在设计一个三层建筑第一层的一个内柱。该柱为整体式，并与顶部和底部梁连接。随后验证了DIN EN 1992-1-2中的柱式A方法的火灾设计简化方法，并将结果与[1]]进行了比较。
| 材料 | 混凝土 C35/45 | 混凝土抗压强度的设计值 | fcd | 19.900 | N/mm2 |
| 加固钢筋 B500S(B) | 屈服强度的设计值 | fyd | 434.783 | N/mm2 | |
| 几何形状 | 结构 | 柱长 | lcolumn | 4.200 | m |
| 截面 | 高度 | h | 200 | mm | |
| 宽度 | b | 200 | mm | ||
| 截面积 | Ac | 400 | mm2 | ||
| 载荷 | 永久载荷 | LC1 | Gk | 363.000 | kN |
| LC2 | Sk | 30.000 | kN | ||
| LC3 | Qk | 150.000 | kN |
RFEM设置
- 根据第5章激活的火灾设计简化方法。
- 正常温度下的永久性和瞬态情况依据2.4.2(2)作为火灾载荷的设计工况。
- 设计载荷水平ηfi的折减系数设定为0.61。
- 火灾设计的挠曲屈曲ky设定为0.5。
结果
- 内力
控制载荷组合：1.35·LC1 + 0.75·LC2 + 1.5·LC3
标准力 NEd [kN] RFEM 解析解 比率 737.550 738.000 1.00
- 有效长度和细长比
'有效长度和细长比 参数 描述 单位 RFEM 解析解 比率 ky 有效长度系数 – 1.000 1.000 1.00 l0 有效长度 m 4.200 4.200 1.00 l0 有效长度 m 4.200 4.200 1.00 n 相对标准力 – 0.930 0.932 1.00 iy 回转半径 – 57.700 57.700 1.00 λ 细长比 – 72.746 73.000 0.99
- 所需加固
参数 描述 单位 RFEM 解析解 比率 As,min 最小纵向加固面积 cm2 2.540 2.540 1.00 As,req 所需加固 cm2 12.480 12.400 1.00
- 火灾设计
柱所在的建筑物被视为建筑类别4。因此，对该柱的要求是至少有R60的抗火时长。首先，依据5.3.2(1)简化方法A和表格5.2(a)计算最小截面尺寸：
根据5.3.2(1) 表5.2a计算的最小截面尺寸和钢筋轴心距离 参数 描述 单位 RFEM 解析解 比率 ηfi 火灾情境下的设计载荷水平折减系数 – 0.610 0.614 1.00 NEd,fi 火灾设计载荷下截面的轴向力 kN 452.856 453.000 1.00 NRd 柱的承载力 kN 798.835 800.000 1.00 μfi 火灾情况下的利用度 kN 0.570 0.566 1.00 bmin,req 要求的最小截面尺寸 mm 216.7 217.0 1.00 am,req 要求的最小距离 mm 39.3 39.3 1.00
进一步确定最小火灾持续时间R。计算如下：
使用以下公式计算基于抗力能力Rη,fi的火灾耐受性：
为简化起见，文献假设μfi = ηfi。因此，有必要重新计算采用实际火灾情境下的利用度μfi的Rη,fi，以便与RFEM的结果进行比较：
| 根据公式5.7计算的最小火灾持续时间 | |||||
| 参数 | 描述 | 单位 | RFEM | 解析解 | 比率 |
| μfi | 火灾情境下的利用度 | kN | 0.570 | 0.570 | 1.00 |
| ω | 机械加固比率 | – | 0.689 | 0.690 | 1.00 |
| Rη,fi | 基于抗力能力的火灾耐受性 | – | 35.948 | 35.690 | 1.00 |
| Ra | 基于钢筋覆盖的火灾耐受性 | – | 16.000 | 16.000 | 1.00 |
| Ri | 基于屈曲长度的火灾耐受性 | – | 27.840 | 27.800 | 1.00 |
| Rb | 基于截面尺寸的火灾耐受性 | – | 18.000 | 18.000 | 1.00 |
| Rn | 基于钢筋数量的火灾耐受性 | – | 0 | 0 | 1.00 |
| R | 火灾耐受时间 | min | 83 | 82 | 1.01 |