Verificações da resistência ao fogo para componentes de aço com galvanização por imersão a quente no RFEM 6/RSTAB 9

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, na Alemanha, 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 assumido 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 Institut für Feuerverzinken.

Determinar a temperatura no momento da verificação do dimensionamento no módulo Steel Design

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 necessário e o valor de exposição ao fogo. Pode ajustar os coeficientes utilizados para determinar a temperatura na secção 'Ações térmicas para análise de temperatura'. Como configuração padrão, são fornecidos inicialmente valores de acordo com a 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 do 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. Além disso, o diagrama temperatura-tempo está disponível para cada barra.

Verificação da resistência ao fogo no módulo 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 dos componentes são realizadas no módulo de acordo com a EN 1993-1-2, secção 4.2.3. O primeiro passo é determinar a temperatura descrita 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.

No exemplo a seguir, é analisada uma viga de piso com exposição ao fogo em três lados. Devido a uma situação de dimensionamento não habitual, 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%.

Para uma duração de incêndio de 30 minutos (R30), resulta uma temperatura dos componentes de 675 ° C para um HEM 180 sem utilização de galvanização por imersão a quente. A esta temperatura, apenas 41% da capacidade de carga está disponível para o dimensionamento da secção. O dimensionamento não é, portanto, cumprido para a viga de exemplo. Medidas de proteção contra incêndio teriam de ser previstas ou ter sido selecionado um perfil de maior dimensão.

Com a galvanização por imersão a quente, a temperatura do componente é de apenas 567 ° C e 61% da capacidade de carga ainda está disponível no momento da verificação. Isto significa que as verificações 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.