在 RFEM 6/RSTAB 9 中对热镀锌钢构件进行防火设计

钢结构部件的热浸镀锌通常用作防腐蚀措施。 此外，热浸镀锌的表面也对耐火设计产生了有利的影响。 根据在德国慕尼黑工业大学的一个研究项目中收集的结果，通过热镀锌 [1] 可以显着降低钢材表面的辐射率。

在最高 500 °C 的温度范围内，建议使用 ε_m = 0.35 的辐射率，而不是 EN 1993-1-2 中假设的 ε_m = 0.7。 这些结果也被纳入了德国钢结构规范 DASt（德国钢结构委员会）的 027 中。 另一个目标是纳入下一代欧洲规范。

构件表面的辐射率是根据 EN 1993-1-2 确定构件温度的重要影响参数。 根据暴露在火中的情况，较低的辐射率会导致温度降低，从而在设计验算时提高承载能力。 通过热浸镀锌，即使没有采取进一步的防火措施，通常也可以达到 R30 的耐火极限（在火中暴露 30 分钟）。

有关该主题的更多信息，请访问 Institut für Feuerverzinken。

在钢结构设计模块中确定设计验算时的温度

在钢结构设计模块的抗火承载力配置中定义杆件的抗火承载力设计参数。 按照解析方法确定设计验算时的相关构件温度，必须选择相应的温度-时间曲线、所需的耐火时间和暴露于火中。 您可以在'温度分析的热作用'部分中调整用于确定温度的系数。 默认设置是按照 EN 1993-1-2 给出的值。 激活'碳钢杆件的镀锌表面'复选框，以考虑在部件温度 500 °C 之前的较低辐射率。

用于确定构件温度的中间值在抗火承载力设计的设计细节中明确列出。 此外，还提供了每个杆件的温度-时间关系图。

钢结构设计模块中的抗火承载力设计

抗火承载力设计中对偶然荷载工况进行荷载工况组合。 与用于承载能力极限状态的组合相比，在应用部分安全性以及组合系数时，该组合在设计上得到了更好的应用。 创建另一个 'Accidental - psi-2.1' 类型的设计状况，并在钢结构设计中激活它。

对于这种设计情况，模块的组件检查是按照 EN 1993-1-2 第 4.2.3 节进行的。 第一步是确定上述温度。 然后在进行设计时根据验证时的组件温度考虑与温度相关的折减系数。

在下面的示例中，分析了三面受火影响的楼板梁。 由于特殊的设计情况，弯矩的设计值与 ULS 相比大约减少了一半。 如果在验算时与温度相关的强度降低小于 50%，则给出发生火灾时的承载能力。

对于未使用热镀锌的 HEM 180，在燃烧持续时间为 30 分钟 (R30) 时，组件温度为 675 °C。 在该温度下，只有 41% 的承载能力可用于截面设计。 因此不满足示例梁的设计要求。 必须提供防火措施或选择更大的截面。

采用热镀锌处理后，构件温度仅为 567 °C，并且在验算时仍有 61% 的承载能力。 这意味着无需任何进一步的防火措施即可完成验证。 所有相关的中间值和计算公式都在设计说明中列出。