Configurazioni di protezione antincendio

Le configurazioni di protezione antincendio sono attualmente disponibili per il dimensionamento dell'acciaio secondo le seguenti normative:

• EN 1993
• GB 50017
• NTC

Queste configurazioni determinano secondo quali specifiche avvengono le verifiche di protezione antincendio di un oggetto ("dimensionamento al caldo"). Qui è possibile impostare i parametri per determinare la temperatura dell'acciaio utilizzata per la verifica di protezione antincendio.

Finestra di dialogo "Nuova configurazione della protezione antincendio" per Verifica acciaio secondo EN 1993

Il dimensionamento per la situazione eccezionale di un'azione d'incendio avviene in linea di principio come la verifica dello stato limite ultimo. Tuttavia, a causa della maggiore temperatura finale dell'acciaio, le proprietà del materiale vengono di conseguenza ridotte. Le normative pertinenti si trovano, ad esempio, in EN 1993-1-2 [1].

Definizione della temperatura

Tramite la lista (vedi immagine Nuova configurazione di protezione antincendio) si hanno due possibilità per definire la temperatura finale:

• Analitico: La temperatura dell'acciaio in un determinato momento viene calcolata dalla temperatura del gas secondo varie curve di incendio.
• Manuale: È possibile impostare la temperatura finale dell'acciaio in modo personalizzato.

Calcolo analitico

Immettere nella categoria Impostazioni per il dimensionamento al fuoco la durata richiesta della protezione antincendio t_fi,erf e l'intervallo di tempo Δt per il calcolo della temperatura.

Impostare i lati di esposizione al fuoco

Una sezione trasversale può essere considerata esposta al fuoco su tutti i lati o su tre lati per il dimensionamento. Questo influisce sul calcolo della temperatura del componente e sulla determinazione dei fattori di verifica in conformità con [1]. In caso di esposizione al fuoco su tre lati, è possibile definire la larghezza del lato protetto in modo personalizzato o utilizzare il calcolo automatico: Si presume semplificato che un lato sia protetto sull'intera larghezza della sezione trasversale e non sia esposto al fuoco (applicazione tipica per una trave con una soletta in cemento sopra).

Effetto d'ombra nella verifica della resistenza al fuoco secondo EN 1993-1-2

Se la sezione trasversale è protetta da determinate misure contro l'azione del fuoco, selezionare la casella di controllo 'Impostare i parametri di protezione antincendio' nella categoria Protezione antincendio. Nella lista per il 'Tipo di protezione' sono disponibili due opzioni:

• Contorno: rivestimento adattato alla geometria della sezione (ad es. intonaco o rivestimento di pannelli)
• Scatola: rivestimento esterno rettangolare della sezione

Indicare quindi le proprietà del materiale e lo spessore del rivestimento. Il calcolo della temperatura avviene tenendo conto di questi parametri in conformità con [1] 4.2.5.2. Come materiali di protezione antincendio sono ammessi secondo [1] solo materiali a pannelli e intonaci. Una verifica con questo schema non è consentita per vernici con effetto isolante o agenti intumescenti, poiché questi rivestimenti cambiano proprietà a seconda della temperatura.

Nella categoria Curva di temperatura per il calcolo della temperatura dei gas, decidere quale curva di temperatura utilizzare:

• Curva unità-tempo-temperatura
• Curva del fuoco esterno
• Curva del fuoco idrocarburante

Nei dettagli della verifica è possibile visualizzare l'andamento della temperatura nel Diagramma tempo-temperatura.

Concetti della curva di fuoco secondo DIN EN 1991-1-2

Nella sezione Effetti termici per l'analisi della temperatura, i coefficienti utilizzati per il calcolo della temperatura sono preimpostati secondo i valori raccomandati da EN 1993-1-2 [1] e EN 1991-1-2 [2]. È possibile modificarli se necessario.

