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2017-05-15

按照 DIN EN 1993-1-2(受火曲线)进行结构抗火设计

使用 RF-/STEEL EC3 可以在 RFEM 或者 RSTAB 中应用名义温度-时间曲线。 Es sind die Einheitstemperatur-Kurve (ETK), die Außenbrandkurve und die Hydrocarbon-Brandkurve implementiert. Zudem besteht auch im Programm direkt die Möglichkeit, eine Stahlendtemperatur vorzugeben. Diese Stahltemperatur kann beispielsweise mit einer parametrischen Temperatur-Zeit-Kurve berechnet worden sein, wie diese im Anhang der DIN EN 1992-1-2 vorhanden ist. Nachfolgend sind die unterschiedlichen Brandbeanspruchungen erläutert.

抗火计算

抗火是对结构的作用,因此它是根据 EN 1991-1-2 中的所有边界条件调整的。 本标准还包括所有可作用于结构上的标称温度-时间曲线和简单的自然受火模型。

名义温度-时间曲线

多年来,为了评估结构在受火情况下的表现,人们进行了许多抗火试验。 在测试过程中,可以确定火灾随时间的发展以及根据火荷载以及组件和材料的温度曲线。 这些温度-时间曲线只适用于某一特定点,因为它们不包括任何火灾发展阶段和冷却阶段。 由于进行了这些试验,并且为了进行标准化的评估,所以根据国际协议,制定了温度-时间定律。 DIN EN 1991-1-2 提供了三种受火曲线概念,它们可用于根据 DIN EN 1993-1-2 的简化方法。

标准时温曲线 (ETK):
Θg = 20 + 345 ∙ log10 (8 ∙ t +1)
αc = 25 ∙ [W/(m ∙ K)]

外部受火曲线:
Θg = 660 ∙ (1 - 0.687 ∙ e 0.32 ∙ t - 0.313 ∙ e -3.8 ∙t ) + 20
αc = 25 ∙ [W/(m ∙ K)]

烃类受火曲线:
Θg = 1.060 ∙ (1 - 0.325 ∙ e -0.167 ∙ t - 0.675 ∙ e -2.5∙t ) + 20
αc = 50 ∙ [W/(m ∙ K)]

此外还有一条参数化防火曲线,但该曲线旨在按照 DIN EN 1993-1-2 用于一般的防火设计中。 在这种情况下使用最广泛的受火曲线是标准时温曲线,因为大多数关于防火材料的实验研究都是按照该曲线进行的。 相比之下,外部防火曲线并不那么重要,因为该曲线的温度升高到 660 °C,因此不适合与防火材料一起长时间暴露在火中。 烃类受火曲线与隧道受火曲线相似,因为该曲线的温度上升到 1350 °C,并且比任何其他受火曲线的升温幅度更大。

参数化火灾暴露

如果将参数化着火场景用作火灾场景,则必须确保结构构件的荷载折减作用。 在整个着火阶段(包括冷却阶段)或在所要求的承载力期内,构件不得出现任何失效。 EN 1991-1-2 的附录 A 提供了温度-时间参数曲线。 由于必须遵守具有约束力的 EN 1991-1-2 国家附录,因此在德国不再允许这种火灾场景。 该场景已被设计抗火荷载取代。 用该曲线可以完整地描述一种可能的火灾场景,即: 从发展阶段到隔间着火阶段再到衰变阶段。

曲线的截面由突出的点界定,这就是放热率的变化曲线。 在确定温度值时,有必要区分通风控制的火和燃料控制的火。 此外,该自然火模型的应用受到限制。 它适用于面积不超过400 m 2和高度不超过6 m的区域。 在通风控制设计火灾的情况下,最大放热率的特征值可以使用附录 A 中提供的公式计算。


作者

Frenzel 先生负责动力分析产品的开发。 他还为 Dlubal Software 的客户提供技术支持。

链接
参考
  1. Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 1-2: Allgemeine Einwirkungen - Brandeinwirkungen auf Tragwerke; EN 1991-1-2:2002 + AC:2009
  2. Nationaler Anhang - National festgelegte Parameter - Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 1-2: Allgemeine Einwirkungen - Brandeinwirkungen auf Tragwerke; DIN EN 1991-1-2/NA:2015-09
  3. Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau; EN 1993-1-1:2005 + AC:2009
  4. NA 参照 DIN EN 1993-1-1. (2015).国家附录 – 自主参数 – 欧洲规范 3: 钢结构设计 - 第1-1部分: 一般规范和建筑规范,DIN EN 1993-1-1/NA:2015-08。
  5. Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 1-2: Allgemeine Regeln - Tragwerksbemessung für den Brandfall; EN 1993-1-2:2005 + AC:2009
  6. Nationaler Anhang - National festgelegte Parameter - Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 1-2: Allgemeine Regeln - Tragwerksbemessung für den Brandfall; DIN EN 1993-1-2/NA:2010-12


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