Progetti antincendio per componenti in acciaio con zincatura a caldo in RFEM 6/RSTAB 9

La zincatura a caldo dei componenti strutturali in acciaio è in genere utilizzata come misura per la protezione contro la corrosione. Inoltre, una superficie zincata a caldo ha anche un effetto vantaggioso sul progetto di resistenza al fuoco. Secondo i risultati raccolti in un progetto di ricerca presso l'Università tecnica di Monaco di Baviera, in Germania, l'emissività della superficie dell'acciaio è significativamente ridotta dalla zincatura a caldo [1].

In un intervallo di temperatura fino a 500 °C, si raccomanda un'emissività di ε_m = 0,35 invece di ε_m = 0,7 assunto nella EN 1993-1-2. Questi risultati sono stati inclusi anche in una linea guida tedesca per l'acciaio, ovvero 027 di DASt (Comitato tedesco per le costruzioni in acciaio). L'incorporazione nella prossima generazione di Eurocodici è un altro obiettivo.

L'emissività della superficie del componente strutturale' è un parametro di influenza essenziale per la determinazione della temperatura del componente secondo EN 1993-1-2. A seconda dell'esposizione all'incendio, l'emissività inferiore si traduce in temperature più basse, e quindi in una maggiore capacità portante al momento della verifica di progetto. Applicando la zincatura a caldo, è spesso possibile ottenere una resistenza al fuoco di R30 (esposizione al fuoco di 30 minuti) anche senza ulteriori misure antincendio.

Ulteriori informazioni su questo argomento sono disponibili sul sito web del Institut für Feuerverzinken.

Determinare la temperatura al momento del controllo di progetto nell'add-on Steel Design

Definire i parametri per il progetto di resistenza al fuoco di un'asta all'interno della configurazione di resistenza al fuoco nell'add-on Steel Design. Per determinare la temperatura del componente rilevante al momento della verifica di progetto secondo il metodo analitico, è necessario selezionare la curva temperatura-tempo corrispondente, il tempo di resistenza al fuoco richiesto e l'esposizione al fuoco. È possibile modificare i coefficienti utilizzati per determinare la temperatura nella sezione 'Azioni termiche per l'analisi della temperatura'. Come impostazione predefinita, inizialmente vengono forniti i valori secondo EN 1993-1-2. Attivare la casella di controllo 'Superficie zincata dell'asta in acciaio al carbonio' per tenere conto dell'emissività inferiore fino alla temperatura del componente di 500 °C.

I valori intermedi per la determinazione della temperatura dei componenti sono elencati chiaramente nei dettagli di progetto dei progetti di resistenza al fuoco. Inoltre, il diagramma temperatura-tempo è disponibile come risultato per ogni asta.

Verifica della resistenza al fuoco nell'add-on Steel Design

Nel progetto di resistenza al fuoco, la combinazione del caso di carico viene eseguita per il caso di progetto accidentale. Rispetto alla combinazione per lo stato limite ultimo, la sicurezza parziale e i coefficienti di combinazione sono applicati in modo più favorevole. Creare un'altra situazione di progetto del tipo 'Accidentale - psi-2.1' e attivarla nella verifica acciaio.

Per questa situazione di progetto, i controlli dei componenti sono eseguiti nell'add-on secondo EN 1993-1-2, sezione 4.2.3. Il primo passo è determinare la temperatura sopra descritta. Questo è seguito dal progetto che tiene conto dei fattori di riduzione legati alla temperatura in base alla temperatura del componente al momento della verifica.

Nell'esempio seguente, viene analizzata una trave di solaio con esposizione al fuoco su tre lati. A causa della situazione di progetto insolita, il valore di progetto del momento flettente è all'incirca dimezzato rispetto allo SLU. La capacità portante in caso di incendio sarebbe quindi data se la diminuzione della resistenza legata alla temperatura al momento della verifica è inferiore al 50%.

Per una durata di incendio di 30 minuti (R30), una temperatura del componente di 675 ° C risulta per un HEM 180 senza l'uso di zincatura a caldo. A questa temperatura, solo il 41% della capacità portante è disponibile per il progetto della sezione trasversale. Il progetto non è quindi soddisfatto per la trave di esempio. Dovrebbero essere fornite misure di protezione antincendio o dovrebbe essere selezionato un profilo più grande.

Con la zincatura a caldo, la temperatura del componente è solo 567 ° C e il 61% della capacità portante è ancora disponibile al momento della verifica. Ciò significa che le verifiche sono state eseguite senza ulteriori misure antincendio. Tutti i valori intermedi rilevanti e le formule utilizzate per il progetto sono elencati nei dettagli del progetto.