É dimensionado um pilar interior no primeiro andar de um edifício de três andares. O pilar é monolítico e encontra-se unido à viga superior e à inferior. O método simplificado de dimensionamento de resistência ao fogo A para pilares segundo a DIN EN 1992-1-2 é verificado e os resultados são comparados com a [1].
| Material | Betão C35/45 | Valor de cálculo da resistência à compressão do betão | fcd | 19.900 | N/mm2 |
| Aço de armadura B500S(B) | Valor de cálculo da tensão de cedência | fyd | 434.783 | N/mm2 | |
| Geometria | Estrutura | Comprimento do pilar | lcolumn | 4.200 | m |
| Secção transversal | Altura | h | 200 | mm | |
| Largura | b | 200 | mm | ||
| Área da secção transversal | Ac | 400 | mm2 | ||
| Cargas | Cargas permanentes | CC1 | Gk | 363.000 | kN |
| CC2 | Sk | 30.000 | kN | ||
| CC3 | Qk | 150.000 | kN |
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Configurações do RFEM
- O método simplificado segundo o Capítulo 5 é ativado como método para a verificação da resistência ao fogo.
- Permanente e transitória para temperatura normal segundo 2.4.2(2) é o tipo de situação de dimensionamento para cargas de fogo.
- O fator de redução do nível de carga de cálculo ηfi é estabelecido em 0,61.
- A encurvadura por flexão ky para verificação da resistência ao fogo é definida como 0,5.
Resultados
- Forças internas
A combinação de carga governante: 1,35·LC1 + 0,75·CC2 + 1,5·CC3
Força normal NEd [kN] RFEM Solução analítica Razão 737.550 738.000 1.00
- Comprimento efetivo e esbelteza
'Comprimento efetivo e esbelteza Parâmetro Descrição Unidade RFEM Solução analítica Razão ky Fator de comprimento efetivo – 1.000 1.000 1.00 l0 Comprimento eficaz m 4.200 4.200 1.00 l0 Comprimento efetivo m 4.200 4.200 1.00 n Força normal relativa – 0.930 0.932 1.00 iy Raio de giração – 57.700 57.700 1.00 λ Esbelteza – 72.746 73.000 0.99
- Armadura necessária
Parâmetro Descrição Unidade RFEM Solução analítica Razão As,min Área mínima da armadura longitudinal cm2 2.540 2.540 1.00 As,req armadura necessária cm2 12.480 12.400 1.00
- Verificação da resistência ao fogo
O edifício onde o pilar se encontra é considerado como classe de edificação 4. Os requisitos para o pilar é, portanto, uma duração de resistência ao fogo de pelo menos R60. Primeiro, é calculada a dimensão da secção mínima segundo o método simplificado A para pilares segundo a 5.3.2(1), Tabela 5.2(a):
Dimensão mínima da secção e distância do eixo da barra de aço segundo a 5.3.2(1) Tabela 5.2a Parâmetro Descrição Unidade RFEM Solução analítica Razão ηfi Fator de redução do nível de carga de cálculo para situação de fogo – 0.610 0.614 1.00 NEd,fi Força axial na secção devido à carga para a verificação da resistência ao fogo kN 452.856 453.000 1.00 NRd Capacidade do pilar kN 798.835 800.000 1.00 μfi Relação de utilização na situação de fogo kN 0.570 0.566 1.00 bmin,req Dimensão mínima da secção transversal necessária mm 216.7 217.0 1.00 am,req Distância mínima necessária mm 39.3 39.3 1.00
Além disso, é determinada a duração mínima de fogo R. Esta é calculada da seguinte forma:
A seguinte equação é utilizada para calcular a resistência ao fogo determinada com base na capacidade de resistência Rη,fi:
Para fins de simplificação, a literatura assume que μfi = ηfi. Portanto, é necessário recalcular Rη,fi usando a relação de utilização real em situação de fogo μfi para poder compará-lo com os resultados do RFEM:
| Duração mínima do fogo segundo a Eq. 5.7 | |||||
| Parâmetro | Descrição | Unidade | RFEM | Solução analítica | Razão |
| μfi | Relação de utilização numa situação de fogo | kN | 0.570 | 0.570 | 1.00 |
| ω | Relação de armadura mecânica | – | 0.689 | 0.690 | 1.00 |
| Rη,fi | Resistência ao fogo determinada com base na capacidade de resistência | – | 35.948 | 35.690 | 1.00 |
| Ra | Resistência ao fogo determinada com base no cobrimento da armadura | – | 16.000 | 16.000 | 1.00 |
| Ri | Resistência ao fogo determinada com base no comprimento de encurvadura | – | 27.840 | 27.800 | 1.00 |
| Rb | Resistência ao fogo determinada com base na dimensão da secção transversal | – | 18.000 | 18.000 | 1.00 |
| Rn | Resistência ao fogo determinada com base no número de barras | – | 0 | 0 | 1.00 |
| R | Tempo de resistência ao fogo | min | 83 | 82 | 1.01 |