Progettazione strutturale del fuoco secondo EN 1993-1-2 (Fire Curves)

Articolo tecnico

Utilizzando RF- / STEEL EC3 , è possibile applicare le curve nominali temperatura-tempo in RFEMRSTAB . Vengono implementate la curva standard tempo-temperatura (ETK), la curva di fuoco esterna e la curva di fuoco degli idrocarburi. Inoltre, il programma offre la possibilità di specificare direttamente la temperatura finale dell'acciaio. Questa temperatura dell'acciaio può essere calcolata utilizzando la curva parametrica temperatura-tempo, come descritto nell'Allegato alla EN 1992-1-2. Le diverse esposizioni al fuoco sono spiegate in questo articolo.

Fuoco

Il fuoco è un'azione sulla struttura e quindi è regolato con tutte le condizioni al contorno in EN 1991-1-2. Questo standard include anche tutte le curve nominali temperatura-tempo e semplici modelli di fuoco naturale che possono agire su una struttura.

Curve nominali temperatura-tempo

Nel corso degli anni sono stati effettuati numerosi test antincendio per valutare il comportamento dei componenti strutturali in caso di incendio. Durante i test, è stato possibile determinare lo sviluppo di un incendio nel tempo e la curva di temperatura in base al carico d'incendio e ai componenti e materiali.

Queste curve temperatura-tempo sono applicabili solo fino a un certo punto in quanto non includono alcuna fase di sviluppo dell'incendio né fase di raffreddamento. A causa di questi test e per una valutazione uniforme standard, è stata codificata una legge sulla temperatura basata su accordi internazionali. EN 1991-1-2 fornisce tre concetti di curva di fuoco che possono essere utilizzati per il metodo semplificato secondo EN 1993-1-2.

Figura 01 - Concetti della curva antincendio secondo EN 1991-1-2

Curva tempo-temperatura standard (ETK):
$ \ begin {array} {l} {\ mathrm \ Theta} _ \ mathrm g \; = \; 20 \; + \; 345 \; \ cdot \; \ log_ {10} (8 \; \ cdot \; \ mathrm t \; + \; 1) \\ {\ mathrm \ alpha} _ \ mathrm c \; = \; 25 \; \ cdot \; \ frac {\ mathrm W} {\ mathrm m \; \ cdot \ ; \ mathrm K} \ end {array} $
Curva di fuoco esterna
$ \ begin {array} {l} {\ mathrm \ Theta} _ \ mathrm g \; = \; 660 \; \ cdot \; (1 \; - \; 0.687 \; \ cdot \; \ mathrm e ^ { 0.32 \ cdot \ mathrm t} \; - \; 0.313 \; \ cdot \; \ mathrm e ^ {- 3.8 \ cdot \ mathrm t}) \; + \; 20 \\ {\ mathrm \ alpha} _ \ mathrm c \; = \; 25 \; \ cdot \; \ frac {\ mathrm W} {\ mathrm m \; \ cdot \; \ mathrm K} \ end {array} $
Curva del fuoco dell'idrocarburo
$ \ begin {array} {l} {\ mathrm \ Theta} _ \ mathrm g \; = \; 1.060 \; \ cdot \; (1 \; - \; 0.325 \; \ cdot \; \ mathrm e ^ { -0.167 \ cdot \ mathrm t} \; - \; 0.675 \; \ cdot \; \ mathrm e ^ {- 2.5 \ cdot \ mathrm t}) \; + \; 20 \\ {\ mathrm \ alpha} _ \ mathrm c \; = \; 50 \; \ cdot \; \ frac {\ mathrm W} {\ mathrm m \; \ cdot \; \ mathrm K} \ end {array} $

Inoltre, esiste una curva di fuoco parametrizzata, ma è intesa per la progettazione generale della protezione antincendio secondo EN 1993-1-2. In questo caso, la curva standard tempo-temperatura è la curva di fuoco più utilizzata, poiché la maggior parte degli studi sperimentali sui materiali di protezione antincendio sono stati eseguiti secondo questa curva. Al contrario, la curva di fuoco esterna non è di grande importanza in quanto la temperatura di questa curva sale fino a 660 ° C e quindi non è adatta per un tempo più lungo di esposizione al fuoco con il materiale di protezione antincendio. La curva del fuoco degli idrocarburi è simile alla curva dell'incendio del tunnel poiché la temperatura di questa curva sale fino a 1.350 ° C e l'aumento è persino più ripido di quello di qualsiasi altra curva di fuoco.

Esposizione al fuoco parametrica

Se l'esposizione parametrica al fuoco viene utilizzata come scenario di incendio, deve essere garantito l'effetto di riduzione del carico del componente strutturale. Nessun guasto del componente deve verificarsi durante la fase di incendio, compresa la fase di raffreddamento o entro il tempo di resistenza al fuoco richiesto. L'appendice A di EN 1991-1-2 fornisce una curva parametrica temperatura-tempo. Questo scenario antincendio non è più consentito in Germania, poiché è necessario applicare l'allegato nazionale vincolante alla EN 1991-1-2. Questo scenario è stato sostituito dal progetto di fuoco, che consente una descrizione completa di un possibile scenario di incendio, ovvero dalla fase di sviluppo alla fase di sviluppo del compartimento fino alla fase di decadimento.

Figura 02 - Curve parametriche temperatura-tempo secondo EN 1991-1-2 / NA

Le sezioni curve sono limitate da punti distintivi che determinano la distribuzione della velocità di rilascio del calore. Quando si determinano i valori di temperatura, è necessario distinguere tra gli incendi controllati dalla ventilazione e gli incendi controllati dal combustibile. Inoltre, l'applicazione di questo modello di fuoco naturale è limitata. Si applica a superfici con un'area fino a 400 m² e un'altezza fino a 6 m. Nel caso degli incendi del design controllato dalla ventilazione, il valore caratteristico della velocità massima di rilascio del calore può essere calcolato utilizzando le equazioni fornite nell'Appendice A.

Riferimento

[1] Eurocodice 1: Azioni sulle strutture - Parte 1-2: Azioni generali - Azioni antincendio sulle strutture ; EN 1991-1-2: 2002 + AC: 2009
[2] Allegato nazionale - Parametri determinati a livello nazionale - Eurocodice 1: Azioni sulle strutture - Parte 1-2: Azioni generali - Azioni sulle strutture esposte al fuoco ; DIN EN 1991-1-2 / NA: 2015-09
[3] Eurocodice 3: Progettazione di strutture in acciaio - Parte 1-1: Regole generali e regole per gli edifici ; EN 1993-1-1: 2005 + AC: 2009
[4] Allegato nazionale - Parametri determinati a livello nazionale - Eurocodice 3: Progettazione di strutture in acciaio - Parte 1-1: Regole generali e regole per gli edifici ; DIN EN 1993-1-1 / NA: 2015-08
[5] Eurocodice 3: Progettazione di strutture in acciaio - Parte 1-2: Regole generali - Progettazione strutturale degli incendi ; EN 1993-1-2: 2005 + AC: 2009
[6] Allegato nazionale - Parametri determinati a livello nazionale - Eurocodice 3: Progettazione di strutture in acciaio - Parte 1-2: Regole generali - Progettazione strutturale degli incendi ; DIN EN 1993-1-2 / NA: 2010-12

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