Dimensionamento ao Fogo
O dimensionamento ao fogo é regulamentado na norma DIN EN 1993 Parte 1-2. No capítulo 4.2, são apresentados "Métodos Simples de Dimensionamento", que constituem a base para o dimensionamento no RSTAB 9 e RFEM 6.
Nesse contexto, a nível de componente, os esforços são comparados com as capacidades. Os esforços devido ao aumento da temperatura são determinados com base em curvas de temperatura (curvas de incêndio nominais). Os esforços são determinados na situação de dimensionamento excepcional com coeficientes de segurança parciais reduzidos. As resistências são consideradas por uma diminuição das propriedades do material devido à temperatura aumentada.
Temperatura Crítica do Componente Θa,cr
Além dos métodos de verificação mencionados, na EN 1993-1-2, capítulo 4.2.4, descreve-se o método de verificação ao nível da temperatura com base na temperatura crítica do componente. Isso se torna relevante quando sistemas de proteção contra fogo reativos são aplicados no aço e suas espessuras de camada devem ser determinadas.
A temperatura crítica do componente é aquela temperatura máxima que não deve ser excedida para que a barra ou conjunto de barras analisado resista aos esforços. O fator determinante é a menor temperatura crítica do componente por componente.
A equação para determinar Θa,cr é:
O parâmetro para determinar a temperatura crítica do componente é o grau de utilização μ0, que representa a relação entre os esforços sob exposição ao fogo Efi,d e as resistências no início (t = 0) do incêndio Rfi,d,0. A temperatura crítica do componente é, portanto, independente do dimensionamento ao fogo, onde as resistências são determinadas em função da duração do incêndio ou curvas de temperatura etc.
O gráfico funcional de Θa,cr tem o seguinte curso:
Os graus de utilização μ0 podem ser determinados a partir de métodos de verificação elásticos ou plásticos.
Limitações de Aplicação, Condições de Contorno
Para o cálculo da temperatura crítica do componente no RFEM 6, aplicam-se as seguintes restrições:
- não aplicável se critérios de deformação forem determinantes,
- não aplicável se influências de estabilidade precisarem ser consideradas,
- graus de utilização μ0 < 0,013 não devem ser aplicados.
- Existem componentes com classe de seção transversal 1, 2 ou 3 ou componentes sujeitos a tração.
- O componente é uniformemente aquecido ao longo de toda a seção transversal.
Exemplo de Cálculo
Usando o exemplo de uma viga de vão simples, será mostrada a determinação da temperatura crítica do componente para a verificação de tensão de corte e tensão normal:
| Material | Aço S235 |
| Vão | L = 2 m |
| Carga Permanente | g = 3 kN/m |
| Carga de Tráfego | p = 5 kN/m |
| Situação de Dimensionamento | EN 1990; EST - Excepcional - ψ2,1 |
| Coeficientes de Segurança Parciais | ψ2,1 = 0,3 |
| Formato de Verificação | elástico/elástico |
| Seção Transversal | HEA 140 - DIN 1025-3 |
| Momento Estático Máximo | max. Sy = 86,77 cm3 (determinado com RSECTION 1) |
| Momento de Inércia | Iy = 1033,34 cm4 (determinado com RSECTION 1) |
| Momento de Resistência | Wy = 155,4 cm3 |
| Espessura da Alma | tw = 0,55 cm |
Verificação de Tensão de Cisalhamento:
Verificação de Tensão Normal:
A temperatura crítica mínima do componente é determinante:
Exemplo de Aplicação no RFEM 6
Para realizar um dimensionamento ao fogo no RFEM 6, é necessário atribuir aos componentes a serem dimensionados, no Add-On Dimensionamento de Aço, uma configuração de capacidade de carga além da configuração de proteção contra incêndio como pré-requisito para o dimensionamento ao fogo.
As combinações de carga na situação de dimensionamento para o dimensionamento ao fogo são determinadas com base na situação de dimensionamento excepcional ψ2,1 de acordo com EN 1990 | 2010-04.
No modelo de exemplo anexado, é atribuída uma configuração para dimensionamento ao fogo às barras nº 1 e 2. No diálogo base, sob os parâmetros de dimensionamento, é selecionada a determinação da temperatura crítica do componente.
A decisão de se as verificações de seção transversal no dimensionamento ao fogo são conduzidas de forma elástica ou plástica é feita na configuração de capacidade de carga: Aba 'Base|Barras' - Opções - Dimensionamento Elástico (também para seções de Classe 1 e 2). Ao selecionar esta opção, o dimensionamento é feito de forma elástica, caso contrário, se possível, o dimensionamento é feito de forma plástica.
Após o cálculo do dimensionamento de aço, nos detalhes dos resultados, além dos resultados para o dimensionamento ao fogo, aparece também a determinação da temperatura crítica do componente.
Verificação das Limitações de Aplicação no RFEM 6
As limitações de aplicação quanto à restrição às classes de seção transversal de 1 a 3, bem como a restrição ao grau de utilização mínimo μ0,min = 0,013, são automaticamente verificadas pelo RFEM 6. Se esses limites forem excedidos, são emitidas as devidas notificações.
Para baixar os modelos utilizados, veja 'Modelos para Download' no final da página da web ou clique nas imagens a seguir.
