防火配置目前可用于根据以下标准进行钢结构设计:
- EN 1993
- NTC
- GB 50017
这些配置控制某个对象的防火验证的指导原则("热设计")。在此,您可以设置用于防火验证的钢材温度的计算参数。
EN 1993 / NTC
火灾情况下的设计原则上类似于承载能力极限状态的验证。但由于钢材的最终温度升高,材料特性会相应减少。相关规定可以在EN 1993-1-2 [1]中找到。
温度定义
通过列表(见图新防火配置),您有两种方式定义最终温度:
- 分析法:从火灾曲线得出的气温中计算出某一时刻的钢材温度。
- 手动:您可以自定义设定钢材的最终温度。
分析计算
在火灾设计设置类别中,输入所需的防火持续时间tfi,erf和温度计算的时间间隔Δt。
一个截面可以假设为周围全包围或三面包围用于设计。这会影响构件温度计算和根据[1]的验证系数计算。在三面包围的火灾情况下,您可以自定义设定受保护的面宽度或使用自动计算:简化地假定一面以整个截面的宽度进行保护,并不受火灾影响(典型应用于带有上层混凝土板的梁)。
如果截面通过特定措施受到火灾影响的保护,请在防火类别中勾选“设定防火参数”复选框。在“保护类型”列表中有两种选择:
- 轮廓:遵循截面几何形状的恒定厚度包层(例如,灰泥或板材包覆)
- 箱体:截面的矩形外壳
然后输入包覆的材料特性和厚度。温度计算考虑这些参数,根据[1] 4.2.5.2进行防火验证。根据[1],防火材料仅限于板材和灰泥。此方案不得用于具有隔热作用的涂料或膨胀型材料的验证,因为这些包层的性能随温度变化。
在气体温度计算的温度曲线类别中确定温度曲线:
- 标准温度-时间曲线
- 外部火灾曲线
- 碳氢化合物火灾曲线
在验证详情中可以显示温度变化图温度-时间图。
在温度分析的热影响因子的选项中,温度计算所需的系数按照EN 1993-1-2 [1]和EN 1991-1-2 [2]的推荐值预设。您可以根据需要进行调整。
对于通过调整表面发射率来考虑镀锌的有利影响,可以勾选“碳钢杆件的镀锌表面”复选框。在钢材温度计算中,考虑些到镀锌表面εm,lim到设定的极限温度tlim。在达到更高温度时,再采用碳钢的表面发射率εm。此方法符合DASt指令027火灾时热镀锌钢结构构件温度计算的规范,其数值为默认设定。
手动定义
如果您想要直接输入钢材温度,请在列表中选择"手动"选项(见图新防火配置)。输入防火验证所需的材料最终温度Θa 。
根据[1] 4.3.3,在不均匀弯曲验证的温度分布情况下的k1因子的计算,即使在手动设定温度下,也需要火灾暴露信息(全包围或三面包围,必要时带有防火措施)。对于沿梁长度的不均匀温度分布的k2因子,所有情况下都假定安全侧设为1.0。
临界温度
除了基本的防火验证,程序还提供了计算截面的临界温度的选项。该值表示杆或杆组在未超过该温度时能够承载的最大温度。勾选“计算EN 1993-1-2, 4.2.4(2)的临界温度”复选框。
计算后,每个验证在验证细节中显示临界温度Θa,cr。而对于稳定性验证如前所述没有此选项。
防火验证的注意事项
承载能力验证的基本设置(如弹性或塑性验证)或稳定性验证(如负荷施加点)同样适用于防火验证,并且从对象的承载力配置中继承。对应的特殊情况设定的极限值也适用于防火验证。
防火验证适用于由钢结构设计中的设计情况输入表中类型为"AGE"的设计情况中所有设计情况。"GZT (STR/GEO) - 非常 - 火灾"。
由于根据EN 1993-1-1 [2] 6.3.4的稳定性验证的一般程序不适用于防火验证,防火验证中使用替换杆法进行稳定性验证(替换杆法),根据EN 1993-1-2 [1] 4.2.3的要求。所分配的弯曲长度也用于防火验证。没有进行E模量的显式减少:减小通过[1]中的减小因子在稳定性验证中进行。
钢材温可以作为温度载荷输入进行计算(见RFEM手册章节杆件载荷)。
在火灾情况下局部屈曲可能是筒形截面部分的主要失效形式。对于类别4的截面验证在附加模块钢结构设计中根据[1]附录E进行。对于薄型腹板的剪切屈曲验证在防火验证中尚未实现。