Obliczenia dotyczące odporności ogniowej zostaną przedstawione na przykładzie z [3].
Przykład
Przykład obejmuje belkę drugorzędną stropu pośredniego. Aby zapobiec wyboczeniu skrętnemu, można przyjąć, że pas górny posiada podpory boczne. Wymagana klasa odporności ogniowej to R30. Układ konstrukcyjny pokazano na rysunku 01.
Przekrój
HEM 280, S235, Wpl, y = 2,966 cm³
obciążenie konstrukcji
gk = 16,25 kN/m (obciążenie stałe)
qk = 45,0 kN/m (kategoria obciążenia użytkowego G)
Projektowanie w normalnych warunkach temperaturowych
Decydującym działaniem jest moment w środku rozpiętości.
Klasyfikacja przekrojów
Klasyfikację przekrojów oparto na [4] , tabeli 5.2.
pas
środnik
Przekrój można przydzielić do klasy 1.
obliczeniowa nośność przy zginaniu
| [4] (6.13) |
Obliczenia
| [4] (6.12) |
Określanie temperatury stali
Wzrost temperatury w niezabezpieczonym elemencie stalowym
| [1] (4.25) |
Współczynnik przekroju niezabezpieczonego elementu stalowego
Współczynnik przekroju reprezentuje stosunek odsłoniętej powierzchni do objętości. W tym przypadku współczynnik przekroju jest równy obwodowi stalowego przekroju minus szerokość górnej półki, która jest zacieniowana przez strop, w stosunku do pola przekroju.
Współczynnik przekroju dla skrzynki obejmującej przekrój
Współczynnik korygujący uwzględniający efekt zacienienia dla dwuteownika
| [1] (4.26a) |
Standardowa krzywa temperatura-czas
| [2] (3.4) |
Ciepło właściwe
| Dla 20 ° C ≤ θa <600 ° C | |
| [1] (3.2a) | |
| Dla 600 ° C ≤ θa <735 ° C | |
| [1] (3.2b) | |
| Dla 735 ° C ≤ θa <900 ° C | |
| [1] (3.2c) | |
| Dla 900 ° C ≤ θa ≤ 1200 ° C | |
| [1] (3.2d) |
Przedział Δt dla metody skoków czasowych jest ustawiony na 5 s. Gęstość stali ρa = 7,850 kg/m³ zgodnie z [1] , sekcja 3.2.2 (1).
strumień ciepła netto
| [2] , (3.1) | |
| [2] , (3.2) | |
| [2] , (3.3) |
gdzie:
| αc | Współczynniki przenikania ciepła przez konwekcję dla standardowej krzywej temperatura-czas αc = 25 W/m²K | [2] , 3.2.1 (2) |
| εm | Emisyjność powierzchni elementu konstrukcyjnego εm = 0,7 | [1] , 4.2.5.1 (3) |
| εf | Emisyjność płomienia εf = 1,0 | [1] , 4.2.5.1 (3) |
| σ | stała Stephana -Boltzmanna σ = 5,67 ⋅ 10-8 W/m 2 K 4 | [2] , 3.1 (6) |
Φ | Współczynnik konfiguracji Φ = 1,0 | [2] , 3.1 (7) |
W przypadku temperatury stali θa oraz temperatury gazów pożarowych θg przyjmuje się, że temperatura początkowa jest temperaturą pokojową wynoszącą 20 ° C. Przyrost temperatury dla stali Δθa można obliczyć krok po kroku dla każdego przedziału czasowego Δt. Temperatura stali dla następnego kroku czasowego jest otrzymywana z sumy temperatury stali z poprzedniego kroku i nagrzania Δθa. Rysunek 02 pokazuje częściowy widok zmian temperatury stali.
Zatem decydująca temperatura stali w momencie t = 30 min wynosi θa = 591 ° C.
Projektowanie pod kątem sytuacji pożarowych
Decydujące działanie
Do obliczeń odporności ogniowej należy wykorzystać przypadkową sytuację obliczeniową. Decydującym działaniem jest moment w środku rozpiętości.
Klasyfikacja przekrojów
Do celów niniejszych uproszczonych reguł przekroje można sklasyfikować tak, jak do obliczeń w temperaturze normalnej, ze zredukowaną wartością ε, jak pokazano w [1] , równaniu (4.2).
pas
środnik
Przekrój można przydzielić do klasy 1.
obliczeniowa nośność przy zginaniu
Przy określaniu wartości obliczeniowej nośności na zginanie ze względu na podwyższoną temperaturę konieczne jest zmniejszenie granicy plastyczności. Dla temperatury stali θa = 591 ° C współczynnik redukcyjny dla granicy plastyczności interpolowany z [1] , tabela 3.1 wynosi:
W przypadku niezabezpieczonej belki z płytą żelbetową z jednej strony i narażeniem na ogień z trzech stron, współczynnik adaptacji κ1 zgodnie z [1] , 4.2.3.3 (7) wynosi:
κ1 = 0,7
Temperatura jest rozłożona równomiernie na całej długości. Współczynnik korygujący κ2 zgodnie z [1] , 4.2.3.3 (8) skutkuje:
κ2 = 1,0
Z obliczeniowej wartości nośności na zginanie przy równomiernym rozkładzie temperatury zgodnie z [1] , 4.2.3.3 (4.8) wynika:
Z obliczeniowej wartości nośności na zginanie przy nierównomiernym rozkładzie temperatury zgodnie z [1] , 4.2.3.3 (4.10) wynika:
Obliczenia
| [1] (4.1) |
RF-STEEL EC3
Przykład jest obliczany w RF-/STEEL EC3. Odpowiednie pliki modeli dla programów RFEM i RSTAB można pobrać na końcu tego artykułu.
Dane ogólne: Zostanie zaprojektowany pręt 1. W przypadku obliczeń w normalnej temperaturze należy wybrać kombinacje obciążeń dla stałej/przejściowej sytuacji obliczeniowej zgodnie z równaniem 6.10 w zakładce „Stan graniczny nośności” oraz kombinacje obciążeń dla sytuacji wyjątkowej obliczeniowej zgodnie z równaniem 6.11c dla obliczeń odporności ogniowej w zakładka „Odporność ogniowa” (Rysunek 03).
Długości efektywne - Pręty: Zapobiega się wyboczeniom skrętnym i giętno-skrętnym, dzięki czemu odpowiednie pole wyboru jest odznaczone w oknie „1.5 Długości efektywne-Pręty” (Rysunek 04).
Szczegóły: Wymagany czas odporności ogniowej, krzywa temperatury oraz współczynniki do określenia strumienia ciepła netto są definiowane w zakładce „Odporność ogniowa” w oknie dialogowym „Szczegóły” (Rysunek 05).
Odporność na ogień - pręty: W oknie „1.10 Odporność ogniowa - Pręty” należy zdefiniować parametry odporności ogniowej, takie jak ekspozycja na ogień i środki ochrony przeciwpożarowej (Rysunek 06). Niezabezpieczona belka jest wystawiona na działanie ognia z trzech stron.
Wyniki: Wyniki są wyświetlane po obliczeniach (Rysunek 07). W tabeli „Szczegóły” wyświetlane są również wartości pośrednie istotne dla obliczeń odporności ogniowej, takie jak temperatura stali.
.png?mw=600&hash=49b6a289915d28aa461360f7308b092631b1446e)
