Конфигурации огнестойкости в настоящее время доступны для расчёта стальных конструкций по следующим нормам:
- EN 1993
- NTC
- GB 50017
Эти конфигурации регулируют, в соответствии с какими предписаниями выполняется расчёт на огнестойкость объекта («расчёт при повышенных температурах»). Здесь можно задать параметры для определения температуры стали, используемой при расчёте на огнестойкость.
EN 1993 / NTC
Расчёт для исключительной ситуации воздействия пожара выполняется, в принципе, как расчётная проверка по предельному состоянию несущей способности. Однако, из-за повышенной конечной температуры стали, характеристики материала соответственно снижаются. Соответствующие положения можно найти, например, в EN 1993-1-2 [1].
Назначение температуры
Через список (см. рисунок Новая конфигурация огнестойкости) у вас есть два варианта назначения конечной температуры:
- Аналитически: Температура стали в определённый момент времени определяется на основе температуры газов по различным кривым пожара.
- Вручную: Конечную температуру стали можно задать пользователем.
Аналитическое определение
В категории Настройки для расчёта на огнестойкость задайте требуемую продолжительность огнестойкости tfi,erf и временной интервал Δt для расчёта температуры.
Сечение может быть принято для расчёта как подвергающееся воздействию огня со всех сторон или с трёх сторон. Это влияет на расчёт температуры элемента конструкции и определение коэффициентов расчётной проверки согласно [1]. При трёхстороннем воздействии огня можно задать ширину защищённой стороны пользователем или использовать автоматическое определение: При этом упрощённо предполагается, что одна сторона по всей ширине сечения защищена и не подвергается воздействию огня (типичный случай применения для балки с опирающейся бетонной плитой).
Если сечение защищено от воздействия огня специальными мерами, в категории Огнестойкость установите флажок 'Задать параметры огнестойкости'.
В списке «Тип защиты» доступны два варианта:
- Обшивка по профилю: обшивка постоянной толщины, адаптированная к контуру сечения (например, штукатурка или плитная облицовка)
- Коробчатая обшивка: прямоугольная наружная обшивка сечения
Укажите свойства материала и толщину обшивки. Определение температуры производится с учётом этих параметров согласно [1] 4.2.5.2. В качестве материалов для защиты от огня согласно [1] рассматриваются исключительно плитные материалы и штукатурки. Расчёт по этой схеме не допускается для вспучивающихся или теплоизоляционных красок, так как эти покрытия изменяют свои свойства в зависимости от температуры.
В категории Температурная кривая для определения температуры газов укажите, какая температурная кривая должна использоваться:
- Стандартная температурно-временная кривая
- Кривая наружного пожара
- Углеводородная кривая пожара
В подробностях расчётной проверки можно отобразить ход температуры на Температурно-временная диаграмма.
В разделе Тепловые воздействия для температурного анализа коэффициенты, используемые для расчёта температуры, предварительно установлены в соответствии с рекомендуемыми значениями по EN 1993-1-2 [1] и EN 1991-1-2 [2]. При необходимости их можно скорректировать.
Благоприятное влияние горячего цинкования при определении температуры стали можно учесть через корректировку коэффициента излучения поверхности. Для этого активируйте флажок 'Оцинкованная поверхность стержня из углеродистой стали'. При определении температуры стали пониженный коэффициент излучения оцинкованной поверхности εm,lim учитывается до заданной предельной температуры tlim. При более высоких температурах затем применяется коэффициент излучения поверхности углеродистой стали εm. Этот подход соответствует положениям руководства DASt-Richtlinie 027 Определение температуры элемента конструкции из горячеоцинкованных стальных элементов в случае пожара, значения которого установлены по умолчанию.
Ручное назначение
Если требуется указать температуру стали напрямую, выберите в списке (см. рисунок Новая конфигурация огнестойкости) вариант Вручную. Затем введите конечную температуру материала Θa, для которой должен быть выполнен расчёт на огнестойкость.
Для определения коэффициента k1 согласно [1] 4.3.3 для неравномерного распределения температуры при расчёте на изгиб, даже при ручном назначении температуры, требуется указание экспозиции огню (со всех сторон или с трёх сторон, при необходимости с мерами огнестойкости). Коэффициент k2 для неравномерного распределения температуры по длине балки принимается равным 1,0 в запас надёжности во всех случаях.
Критическая температура
Помимо чисто расчёта на огнестойкость, программа также предлагает возможность определить критическую температуру для проверок сечения. Это значение представляет собой температуру, которая может быть достигнута максимально, чтобы стержень или блок стержней ещё сопротивлялся воздействиям. Для этого установите флажок Рассчитать критическую температуру по EN 1993-1-2, 4.2.4(2).
После расчёта критическая температура Θa,cr выводится для каждой расчётной проверки в Подробностях расчётной проверки. Для расчётов на устойчивость эта возможность, как упоминалось, недоступна.
Примечания к расчёту на огнестойкость
Основные настройки для расчётных проверок несущей способности (например, упругая или пластическая проверка) или для расчётов на устойчивость (например, точка приложения нагрузки) также перенимаются для расчётов на огнестойкость из Конфигураций несущей способности объекта. Определённые там предельные значения использования для игнорирования внутренних сил и напряжений также действуют для расчёта на огнестойкость.
Расчётная ситуация
Расчёт на огнестойкость по EN 1993-1-2 [1] выполняется только для расчётных ситуаций, которым в таблице ввода Расчётных ситуаций для расчёта стальных конструкций присвоен тип «AGE GZT (STR/GEO) - Аварийная - Пожар».
Так как общий метод расчёта на устойчивость согласно EN 1993-1-1 [2] 6.3.4 для расчёта на огнестойкость нормативно не применим, расчёты на устойчивость выполняются с помощью Метода эквивалентных стержней по EN 1993-1-2 [1] 4.2.3. При этом назначенные Расчётные длины также используются для расчёта на огнестойкость. Явное снижение модуля упругости не производится: Снижение учитывается в расчётах на устойчивость через понижающие коэффициенты согласно [1].
Температуру стали можно задать в виде температурных нагрузок для расчёта (см. главу Нагрузки на стержни руководства RFEM).
Местная потеря устойчивости тонкостенных частей сечения может представлять собой определяющую форму разрушения также и в условиях пожара. Проверки для сечений класса 4 выполняются в дополнении Расчёт стальных конструкций согласно [1] Приложение E. Проверка на потерю устойчивости при сдвиге гибких стенок в расчётах на огнестойкость в настоящее время не реализована.
