Projeto de Incêndio Estrutural de acordo com EN 1993-1-2 (Curvas de Incêndio)

Artigo técnico

Utilizando o RF- / STEEL EC3 , pode aplicar curvas nominais de temperatura-tempo no RFEM ou no RSTAB . A curva tempo-temperatura padrão (ETK), a curva externa de incêndio e a curva de incêndio de hidrocarbonetos são implementadas. Além disso, o programa oferece a opção de especificar diretamente a temperatura final do aço. Esta temperatura do aço pode ser calculada utilizando a curva de temperatura-tempo paramétrica, conforme descrito no anexo da EN 1992‑1‑2. As diferentes exposições ao fogo são explicadas neste artigo.

Fogo

O fogo é uma ação sobre a estrutura e, portanto, é regulado com todas as condições de contorno na EN 1991‑1‑2. Este padrão também inclui todas as curvas nominais de tempo-temperatura e modelos simples de fogo natural que podem atuar em uma estrutura.

Curvas nominais de temperatura-tempo

Ao longo dos anos, muitos testes de fogo foram feitos para avaliar o comportamento dos componentes estruturais no caso de incêndio. Durante os testes, foi possível determinar o desenvolvimento de um incêndio ao longo do tempo, bem como a curva de temperatura, dependendo da carga de incêndio e dos componentes e materiais.

Estas curvas de temperatura-tempo são aplicáveis apenas até um certo ponto, pois não incluem fase de desenvolvimento de incêndio nem fase de resfriamento. Devido a esses testes e para uma avaliação uniforme padronizada, uma lei de temperatura e tempo baseada em acordos internacionais foi codificada. A EN 1991‑1‑2 apresenta três conceitos de curva de incêndio que podem ser utilizados para o método simplificado de acordo com a EN 1993‑1‑2.

Figura 01 - Conceitos da Curva de Incêndio Conforme EN 1991‑1‑2

Curva de tempo e temperatura padrão (ETK):
$ \ begin {array} {l} {\ mathrm \ Theta} _ \ mathrm g \; = \; 20 \; + \; 345 \; \ cdot \; \ log_ {10} (8 \; \ cdot \; \ mathrm t \; + \; 1) \\ {\ mathrm \ alpha} _ \ mathrm c \; = \; 25 \; \ cdot \; \ frac {\ mathrm W} {\ mathrm m \; \ cdot \ ; \ mathrm K} \ end {array} $
Curva Externa de Incêndio
$ \ begin {array} {l} {\ mathrm \ Theta} _ \ mathrm g \; = \; 660 \; \ cdot \; (1 \; - \; 0,687 \; \ cdot \; \ mathrm e ^ { 0.32 \ cdot \ mathrm t} \; - \; 0.313 \; \ cdot \; \ mathrm e ^ {- 3.8 \ cdot \ mathrm t}) \; 20 \\ {\ mathrm \ alpha} _ \ mathrm c \; = \; 25 \; \ cdot \; \ frac {\ mathrm W} {\ mathrm m \; \ cdot \; \ mathrm K} \ end {array} $
Curva de Incêndio Hidrocarboneto
$ \ begin {array} {l} {\ mathrm \ Theta} _ \ mathrm g \; = \; 1.060 \; \ cdot \; (1 \; - \; 0.325 \; \ cdot \; \ mathrm e ^ { -0.167 \ cdot \ mathrm t} \; - \; 0.675 \; \ cdot \; \ mathrm e ^ {- 2.5 \ cdot \ mathrm t}) \; + \; 20 \\ {\ mathrm \ alpha} _ \ mathrm c \; = \; 50 \; \ cdot \; \ frac {\ mathrm W} {\ mathrm m \; \ cdot \; \ mathrm K} \ end {array} $

Além disso, existe uma curva de incêndio parametrizada, mas esta destina-se a ser utilizada para o projeto geral de proteção contra incêndio de acordo com EN 1993‑1‑2. Neste caso, a curva tempo-temperatura padrão é a curva de incêndio mais utilizada, pois a maioria dos estudos experimentais em materiais de proteção contra incêndio foram realizados de acordo com essa curva. Em contraste, a curva externa de incêndio não é de grande importância, pois a temperatura desta curva sobe para 660 ° C e, portanto, não é adequada para um tempo maior de exposição ao fogo com o material de proteção contra incêndio. A curva de incêndio de hidrocarbonetos é semelhante à curva de incêndio do túnel, uma vez que a temperatura desta curva sobe para 1.350 ° C e o aumento é ainda mais acentuado do que o de qualquer outra curva de incêndio.

