Расчет на огнестойкость с помощью параметрической кривой температура-время согласно норме DIN EN 1991-1-2

Техническая статья

С помощью дополнительного модуля RF-/STEEL EC3 можно в программе RFEM или RSTAB применить номинальные кривые зависимости «температура - время». Дополнительно, можно в программе использовать также нормативные кривые «температура - время», кривую наружного сгорания и кривую углеводородного пожара. Кроме того, программа предоставляет возможность прямого ввода конечной температуры стали.

Данную температуру можно рассчитать, например, с помощью параметрической кривой «температура-время», согласно указаниям из проложения к норме DIN EN 1991-1-2. В следующей статье мы подробно объясним и продемонстрируем применение расчета с помощью параметрической кривой «температура-время».

Если в качестве пожарного сценария используется параметрическое действие факторов пожара, то всегда необходимо обеспечить несущую способность конструктивного элемента. На всех стадиях пожара, включая стадию охлаждения, а также до достижения заданного предела огнестойкости, конструктивный элемент не должен выйти из работы. Так называемая параметрическая кривая зависимости «температура - время» затем приводится в норме EN 1991-1-2 в приложении A. Однако, данный сценарий пожара не разрешается применять в Германии, поскольку там является обязательным немецкое национальное приложение к норме EN-1991-1-2, в котором он был заменен расчетом на огнестойкость. С помощью данной кривой можно подробно описать сценарий возможного пожара, т.е. от стадии возгорания, включая развитую стадию пожара, вплоть до стадии затухания. Отдельные отрезки кривой ограничены характерными точками, которые показывают скорость тепловыделения. Однако при установлении значений температуры необходимо различать пожары, определяемые условиями вентиляции, и пожары, определяемые горючей нагрузкой. Кроме того, данная модель естественного пожара имеет ограниченное применение. Ее можно использовать для общей площади до 400 м² и высоты до 6 м. У моделей пожаров, определяемых условиями вентиляции, характеристическое значение максимальной скорости тепловыделения можно рассчитать по следующим уравнениям.

Pисунок 01 - Диаграмма зависимости температуры от времени при использовании упрощенной модели естественного пожара.

Для расчета температуры в стальном сечении можно применить, например, Microsoft Excel. В разделе Загрузки вы найдете макрос Excel, который служит для расчета температуры. Полученное с помощью расчета значение можно применить непосредственно в дополнительном модуле.

Процесс расчета

Программа сначала на основе исходных значений рассчитает площадь покрытия, коэффициент открытости и отдельные коэффициенты термического проникновения, которые затем усредняются. После этого различается пожар, определяемый условиями вентиляции или определяемый горючей нагрузкой. Программа определяет тип пожара самостоятельно на основе сравнения значений Qmax,v и Qmax,f. На следующем этапе отдельные отрезки времени и соответствующие значения температуры рассчитываются с применением эталонной плотности пожарной нагрузки q = 1300 МДж/м². После расчета исходных диапазонов температур выполняется сравнение с имеющейся пожарной нагрузкой и исходной пожарной нагрузкой для расчета реальных диапазонов времени и соответствующих значений температуры. Расчет отдельных точек выполняется с помощью цикла. Кроме того, программа содержит типовой график изменения температуры (ETK), тем самым можно сразу же произвести сравнение со сценарием естественного пожара.

Результаты расчета

Расчет показывает, что естественный пожар протекает менее интенсивно, чем в случае ETK, хотя для модели естественного пожара была выбрана очень высокая плотность пожарной нагрузки. Нагревание участка пожара также происходит более медленно, чем в случае ETK, что более соответствует реальному положению. Продолжительность сценария естественного пожара, как правило, значительно дольше, чем требуется, поскольку он всегда содержит стадию охлаждения. Стадия охлаждения включает в себя выгорание участка пожара и может быть значительно сокращена, например, за счет процесса тушения.

Pисунок 02 - Сценарий естественного пожара

Ключевые слова

Расчет на огнестойкость Пожарная кривая Огнестойкость

Литература

[1]   EN 1991-1-2 (2002): Eurocode 1: Actions on structures - Part 1-2: General actions - Actions on structures exposed to fire [Authority: The European Union Per Regulation 305/2011, Directive 98/34/EC, Directive 2004/18/EC]

Загрузки

Ссылки

Контакты

Свяжитесь с Dlubal

У вас есть какие-либо вопросы по нашим программам или вам просто нужен совет?
Тогда свяжитесь с нами через бесплатную поддержку по электронной почте, в чате или на форуме или ознакомьтесь с различными решениями и полезными предложениями на страницах часто задаваемых вопросов.

+49 9673 9203 0

info@dlubal.com

RFEM Основная программа
RFEM 5.xx

Основная программа

Программное обеспечение для расчета конструкций методом конечных элементов (МКЭ) плоских и пространственных конструктивных систем, состоящих из плит, стен, оболочек, стержней (балок), тел и контактных элементов

Цена первой лицензии
3 540,00 USD
RFEM Металлоконструкции
RF-STEEL EC3 5.xx

Дополнительный модуль

Расчет стальных стержней по норме Eврокод 3

Цена первой лицензии
1 480,00 USD
RSTAB Основная программа
RSTAB 8.xx

Основная программа

Программное обеспечение для расчета конструкций рам, балок и ферм, выполняющее линейные и неьинейные расчеты внутренних сил, деформаций и опорных реакций

Цена первой лицензии
2 550,00 USD
RSTAB Металлоконструкции
STEEL EC3 8.xx

Дополнительный модуль

Расчет стальных стержней по норме Eврокод 3

Цена первой лицензии
1 480,00 USD