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

Articolo tecnico

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Utilizzando RF-STEEL EC3 , è possibile applicare le curve di temperatura-tempo nominali in RFEM . Vengono implementate la curva standard tempo-temperatura (ETK), la curva di fuoco esterno 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 di temperatura-tempo, come descritto nell'Allegato alla EN 1992-1-2. Le diverse esposizioni al fuoco sono spiegate in questo articolo.

Il fuoco

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

Curve nominali tempo-temperatura

Nel corso degli anni, sono stati condotti numerosi test antincendio per valutare il comportamento dei componenti strutturali in caso di incendio. Come parte di questi test, è stato possibile determinare lo sviluppo di un incendio nel tempo, nonché la temperatura a seconda del carico d'incendio e dei componenti e materiali. Queste curve temperatura-tempo sono applicabili solo in parte perché non includono alcuna fase di generazione o di raffreddamento. Sulla base dei test e per una valutazione standard, è stata definita una legge temperatura-tempo basata su accordi internazionali. La norma DIN EN 1991-1-2 contiene tre concetti di curva di incendio che possono essere utilizzati per il metodo semplificato secondo la norma DIN EN 1993-1-2.

Figura 01 - Fire Curve Concepts According to DIN EN 1991-1-2

Curva di temperatura standard (ETK):
Θ g = 20 + 345 ∙ log 10 (8 ∙ t +1)
α c = 25 ∙ [W/(m ∙ K)]

Curva di fuoco esterna:
Θ g = 660 ∙ (1 - 0,687 ∙ e 0,32 ∙ t - 0,313 ∙ e -3,8 ∙ t ) + 20
α c = 25 ∙ [W/(m ∙ K)]

Curva antincendio a idrocarburi:
Θ g = 1.060 ∙ (1 - 0,325 ∙ e -0,167 ∙ t - 0,675 ∙ e -2,5 ∙ t ) + 20
α c = 50 ∙ [W/(m ∙ K)]

Inoltre, esiste una curva di resistenza al fuoco parametrizzata, che è, tuttavia, intesa per l'uso del progetto generale di resistenza al fuoco secondo DIN EN 1993-1-2. In questo caso, l'ETK è la curva di incendio più utilizzata, poiché la maggior parte delle analisi sperimentali per i materiali di protezione antincendio vengono eseguite dopo questa curva di incendio. La curva di fuoco esterna, d'altra parte, non è molto importante perché la temperatura di questa curva sale a 660 ° C e non è quindi adatta per durate di fuoco più lunghe con materiale di protezione antincendio. La curva di incendio dell'idrocarburo è simile a una curva di incendio della galleria perché la temperatura di questa curva sale a 1350 ° C e l'aumento è anche più ripido rispetto a tutte le altre curve di incendio.

Esposizione parametrica al fuoco

Se si utilizza un'esposizione al fuoco parametrica come scenario di incendio, è necessario garantire l'effetto portante del componente strutturale. Non ci devono essere guasti del componente strutturale durante l'intera fase di incendio inclusa la fase di raffreddamento o entro un periodo di resistenza richiesto. In EN 1991-1-2, una cosiddetta curva parametrica temperatura-tempo è riportata nell'allegato A. Questo scenario di incendio non è più consentito in Germania perché è obbligatorio un allegato nazionale alla norma EN 1991-1-2. Questo scenario è stato sostituito da un incendio di progetto. Questa curva può essere utilizzata per descrivere completamente un possibile scenario di incendio, il che significa: dalla fase di sviluppo alla fase a fuoco completo alla fase di decadimento.

Figura 02 - Parametric Temperature-Time Curves According to EN 1991-1-2/NA

Le sezioni della curva sono limitate da punti distintivi, dando così il corso della velocità di rilascio del calore. Quando si determinano i valori di temperatura, è necessario distinguere tra incendi controllati dalla ventilazione e incendi controllati dal carico d'incendio. Inoltre, questo modello di fuoco naturale ha un'applicazione limitata. Si applica alle superfici di base con una superficie massima di 400 m² e un'altezza massima di 6 m. Per gli incendi di progetto controllati dalla ventilazione, il valore caratteristico della velocità massima di rilascio del calore può essere calcolato con le equazioni dell'allegato A.

Letteratura

[1] Eurocodice 1: Azioni sulle strutture - Parte 1-2: Azioni generali - Azioni di fuoco 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 di fuoco sulle strutture; 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 del fuoco; 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 del fuoco; DIN EN 1993-1-2/NA: 2010-12

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