Tema:
Verificações da resistência ao fogo para componentes de aço com galvanização por imersão a quente no RFEM 6/RSTAB 9
Notas:
Com o módulo Dimensionamento de aço, é possível dimensionar componentes de aço em caso de incêndio utilizando métodos de dimensionamento simples de acordo com o Eurocódigo 3. A temperatura do componente no momento da detecção pode ser determinada automaticamente de acordo com as curvas de temperatura-tempo especificadas na norma. Além de considerar um revestimento para a proteção contra incêndio, também é possível ter em consideração as propriedades benéficas da galvanização por imersão a quente.
Descrição:
A galvanização por imersão a quente de componentes de aço estrutural é normalmente utilizada como medida de proteção contra a corrosão. Além disso, uma superfície galvanizada por imersão a quente também tem um efeito vantajoso no dimensionamento da resistência ao fogo. De acordo com as conclusões de um projeto de investigação na Universidade Técnica de Munique, a emissividade da superfície de aço é significativamente reduzida pela galvanização por imersão a quente [1].
Num intervalo de temperaturas até 500 ° C, é recomendada uma emissividade de ε-m = 0,35 em vez de ε-m = 0,7 assumida globalmente na EN 1993-1-2. Esses resultados também foram incluídos em uma diretriz alemã de aço, que é a 027 do DASt (Comitê Alemão para a Construção em Aço). A incorporação na próxima geração dos Eurocódigos é outro objetivo.
A emissividade da superfície do componente estrutural é um parâmetro de influência essencial para a determinação da temperatura do componente de acordo com a EN 1993-1-2. Dependendo da exposição ao fogo, uma emissividade mais baixa resulta em temperaturas mais baixas e, consequentemente, numa capacidade de carga mais alta no momento da verificação do dimensionamento. Com a aplicação de galvanização por imersão a quente, é frequentemente possível atingir uma resistência ao fogo de R30 (exposição ao fogo de 30 minutos), mesmo sem outras medidas de proteção contra incêndio.
Mais informações sobre este tema podem ser encontradas na página web do Instituto Alemão de Galvanização por imersão a quente.
Determinação da temperatura no momento do dimensionamento no dimensionamento de aço adicional
Defina os parâmetros para a verificação da resistência ao fogo de uma barra dentro da configuração de resistência ao fogo no módulo Dimensionamento de aço. Para determinar a temperatura do componente relevante no momento da verificação de acordo com o método analítico, é necessário selecionar a curva de temperatura-tempo correspondente, o tempo de resistência ao fogo exigido e o valor de exposição ao fogo. Pode ajustar os coeficientes utilizados para determinar a temperatura na secção 'Ações térmicas para análise de temperaturas'. Como configuração padrão, são fornecidos inicialmente valores de acordo com a norma EN 1993-1-2. Ative a caixa de seleção 'Superfície galvanizada de barra de aço carbono' para considerar a emissividade mais baixa até a temperatura da componente de 500 °C.
Os valores intermédios para a determinação da temperatura dos componentes estão claramente listados nos detalhes do dimensionamento dos dimensionamentos da resistência ao fogo. Como resultado, também fica disponível o diagrama temperatura-tempo para cada barra.
Verificação da resistência contra incêndio no módulo de dimensionamento de aço
Na verificação da resistência ao fogo, a combinação de casos de carga é realizada para o caso de verificação acidental. Em comparação com a combinação para o estado limite último, o coeficiente de segurança parcial assim como os coeficientes de combinação são aplicados de forma mais favorável. Crie outra situação de dimensionamento do tipo 'Acidental - psi-2.1' e ative-a no dimensionamento do aço.
Para esta situação de dimensionamento, as verificações do dimensionamento dos componentes são realizadas com o módulo de acordo com a EN 1993-1-2, secção 4.2.3. O primeiro passo é determinar a temperatura como descrito acima. Em seguida, é realizado o dimensionamento tendo em consideração os fatores de redução relacionados com a temperatura de acordo com a temperatura do componente no momento da verificação do dimensionamento.
No exemplo a seguir, é analisada uma viga de piso com exposição ao fogo em três lados. Devido a uma situação de dimensionamento acidental, o valor de cálculo do momento fletor é reduzido para metade em comparação com o ULS. A capacidade resistente em caso de incêndio seria, portanto, dada se a diminuição da resistência relacionada com a temperatura no momento da verificação fosse inferior a 50%.
Uma exposição de 30 minutos ao fogo (R30) resulta numa temperatura dos componentes de 675 °C para um perfil HEM 180 sem a utilização de galvanização por imersão a quente. A tal temperatura, apenas 41% da capacidade de carga está disponível para o dimensionamento da secção. Portanto, o dimensionamento para a viga de exemplo não foi realizado. É necessário adotar medidas de proteção contra incêndio ou teria de ser selecionada uma secção maior.
Na galvanização por imersão a quente, a temperatura da peça é de apenas 567 °C e 61% da capacidade de carga ainda está disponível no momento da verificação. Isto significa que as verificações de dimensionamento são cumpridas sem quaisquer outras medidas de proteção contra incêndio. Todos os valores intermédios relevantes e as fórmulas utilizadas para o dimensionamento são listados nos detalhes de dimensionamento.
Mais vídeos:
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