Proyecto de estructuras sometidas al fuego según UNE-EN 1993-1-2 (exposición al fuego paramétrico)

Artículo técnico

Con RF-/STEEL EC3, puede aplicar curvas de tiempo-temperatura nominales en RFEM o 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. Esta temperatura del acero se puede calcular utilizando la curva parametrizada tiempo-temperatura, como se describe en el anexo en EN 1992-1-2. En este artículo se explican las diferentes exposiciones al fuego.

Exposición al fuego paramétrico

Si se usa una exposición al fuego paramétrico 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 ofrece la curva parametrizada tiempo-temperatura. Este escenario de fuego ya no está permitido en Alemania, ya que se debe aplicar el Anejo Nacional obligatorio de EN 1991-1-2.

Este escenario se ha reemplazado por el fuego de cálculo, que permite una descripción completa del escenario de un posible escenario de fuego, que puede ser desde la fase de desarrollo sobre la fase fuegos de sector hasta la fase de extinción. Las secciones de la curva están limitadas por puntos principales, que permiten obtener la distribución del intervalo de la liberación de calor. Para determinar los valores de la temperatura, es necesario diferenciar entre los incendios controlados por la ventilación y los incendios controlados por el combustible. Además, la aplicación de este modelo de incendio natural es limitada. Se aplica a áreas de superficie con un área de hasta 400 m² y con una altura de hasta 6 m. En el caso de los incendios de cálculo controlados por ventilación, se puede calcular el valor característico del intervalo máximo de liberación de calor utilizando las ecuaciones proporcionadas en el anexo A.

${\overset.{\mathrm Q}}_{\max,\mathrm v,\mathrm k}\;=\;1,21\;\cdot\;{\mathrm A}_{\mathrm W}\;\cdot\;\sqrt{{\mathrm h}_{\mathrm W}}$

Para los incendios de cálculo controlados por el combustible, se puede calcular el valor característico del intervalo máximo de liberación de calor según la siguiente ecuación.

${\overset.{\mathrm Q}}_{\max,\mathrm f,\mathrm k}\;=\;0,25\;\cdot\;{\mathrm A}_{\mathrm f}$

El valor de cálculo de la velocidad máxima de liberación de calor resulta de:

${\overset.{\mathrm Q}}_{\max,\mathrm d}\;=\;{\mathrm\gamma}_{\mathrm{fi},\overset.{\mathrm Q}}\;\cdot\;\min\left\{\begin{array}{l}{\overset.{\mathrm Q}}_{\max,\mathrm v,\mathrm k}\\{\overset.{\mathrm Q}}_{\max,\mathrm f,\mathrm k}\end{array}\right.$

Figura 01 - Diagrama de la curva de tiempo-temperatura según el modelo del incendio natural simplificado

La norma EN 1991-1-2 indica las fórmulas para la temperatura ambiente del fuego. Se pueden encontrar en el anexo AA.

Combinación de la exposición al fuego paramétrico con UNE-EN 1993-1-2

Con esta temperatura ambiente del fuego, ahora es posible determinar la temperatura de las secciones al combinar las temperaturas ambiente del fuego con la función dada en UNE-EN 1993-1-2 para obtener la temperatura de radiación del fuego. Simplemente utilice los valores de temperatura individuales del sector de incendio en el cálculo.

Tenga en cuenta que ΔΘ (gradiente de temperatura) no debe ser negativo. Por lo tanto, está limitado a un máximo de 0. Esto se debe a la fase de enfriamiento, que no se debe considerar con el método simplificado. Por medio de este truco, también puede considerar incendios reales, lo que permite un cálculo más económico de los componentes estructurales.

Palabras clave

Fuego Exposición al fuego Cálculo frente al fuego

Referencia

[1]   EN 1993-1-2 (2005): Eurocode 3: Design of steel structures - Part 1-2: General rules - Structural fire design [Authority: The European Union Per Regulation 305/2011, Directive 98/34/EC, Directive 2004/18/EC]

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