8.2 Resistenza al fuoco#1{Resistenza al fuoco

Questo esempio descrive il progetto di resistenza al fuoco per una colonna in acciaio, utilizzando l'Appendice nazionale della Germania.

Tabella 8.5 Sistema e carichi

Sezione trasversale della colonna: HE-B 300, acciaio S 235 Sistema: colonna incernierata, β = 1.0 Altezza del sistema: 3 m Carico: G K = 1200 kN, Q K = 600 kN

$N_{cr,z}=\frac{21000·8560.00·{\pi }^2}{300.{00}^2}=19712.90 \mathrm{kN}$

${\overline{\lambda }}_z=\sqrt{\frac{A·f_y}{N_{cr,z}}}=\sqrt{\frac{149.0·23.5}{19712.90}}=0.422>0.2$

→ È necessario eseguire il progetto di instabilità flessionale.

Geometria della sezione trasversale

• [1] Tabella 6.2, riga 3, colonna 4: curva di instabilità c
• ⇒ α _z = 0,49 ( [1] Tabella 6.1)

$\Phi =0.5·[1+0.49·(0.422-0.2)+0.{422}^2]=0.643$

${\chi }_z=\frac{1}{0.643+\sqrt{0.{643}^2-0.{422}^2}}=0.886$

$N_{Ed}=1.35·G_K+1.5·Q_K=1.35·1200+1.5·600=2520 \mathrm{kN}$

$\frac{N_{Ed}}{{\chi }_z·A·f_y/{\gamma }_{M1}}=\frac{2520}{0.886·149.0·23.5/1.1}=0.894\le 1.0$

Dopo 90 minuti di esposizione ad un fuoco, la temperatura media dell'acciaio è 524 ℃, secondo la curva temperatura-tempo normalizzata.

Come materiale di resistenza al fuoco, viene usato un rivestimento a forma incassata GRP (plastica rinforzata con vetro), avendo le seguenti proprietà:

Fattore di imperfezione α:

$\alpha =0.65·\sqrt{\frac{235}{f_y}}=0.65·\sqrt{\frac{235}{235}}=0.65$

Snellezza relativa non dimensionale ƛ _Θ :

${\overline{\lambda }}_{\Theta }=\overline{\lambda }·{\left[\frac{k_{y,\Theta }}{k_{E,\Theta }}\right]}^{0.5}=0.422·{\left[\frac{0.704}{0.528}\right]}^{0.5}=0.486$

Coefficiente ausiliario:

${\Phi }_{\theta }=\frac{1}{2}·[1+\alpha ·{\overline{\lambda }}_{\theta }+{\overline{\lambda }}_{\theta }^2]=\frac{1}{2}·[1+0.65·0.486+0.{486}^2]=0.776$

Coefficiente di riduzione per instabilità flessionale nella situazione progettuale d'incendio:

${\chi }_{\text{fi}}=\frac{1}{{\phi }_{\theta }+\sqrt{{\phi }_{\theta }^2-{\overline{\lambda }}_{\theta }^2}}=\frac{1}{0.776+\sqrt{0.{776}^2-0.{486}^2}}=0.724$

Resistenza all'instabilità di un componente strutturale soggetto a compressione:

$N_{b,\text{fi},Rd}=\frac{{\chi }_{\text{fi}}·A·k_{y,\theta }·f_y}{\gamma M,fi}=\frac{0.724·149.0·0.704·23.5}{1.0}=1784.7 \mathrm{kN}$

Caricamento in caso di incendio:

$N_{\text{fi},Ed}=1.0·G_k+0.9·Q_k=1.0·1200+0.9·600=1740 \mathrm{kN}$

$\eta =\frac{N_{\text{fi},Ed}}{N_{b,\text{fi},Rd}}=\frac{1740}{1784.7}=0.975\le 1.0$

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