抗火验算按照欧洲规范 DIN EN 1993-1-2 (时间-温度曲线)

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使用RF-/STEEL EC3可以在RFEMRSTAB中应用名义温度-时间曲线。 执行标准的时间-温度曲线(ETK),外部着火曲线和碳氢化合物着火曲线。 此外,该程序还提供了直接指定钢材最终温度的选项。 该钢材温度可以按照EN 1992‑1‑2附件中的描述通过温度-时间曲线计算得出。 本文介绍了不同的火灾隐患。

火灾是对结构的影响,因此按照EN 1991-1-2中的所有边界条件进行控制。 本节还介绍了所有作用于结构上的标称温度-时间曲线和简单的自然火灾模型。

名义时间-温度曲线

多年来,已经进行了许多火灾测试来评估构件在火灾情况下的性能。 作为这些测试的一部分,可以根据火灾荷载以及构件和材料确定火灾随时间的发展以及温度的变化。 这些温度-时间曲线仅部分适用,因为它们不包含任何发电阶段或冷却阶段。 在此基础上,根据国际标准确定了温度-时间规律。 根据DIN EN 1993-1-2,DIN EN 1991-1-2包含了三种燃耗曲线概念,它们可以用于简化方法。

图片 01 - Fire Curve Concepts According to DIN EN 1991-1-2

标准温度曲线(ETK):
Θ = 20 + 345∙日志10(8∙吨+1)
αC = 25∙[W/(米∙K)]

外部火灾曲线:
ΘG = 660∙(1 - 0.687∙Ë0.32∙吨 - 0.313∙Ë-3.8∙T)+ 20
αC = 25∙[W/(米∙K)]

碳氢化合物燃烧曲线:
ΘG = 1.060∙(1 - 0.325∙Ë-0.167∙吨 - 0.675∙Ë-2.5∙T)+ 20
αC = 50∙[W/(米∙K)]

此外还有一个参数化的耐火曲线,但是该曲线用于按照DIN EN 1993-1-2的一般耐火设计。 在这种情况下,ETK是最常用的防火曲线,因为大多数防火材料的实验分析都是在该防火曲线之后进行的。 另一方面,外部火灾曲线不是很重要,因为该曲线的温度上升到660°C,因此不适用于使用防火材料的较长火灾持续时间。 碳氢化合物火灾曲线与隧道火灾曲线相似,因为该温度曲线上升到1350°C,并且比其他所有火灾曲线都陡峭。

参数火灾暴露

如果使用参数化火灾作为火灾方案,则必须确保结构构件的承载效果。 在整个火灾阶段(包括冷却阶段)或在规定的抗力周期内,结构构件都不会失效。 在EN 1991-1-2中,在附录A中给出了所谓的温度-时间曲线。 这种火灾情况在德国不再适用,因为在规范EN 1991-1-2中有一个国家附录。 该场景被设计火灾替换。 该曲线可以完整地描述可能发生的火灾情况,即: 从开发阶段到全火阶段再到衰减阶段。

图片 02 - Parametric Temperature-Time Curves According to EN 1991-1-2/NA

曲线段受特征点的限制,从而得出放热率的变化过程。 在确定温度值时需要区分通风控制火灾和火荷载控制火灾。 此外,这种自然火灾模型的应用还很有限。 它适用于面积不超过400m²,高度不超过6 m的基础区域。 对于通风控制的设计火灾,最大放热率的特征值可以按照附录A中的公式计算。

使用的文献材料

[1] 欧洲规范1: 结构上的作用-第1-2部分: 一般作用-结构上的火灾作用; EN 1991-1-2:2002 + AC:2009
[2] 国家附录-国家确定的参数-欧洲规范1: 结构上的作用-第1-2部分: 一般作用-结构上的火灾作用; DIN EN 1991-1-2/NA:2015-09
[3] 欧洲规范3: 钢结构设计-第1-1部分: 一般规则和建筑物规则; EN 1993-1-1:2005 + AC:2009
[4] 国家附录-国家规定参数-欧洲规范3: 钢结构设计-第1-1部分: 一般规则和建筑物规则; DIN EN 1993-1-1/NA:2015-08
[5] 欧洲规范3: 钢结构设计-第1-2部分: 总则-结构防火设计EN 1993-1-2:2005 + AC:2009
[6] 国家附录-国家规定参数-欧洲规范3: 钢结构设计-第1-2部分: 总则-结构防火设计DIN EN 1993-1-2/NA:2010-12

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