È possibile tenere conto dell'effetto favorevole della zincatura a caldo sulla determinazione della temperatura dell'acciaio regolando l'emissività superficiale. Attivare a tal fine la casella di controllo 'Superficie zincata dell'asta in acciaio al carbonio'. Nel calcolo della temperatura dell'acciaio, si tiene conto della minore emissività della superficie zincata ε_m,lim fino alla temperatura limite impostata t_lim. A temperature più elevate viene considerata l'emissività superficiale dell'acciaio al carbonio ε_m. Questo procedimento segue le disposizioni della direttiva DASt-027 Determinazione della temperatura del componente per acciaio zincato a caldo in caso di incendio, i cui valori sono preimpostati.

Definizione manuale

Se si desidera specificare direttamente la temperatura dell'acciaio, selezionare nella lista (vedi immagine Nuova configurazione di protezione antincendio) l'opzione Manuale. Inserire quindi la temperatura finale del materiale Θ_a per cui deve essere effettuata la verifica di protezione antincendio.

Definizione manuale della temperatura finale

Per la determinazione del coefficiente k₁ secondo [1] 4.3.3 per la distribuzione della temperatura non uniforme nella verifica a flessione, anche nella definizione manuale della temperatura è richiesta un'indicazione sull'esposizione al fuoco (su tutti i lati o su tre lati, eventualmente con misure di protezione antincendio). Il coefficiente k₂ per una distribuzione della temperatura non uniforme lungo la lunghezza della trave viene assunto con un valore di 1,0 in tutti i casi per rappresentare il lato sicuro.

Temperatura critica

Oltre alla semplice verifica di protezione antincendio, il programma offre anche la possibilità di calcolare la temperatura critica per le verifiche della sezione trasversale. Questo valore rappresenta la temperatura massima che può essere raggiunta affinché l'asta o il gruppo di aste resista ancora alle azioni. Per farlo, selezionare la casella di controllo Calcolare la temperatura critica secondo EN 1993-1-2, 4.2.4(2).

Calcolare la temperatura critica

Note sulla verifica di protezione antincendio

Le impostazioni di base per le verifiche di capacità portante (ad esempio, verifica elastica o plastica) o per le verifiche di stabilità (ad esempio, punto di applicazione del carico) vengono trasferite anche alle verifiche di protezione antincendio dalle Configurazioni di capacità portante dell'oggetto. Anche i valori limite definiti per casi speciali si applicano allo stesso modo alla verifica di protezione antincendio.

Le verifiche di protezione antincendio vengono condotte per tutte le situazioni di dimensionamento a cui è stato assegnato nella tabella di input per il dimensionamento dell'acciaio il tipo 'Eccezionale - Incendio' (vedi anche capitolo Situazioni di dimensionamento).

Le verifiche di stabilità sono condotte con il metodo della lunghezza equivalente secondo [1] 4.2.3. Le lunghezze di inflessione indicate nelle Lunghezze di inflessione assegnate vengono considerate anche per la verifica di protezione antincendio. Non si esegue una riduzione esplicita del modulo di elasticità, ma è inclusa nelle verifiche di stabilità tramite i fattori di riduzione secondo [1].

Il metodo generale per le verifiche di stabilità secondo EN 1993-1-1, sezione 6.3.4 non è applicabile alle verifiche di protezione antincendio secondo la norma.

A tal fine, utilizzare un materiale con proprietà dipendenti dalla temperatura; ciò è spiegato nel capitolo Materiali del manuale RFEM. Con la definizione dei carichi di temperatura è possibile impostare la temperatura dell'acciaio necessaria per il calcolo (vedere anche il capitolo Carichi su aste nel manuale RFEM).

Il fenomeno del local buckling nei componenti snelli della sezione può rappresentare una modalità di cedimento significativa anche in caso di incendio. Le verifiche per le sezioni di classe 4 avvengono nel componente aggiuntivo Dimensionamento dell'acciaio secondo EN 1993-1-2, appendice E. La verifica contro il taglio per il local buckling delle anime snelle non è attualmente implementata nelle verifiche di protezione antincendio del componente aggiuntivo.