementos' - Opciones - Diseño elástico (también para secciones de clase 1 y 2). Al seleccionar esta opción, se realiza un diseño elástico, de lo contrario, si es posible, se realiza un diseño plástico.
Después de completar el cálculo del diseño de acero, en los detalles de la verificación, además de los resultados para el diseño contra incendios, aparece también el cálculo de la temperatura crítica del componente.
Verificación de los límites de aplicación en RFEM 6
Las restricciones de aplicación relativas a las limitaciones de las clases de sección transversal 1 a 3, así como la limitación del grado de utilización mínimo μ0,min = 0.013, son verificadas automáticamente por RFEM 6. Si se superan estos límites, se emiten los correspondientes avisos.
Para descargar los modelos utilizados, vea 'Modelos para descargar' al final de la página web o haga clic en las siguientes imágenes.
