Расчеты огнестойкости стальных компонентов с горячим цинкованием в RFEM 6/RSTAB 9

В качестве меры защиты от коррозии обычно используется горячее цинкование компонентов конструкционной стали. Кроме того, горячеоцинкованная поверхность также оказывает положительное влияние на огнестойкость. Согласно результатам исследования, проведенного в Мюнхенском техническом университете в Германии, излучательная способность стальной поверхности значительно снижается за счет горячего цинкования См. [1 ].

В диапазоне температур до 500 ° C рекомендуется коэффициент излучения ε_m = 0,35 вместо ε_m = 0,7, принятого в EN 1993-1-2. Эти результаты также были включены в немецкое руководство по стальным конструкциям, то есть 027 DASt (Немецкий комитет по стальным конструкциям). Еще одна цель - включение в следующее поколение Еврокодов.

Коэффициент излучения поверхности конструктивного элемента ' является важным влияющим параметром для определения температуры элемента в соответствии с EN 1993-1-2. В зависимости от воздействия огня, более низкий коэффициент излучения приводит к более низким температурам и, таким образом, к более высокой несущей способности во время проверки конструкции. При применении горячего цинкования часто можно достичь огнестойкости R30 (воздействие огня в течение 30 минут) даже без дополнительных мер противопожарной защиты.

Дополнительную информацию по этой теме можно найти на сайте Institut für Feuerverzinken.

Определение температуры во время расчетной проверки в аддоне Steel Design

Задайте параметры для расчета огнестойкости стержня в конфигурации огнестойкости в аддоне Steel Design. Для определения соответствующей температуры компонента во время проверки конструкции в соответствии с аналитическим методом, необходимо выбрать соответствующую кривую температура-время, требуемое время огнестойкости и воздействие огня. Вы можете настроить коэффициенты, используемые для определения температуры, в разделе ' Тепловые воздействия для анализа температуры '. В качестве настройки по умолчанию изначально заданы значения по EN 1993-1-2. Активируйте флажок ' Оцинкованная поверхность стержня из углеродистой стали ', чтобы учесть более низкий коэффициент излучения до температуры компонента 500 ° C.

Промежуточные значения для определения температуры компонентов четко указаны в подробностях расчета огнестойкости. Кроме того, для каждого стержня доступна диаграмма «температура-время».

Расчет огнестойкости в аддоне Steel Design

В расчете на огнестойкость сочетание загружений выполняется для случайного расчетного случая. По сравнению с комбинацией для предельного состояния по несущей способности, коэффициенты частичной безопасности, а также коэффициенты комбинирования применяются более предпочтительно. Создайте другую расчетную ситуацию типа 'Accidental - psi-2.1' и активируйте ее в стальном расчете.

Для данной расчетной ситуации проверки компонентов выполняются в дополнительном модуле в соответствии с EN 1993-1-2, раздел 4.2.3. Первым делом необходимо определить температуру, описанную выше. Затем следует расчет с учетом понижающих коэффициентов, связанных с температурой, в соответствии с температурой компонентов на момент проверки.

В следующем примере анализируется балка перекрытия с трехсторонней огневой нагрузкой. Из-за необычной расчетной ситуации расчетное значение изгибающего момента примерно вдвое меньше, чем у ULS. Таким образом, несущая способность в случае пожара будет задана, если снижение прочности при изменении температуры во время проверки составляет менее 50%.

При продолжительности горения 30 минут (R30) температура компонентов HEM 180 без применения горячего цинкования составляет 675 ° C. При этой температуре только 41% несущей способности доступна для расчета сечения. Поэтому расчет для данной балки не выполнен. При этом необходимо будет предусмотреть меры противопожарной защиты или выбрать более крупный профиль.

При горячем цинковании температура компонентов составляет всего 567 ° C, и на момент проверки доступна 61% несущей способности. Это означает, что проверки выполняются без каких-либо дополнительных мер противопожарной защиты. Все соответствующие промежуточные значения и формулы, использованные для расчета, перечислены в подробностях расчета.