Exposição Paramétrica ao Fogo

Se a exposição paramétrica ao fogo for usada como cenário de incêndio, o efeito de redução de carga do componente estrutural deve ser assegurado. Nenhuma falha do componente deve ocorrer durante a fase de incêndio, incluindo a fase de resfriamento ou dentro do tempo necessário de resistência ao fogo. O Apêndice A da EN 1991‑1‑2 fornece uma curva de temperatura-tempo paramétrica. Este cenário de incêndio não é mais permitido na Alemanha, pois existe o Anexo Nacional vinculativo da EN 1991‑1‑2 que deve ser aplicado. Esse cenário foi substituído pelo design fire, que permite uma descrição completa de um possível cenário de incêndio, ou seja, da fase de desenvolvimento ao longo da fase de incêndio do compartimento até a fase de decaimento.

Figura 02 - Curvas Paramétricas de Temperatura-Tempo de acordo com EN 1991-1-2 / NA

As seções da curva são limitadas por pontos distintos que resultam na distribuição da taxa de liberação de calor. Ao determinar os valores de temperatura, é necessário distinguir entre incêndios controlados por ventilação e incêndios controlados por combustível. Além disso, a aplicação deste modelo de fogo natural é limitada. Aplica-se a áreas de superfície com uma área de até 400 m² e uma altura de até 6 m. No caso dos fogos de projeto controlados por ventilação, o valor característico da taxa máxima de liberação de calor pode ser calculado usando as equações fornecidas no Apêndice A.

Referência

[1] Eurocódigo 1: Ações em estruturas - Parte 1‑2: Ações gerais - Ações de incêndio em estruturas ; EN 1991‑1‑2: 2002 + AC: 2009
[2] Anexo Nacional - Parâmetros determinados a nível nacional - Eurocódigo 1: Acções sobre estruturas - Parte 1‑2: Acções gerais - Acções em estruturas expostas ao fogo ; DIN EN 1991‑1‑2 / NA: 2015‑09
[3] Eurocódigo 3: Projeto de estruturas de aço - Parte 1-1: Regras gerais e regras para edifícios ; EN 1993‑1‑1: 2005 + AC: 2009
[4] Anexo Nacional - Parâmetros determinados a nível nacional - Eurocódigo 3: Projeto de estruturas de aço - Parte 1‑1: Regras gerais e regras para edifícios ; DIN EN 1993‑1‑1 / NA: 2015‑08
[5] Eurocódigo 3: Projeto de estruturas de aço - Parte 1‑2: Regras gerais - Projeto estrutural de incêndio ; EN 1993‑1‑2: 2005 + AC: 2009
[6] Anexo Nacional - Parâmetros determinados a nível nacional - Eurocódigo 3: Projeto de estruturas de aço - Parte 1‑2: Regras gerais - Projeto estrutural de incêndio ; DIN EN 1993‑1‑2 / NA: 2010‑12

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RSTAB 8.xx

Programa principal

Software de engenharia para o dimensionamento de estruturas reticuladas de pórticos, barras e treliças, com cálculos lineares e não-lineares de esforços internos, deformações e reações de apoio

Preço de primeira licença
2.550,00 USD
RFEM Estruturas de Aço
RF-STEEL EC3 5.xx

Módulo adicional

Dimensionamento de barras em aço de acordo com o Eurocódigo 3

Preço de primeira licença
1.480,00 USD
RSTAB Estruturas em aço
STEEL EC3 8.xx

Módulo adicional

Dimensionamento de barras de aço de acordo com o Eurocódigo 3

Preço de primeira licença
1.480,00 USD