Konfiguracje odporności ogniowej są obecnie dostępne dla projektowania konstrukcji stalowych według następujących norm:
- EN 1993
- NTC
- GB 50017
Konfiguracje te sterują, według jakich wytycznych przeprowadzana jest analiza odporności ogniowej obiektu ("projektowanie ognioodporności"). Tutaj można zdefiniować parametry do określania temperatury stali, która jest przyjmowana w analizie odporności ogniowej.
EN 1993 / NTC
Projektowanie dla sytuacji wyjątkowej oddziaływania pożaru odbywa się zasadniczo jak analiza stanu granicznego nośności. Z powodu podwyższonej temperatury końcowej stali, właściwości materiału są jednak odpowiednio redukowane. Odpowiednie regulacje można znaleźć na przykład w EN 1993-1-2 [1].
Definicja temperatury
Poprzez listę (patrz rysunek Nowa konfiguracja odporności ogniowej) mają Państwo dwie możliwości, w jaki sposób można zdefiniować temperaturę końcową:
- Analitycznie: Temperatura stali w określonym momencie jest określana na podstawie temperatury gazu według różnych krzywych pożarowych.
- Ręcznie: Można zdefiniować temperaturę końcową stali w sposób zdefiniowany przez użytkownika.
Określenie analityczne
W kategorii Ustawienia projektowania ognioodporności należy wprowadzić wymagany czas trwania odporności ogniowej tfi,erf i interwał czasu Δt do obliczenia temperatury.
Przekrój może być przyjęty do projektowania jako narażony na działanie ognia ze wszystkich stron lub z trzech stron. Wpływa to na obliczenie temperatury elementu konstrukcyjnego i określenie współczynników obliczeniowych zgodnie z [1]. W przypadku narażenia na działanie ognia z trzech stron można zdefiniować szerokość chronionej strony w sposób zdefiniowany przez użytkownika lub użyć automatycznego określenia: W tym przypadku przyjmuje się w uproszczeniu, że jedna strona na całej szerokości przekroju jest chroniona i nie jest narażona na działanie ognia (typowy przypadek zastosowania dla belki z leżącą na niej płytą betonową).
Jeśli przekrój jest chroniony przed oddziaływaniem ognia za pomocą określonych środków, w kategorii Odporność ogniowa należy zaznaczyć pole kontrolne 'Zdefiniuj parametry odporności ogniowej'.
Na liście 'Typ ochrony' dostępne są dwie możliwości wyboru:
- Okładzina dopasowana do profilu: okładzina o stałej grubości dostosowana do konturu przekroju (np. tynk lub okładzina płytowa)
- Obudowa skrzynkowa: prostokątna obudowa zewnętrzna przekroju
Należy podać właściwości materiału i grubość okładziny. Określenie temperatury odbywa się z uwzględnieniem tych parametrów zgodnie z [1] 4.2.5.2. Jako materiały ochrony ogniowej zgodnie z [1] wchodzą w grę wyłącznie materiały płytowe i tynki. Analiza z użyciem tego schematu nie jest dopuszczalna dla powłok o działaniu izolacyjnym lub powłok pęczniejących, ponieważ te okładziny zmieniają swoje właściwości w zależności od temperatury.
W kategorii Krzywa temperatura-czas do określenia temperatury gazów należy zdefiniować, która krzywa temperatura-czas ma zostać użyta:
- Krzywa normalna temperatura-czas
- Krzywa pożaru zewnętrznego
- Krzywa pożaru węglowodorowego
W szczegółach analizy można wyświetlić przebieg temperatury na Wykres temperatura-czas.
W sekcji Oddziaływania termiczne do analizy temperatury współczynniki używane do obliczania temperatury są wstępnie ustawione zgodnie z wartościami zalecanymi według EN 1993-1-2 [1] i EN 1991-1-2 [2]. Można je w razie potrzeby dostosować.
