Verificação da resistência ao fogo de acordo com a EN 1993-1-2 (resistência paramétrica ao fogo)

Artigo técnico

Com o RF-STEEL EC3 é possível utilizar curvas temperatura-tempo nominais no RFEM ou no RSTAB. Estão implementadas a curva de temperatura integrada (ETC), a curva de incêndio externa e a curva de incêndio de hidrocarboneto. Além disso, existe também a possibilidade no programa de especificar uma temperatura final do aço. Esta temperatura do aço pode ser calculada, por exemplo, com uma curva de temperatura-tempo paramétrica, como disponível no anexo da EN 1992-1-2. A carga de incêndio paramétrica é explicada a seguir.

Resistência paramétrica ao fogo

Se for utilizada uma carga paramétrica de incêndio como cenário de incêndio, o efeito de redução de carga do componente tem de ser garantido. O componente pode não falhar durante toda a fase de incêndio, incluindo a fase de arrefecimento ou dentro de um período de resistência requerido.

No Anexo A da EN 1991-1-2 é dada uma curva de temperatura-tempo paramétrica. Este cenário de incêndio já não é permitido na Alemanha porque existe um anexo nacional para a EN-1991-1-2, que tem de ser utilizado obrigatoriamente.

Este cenário foi substituído por um incêndio de dimensionamento. Com esta curva é possível descrever completamente um possível cenário de incêndio, isto é, desde a fase de início do incêndio, passando pela fase de fogo total até à fase de declínio. As secções de curva são limitadas por pontos proeminentes, o que resulta na distribuição da taxa de libertação de calor. Contudo, ao determinar os valores de temperatura, tem de ser feita uma distinção entre os incêndios controlados por ventilação e os incêndios controlados por carga de incêndio. Além do mais, este modelo de fogo natural é de uso limitado. O modelo de fogo natural aplica-se a áreas de base com até 400 m² e a uma altura de até 6 m. Para incêndios de cálculo controlados por ventilação, é permitido calcular o valor característico da taxa de libertação de calor máxima de acordo com a seguinte equação.

${\overset.{\mathrm Q}}_{\max,\mathrm v,\mathrm k}\;=\;1,21\;\cdot\;{\mathrm A}_{\mathrm W}\;\cdot\;\sqrt{{\mathrm h}_{\mathrm W}}$

Para os incêndios de cálculo controlados por cargas de incêndio, o valor característico da taxa de libertação de calor máxima pode ser calculado de acordo com a seguinte equação.

${\overset.{\mathrm Q}}_{\max,\mathrm f,\mathrm k}\;=\;0,25\;\cdot\;{\mathrm A}_{\mathrm f}$

O valor de cálculo da taxa de libertação de calor máxima resulta de:

${\overset.{\mathrm Q}}_{\max,\mathrm d}\;=\;{\mathrm\gamma}_{\mathrm{fi},\overset.{\mathrm Q}}\;\cdot\;\min\left\{\begin{array}{l}{\overset.{\mathrm Q}}_{\max,\mathrm v,\mathrm k}\\{\overset.{\mathrm Q}}_{\max,\mathrm f,\mathrm k}\end{array}\right.$

Figura 01 - Representação esquemática da curva temperatura-tempo de acordo com o modelo de incêndio natural simplificado

Na norma EN 1991-1-2 são dadas as fórmulas para a determinação da temperatura de compartimento de incêndio. Estas podem ser encontradas no Anexo A.

Combinação de carga de incêndio paramétrica com a EN 1993-1-2

Com a ajuda desta temperatura no compartimento de incêndio é agora possível determinar a temperatura das secções através da combinação das temperaturas do compartimento de incêndio com a função para determinar a temperatura da viga dada na norma DIN EN 1993-1-2. Aqui, basta aplicar os valores de temperatura individuais da área de incêndio no cálculo.

Tenha em atenção que ΔΘ (gradiente de temperatura) não pode tornar-se negativo. Portanto, é limitado a um máximo de 0. A razão para isto é a fase de refrigeração, que não pode ser considerada com o método simplificado. Com este truque, também é possível considerar incêndios reais, o que permite um dimensionamento mais económico dos componentes estruturais.

Palavras-chave

Caso de incêndio Resistência ao fogo Dimensionamento da resistência ao fogo

Referência

[1]   EN 1993-1-2 (2005): Eurocode 3: Design of steel structures - Part 1-2: General rules - Structural fire design [Authority: The European Union Per Regulation 305/2011, Directive 98/34/EC, Directive 2004/18/EC]

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