Temat:
Obliczanie odporności ogniowej elementów stalowych z cynkowaniem ogniowym w RFEM 6/RSTAB 9
Uwagi:
Rozszerzenie Projektowanie konstrukcji stalowych umożliwia wymiarowanie stalowych elementów konstrukcyjnych na wypadek pożaru, z zastosowaniem prostych metod obliczeniowych, zgodnie z Eurokodem 3. Temperatura elementu w chwili wykrycia może być określana automatycznie na podstawie krzywych temperatura-czas określonych w normie. Oprócz rozważenia okładziny przeciwpożarowej, można również wziąć pod uwagę korzystne właściwości cynkowania ogniowego.
Opis:
Cynkowanie ogniowe stalowych elementów konstrukcyjnych jest zwykle stosowane jako środek ochrony przed korozją. Ponadto powierzchnia ocynkowana ogniowo ma również korzystny wpływ na obliczenie odporności ogniowej. Zgodnie z ustaleniami projektu badawczego przeprowadzonego na Politechnice w Monachium, cynkowanie ogniowe znacznie zmniejsza emisyjność powierzchni stali [1].
W zakresie temperatur do 500 °C zalecana jest emisyjność ε-m = 0,35 zamiast ε-m = 0,7 przyjętej globalnie w EN 1993-1-2. Wyniki te zostały również uwzględnione w niemieckich wytycznych dotyczących stali, tj. 027 DASt (Niemiecki Komitet ds. Konstrukcji Stalowych). Kolejnym celem jest włączenie do następnej generacji Eurokodów.
Zgodnie z EN 1993-1-2, emisyjność powierzchni elementu konstrukcyjnego jest kluczowym parametrem wpływającym na określenie temperatury elementu konstrukcyjnego. W zależności od ekspozycji na ogień, niższa emisyjność skutkuje niższymi temperaturami, a tym samym wyższą nośnością w momencie kontroli konstrukcji. Dzięki zastosowaniu cynkowania ogniowego często można osiągnąć odporność ogniową R30 (ekspozycja na ogień 30 minut) nawet bez dodatkowych środków ochrony przeciwpożarowej.
Więcej informacji na ten temat można znaleźć na stronie internetowej https://www.feuerverzinken.com/anwendungen/bauen/brandschutz Niemieckiego Instytutu Cynkowania Ogniowego].
Wyznaczanie temperatury w czasie wymiarowania w wymiarowaniu elementów stalowych
Zdefiniuj parametry do obliczania odporności ogniowej pręta w konfiguracji odporności ogniowej w module dodatkowym Steel Design. Aby określić odpowiednią temperaturę elementu w chwili sprawdzenia konstrukcji zgodnie z metodą analityczną, należy dobrać odpowiednią krzywą temperatury w czasie, wymagany czas odporności ogniowej oraz ekspozycję na ogień. W sekcji 'Oddziaływania termiczne dla analizy temperatury' można dostosować współczynniki używane do określania temperatury. Jako ustawienie domyślne początkowo podawane są wartości zgodnie z EN 1993-1-2. Aktywuj pole wyboru 'Ocynkowana powierzchnia pręta ze stali węglowej', aby uwzględnić niższą emisyjność do temperatury elementu równej 500 °C.
Pośrednie wartości dla określenia temperatury elementu są wyraźnie podane w szczegółach obliczeniowych obliczeń odporności ogniowej. Jako wynik dostępny jest również wykres temperatura-czas dla każdego pręta.
Wymiarowanie odporności ogniowej w module dodatkowym do wymiarowania konstrukcji stalowych
Podczas obliczania odporności ogniowej kombinacja przypadków obciążeń przeprowadzana jest dla wyjątkowego przypadku obliczeniowego. W porównaniu z kombinacją dla stanu granicznego nośności, częściowe bezpieczeństwo oraz współczynniki kombinacji są stosowane korzystniej. Utwórz inną sytuację obliczeniową typu 'Przypadkowa - psi-2.1' i aktywuj ją w obliczeniach konstrukcji stalowych.
W tej sytuacji obliczeniowej, zgodnie z EN 1993-1-2, rozdział 4.2.3, obliczenia elementu są przeprowadzane za pomocą modułu nadbudówki. Pierwszym krokiem jest określenie temperatury zgodnie z powyższym opisem. Następnie przeprowadza się obliczenia z uwzględnieniem współczynników redukcji związanych z temperaturą w zależności od temperatury elementu w momencie sprawdzania konstrukcji.
W poniższym przykładzie analizowana jest belka stropowa, w której z trzech stron wystawiona jest na działanie ognia. Ze względu na wyjątkową sytuację obliczeniową, obliczeniowa wartość momentu zginającego jest mniej więcej o połowę zmniejszona w porównaniu z SGN. Nośność w przypadku pożaru byłaby zatem podawana, gdyby spadek wytrzymałości związany z temperaturą w czasie kontroli obliczeniowej t był mniejszy niż 50%.
30-minutowa ekspozycja na ogień (R30) powoduje, że temperatura elementu wynosi 675 °C dla profilu HEM 180 bez cynkowania ogniowego. W takiej temperaturze do obliczenia przekroju dostępne jest tylko 41% nośności. Dlatego obliczenia dla przykładowej belki nie są spełnione. Należy zastosować środki ochrony przeciwpożarowej lub wybrać większy przekrój.
W przypadku cynkowania ogniowego temperatura elementu wynosi tylko 567 °C, a 61% nośności jest nadal dostępne w momencie sprawdzania projektu. Oznacza to, że warunki obliczeniowe są spełnione bez dodatkowych środków ochrony przeciwpożarowej. Wszystkie istotne wartości pośrednie i wzory użyte do obliczeń są wymienione w szczegółach obliczeniowych.
Więcej filmów:
► KB 001840 | Obliczenia odporności ogniowej elementów stalowych cynkowanych ogniowo w RFEM ...
.png?mw=600&hash=49b6a289915d28aa461360f7308b092631b1446e)
