Projektowanie przekrojów żelbetowych na wypadek pożaru według drugiej generacji EC2

Program oblicza rozkład temperatury, dostosowuje właściwości materiałów i stosuje zaawansowaną metodę Eurokodu 2, dzięki czemu zamiast zachowawczych wyników typu spełnia/nie spełnia podaje realistyczny stopień wykorzystania. Pozwala to na bardziej ekonomiczne projektowanie nowych konstrukcji, a istniejące elementy mogą spełnić wymagania bez wzmacniania.

Jak przeprowadzić projektowanie na wypadek pożaru

Projektowanie na wypadek pożaru jest obliczane tylko wtedy, gdy jest włączone – przez zaznaczenie opcji w kreatorze podczas tworzenia projektu lub przez późniejsze włączenie w Ustawieniach projektu. Projekty, które tego nie wymagają, pozostają bez zmian. Po włączeniu aplikacja dostosowuje się: pojawiają się dodatkowe dane elementu i ustawienia projektu, przekroje otrzymują nową zakładkę Oddziaływanie pożaru, efekty obciążenia dzielą się na dwie grupy, a zakładka Sprawdzenie zawiera wyniki analizy termicznej oraz dedykowany blok Projektowanie pożarowe w Sprawdzeniu ogólnym.

Dane wejściowe

• Klasa odporności ogniowej – od R30 do R240, która określa czas trwania analizy.
• Krzywa pożarowa – nominalne krzywe: standardowa, zewnętrzna i węglowodorowa według EN 1991-1-2, a także standardowa krzywa temperatura-czas ASTM E119.
• Początkowa wilgotność betonu i temperatura elementu – stan elementu przed pożarem.
• Parametry przepływu ciepła – współczynnik konwekcji oraz emisyjność elementu i pożaru, wstępnie ustawione dla każdej krzywej pożarowej, dzięki czemu wartości domyślne są już wartościami normowymi.
• Strony narażone na działanie ognia – definiowane dla każdego przekroju w nowej zakładce Oddziaływanie pożaru za pomocą czterech prostych opcji (góra, dół, lewa, prawa). Algorytm wyznacza, które krawędzie przekroju poprzecznego to oznacza, także dla kształtów z narożami wklęsłymi, a krawędzie narażone na ogień są rysowane na czerwono w widoku.

Efekty obciążenia w sytuacji pożarowej

Siły wewnętrzne w sytuacji pożarowej nie są takie same jak dla SGN i SGU, dlatego efekty obciążenia zostały podzielone. Nowa właściwość Typ kombinacji przypisuje każdy efekt do SGN + SGU albo do Projektowania pożarowego, a drzewo grupuje je odpowiednio. Zbiorcze wprowadzanie sił wewnętrznych w sytuacji pożarowej jest dostępne na poziomie grupy, tak samo jak dla zwykłych efektów.

Właściwości materiałów

Przekrój jest dzielony siatką, a pole temperatury jest obliczane w przyrostach czasu aż do wymaganej klasy odporności, przy użyciu własnych ustawień siatki, gęstszej niż w analizie przekroju. Na podstawie temperatury każdego elementu betonowego i każdego pojedynczego pręta zbrojeniowego aplikacja wyznacza zredukowane właściwości materiałów – wytrzymałość betonu, granicę plastyczności i granicę proporcjonalności zbrojenia oraz moduł sprężystości – z użyciem współczynników redukcyjnych z EN 1992-1-2. Tablice współczynników redukcyjnych są częścią Ustawień projektu, osobno dla betonu z kruszywem krzemionkowym i wapiennym oraz dla zbrojenia walcowanego na gorąco i obrabianego na zimno. Są wstępnie wypełnione wartościami normowymi i można je edytować, przy czym egzekwowane są zasady dotyczące kolejności i zakresu, aby edytowana tablica zachowała sens fizyczny.

Typy wyników dla pola temperatury

• Temperatura – rozkład temperatury w przekroju w postaci mapy cieplnej wraz z paletą kolorów.
• Współczynniki redukcyjne – ten sam widok dla wynikowej redukcji wytrzymałości, która faktycznie decyduje o sprawdzeniu.

Oba wyniki są pokazywane dla wybranego przyrostu czasu, a domyślnie wyświetlany jest ostatni. Obok widoku, w widoku danych, wyświetlana jest lista temperatur i współczynników redukcyjnych dla elementów betonowych oraz osobno dla każdego pręta zbrojeniowego – dzięki temu inżynier może odczytać wartość dla konkretnego pręta, który ma znaczenie.

Sprawdzenia normowe w sytuacji pożarowej

Sytuacja obliczeniowa pożarowa jest sprawdzana tymi samymi typami sprawdzeń, które użytkownicy znają ze zwykłego projektowania: Podsumowanie, Odpowiedź N-M-M, Ścinanie, Skręcanie i Interakcja. Wyniki pojawiają się w osobnym bloku Projektowanie pożarowe w Sprawdzeniu ogólnym, obok bloku SGN + SGU, dzięki czemu obie sytuacje są widoczne obok siebie. Ścinanie jest sprawdzane zgodnie ze specyficznym podejściem wymaganym przez normę dla sytuacji pożarowej: sprawdzenie jest wykonywane dla zredukowanego przekroju poprzecznego, przy czym wytrzymałość betonu przyjmuje się na podstawie temperatury odniesienia w środku ciężkości, a wytrzymałość strzemion na podstawie temperatury odniesienia w przekroju na połowie wysokości środnika – uwzględniając, że strzemię przechodzi przez strefy o różnej temperaturze i wyrównuje ciepło na swojej długości. 

Podobnie jak w pozostałej części Section, szczegółowe tabele wyników można rozwijać, aby zobaczyć równania wraz z wartościami pośrednimi, a wszystko można wydrukować w raporcie.

Udostępniono w IDEA StatiCa w wersji 26.1.