Korzystny wpływ cynkowania ogniowego na określenie temperatury stali można uwzględnić poprzez dostosowanie emisyjności powierzchni. W tym celu należy aktywować pole kontrolne 'Powierzchnia ocynkowana pręta ze stali węglowej'. Przy określaniu temperatury stali uwzględniana jest niższa emisyjność powierzchni ocynkowanej εm,lim aż do ustawionej temperatury granicznej tlim. Przy wyższych temperaturach stosowana jest wówczas emisyjność powierzchni stali węglowej εm. To postępowanie odpowiada ustaleniom wytycznej DASt-Richtlinie 027 Określanie temperatury elementów konstrukcyjnych stalowych ocynkowanych ogniowo w przypadku pożaru, której wartości są wstępnie ustawione.
Definicja ręczna
Jeśli chcą Państwo podać temperaturę stali bezpośrednio, na liście (patrz rysunek Nowa konfiguracja odporności ogniowej) należy wybrać opcję Ręcznie. Następnie należy wprowadzić temperaturę końcową materiału Θa , dla której ma zostać przeprowadzona analiza odporności ogniowej.
Do określenia współczynnika k1 według [1] 4.3.3 dla nierównomiernego rozkładu temperatury w analizie zginania, także przy ręcznej definicji temperatury wymagane jest podanie ekspozycji ogniowej (ze wszystkich stron lub z trzech stron, ewentualnie ze środkami ochrony ogniowej). Współczynnik k2 dla nierównomiernego rozkładu temperatury wzdłuż długości belki jest przyjmowany dla wszystkich przypadków po bezpiecznej stronie jako 1,0.
Temperatura krytyczna
Oprócz czystej analizy odporności ogniowej program oferuje również możliwość określenia temperatury krytycznej dla analizy przekroju. Ta wartość reprezentuje temperaturę, która maksymalnie może zostać osiągnięta, aby pręt lub zestaw prętów mógł jeszcze oprzeć się oddziaływaniom. W tym celu należy zaznaczyć pole kontrolne Oblicz temperaturę krytyczną wg EN 1993-1-2, 4.2.4(2).
Po obliczeniu temperatura krytyczna Θa,cr dla każdej analizy jest wyświetlana w Szczegóły analizy. Dla analiz stateczności ta możliwość, jak wspomniano, nie jest dostępna.
Wskazówki dotyczące analizy odporności ogniowej
Podstawowe ustawienia dla analiz nośności (na przykład analiza sprężysta czy plastyczna) lub dla analiz stateczności (na przykład punkt przyłożenia obciążenia) są przejmowane również dla analiz odporności ogniowej z Konfiguracje nośności obiektu. Zdefiniowane tam granice wykorzystania do ignorowania sił wewnętrznych i naprężeń obowiązują również dla analizy odporności ogniowej.
Sytuacja obliczeniowa
Analizy odporności ogniowej według EN 1993-1-2 [1] są przeprowadzane tylko dla sytuacji obliczeniowych, którym w tabeli wprowadzania danych Sytuacje obliczeniowe dla projektowania konstrukcji stalowych przypisany jest typ 'AGE' SGN (STR/GEO) - Wyjątkowa - Pożar'.
Ponieważ Metoda Ogólna do analizy stateczności według EN 1993-1-1 [2] 6.3.4 nie ma zastosowania normatywnego w analizach odporności ogniowej, analizy stateczności są przeprowadzane za pomocą Metody pręta zastępczego według EN 1993-1-2 [1] 4.2.3. Przy tym przypisane Długości efektywne są używane również do analizy odporności ogniowej. Nie następuje bezpośrednia redukcja modułu sprężystości: Redukcja jest uwzględniana w analizach stateczności poprzez współczynniki redukcyjne według [1].
Temperatura stali może być zadana w postaci obciążeń pręta dla obliczeń (patrz rozdział Obciążenia prętowe podręcznika RFEM).
Lokalne wyboczenie smukłych części przekroju może stanowić również miarodajną formę zniszczenia w przypadku pożaru. Analizy dla przekrojów klasy 4 są przeprowadzane w dodatku Projektowanie konstrukcji stalowych zgodnie z [1] Załącznik E. Analiza na wyboczenie przy ścinaniu smukłych środników nie jest obecnie zaimplementowana w analizach odporności ogniowej.
