该功能可计算温度分布,调整材料特性,并采用 Eurocode 2 的高级方法,给出符合实际的承载比,而不是保守的通过/不通过结果。这使新设计更加精简,也有助于既有构件无需加固即可通过校核。
如何运行防火设计
只有在启用防火设计后才会进行计算:可在创建项目时于向导中勾选,也可稍后在项目设置中启用。无需防火设计的项目不受影响。启用后,软件界面会相应调整:出现额外的构件数据和项目设置,截面新增火灾暴露选项卡,荷载效应分为两组,校核选项卡增加热分析结果,总体校核中新增专用的防火设计模块。

输入
- 耐火等级——R30 至 R240,决定分析的持续时间。
- 火灾曲线——EN 1991-1-2 中的标准、外部和烃类名义曲线,以及 ASTM E119 标准时间-温度曲线。
- 混凝土初始含水率和构件温度——火灾发生前构件的状态。
- 传热参数——对流系数以及构件和火灾的发射率,按各火灾曲线预设,因此默认值即为规范值。
- 受火面——在新的火灾暴露选项卡中按截面定义,提供四个简单选项(顶部、底部、左侧、右侧)。算法会据此确定相应的截面边缘,包括带有内凹角的形状,受火边缘在场景中以红色绘制。

火灾荷载效应
火灾工况下的内力与承载能力极限状态和正常使用极限状态下的内力不同,因此荷载效应被分为两组。新增的组合类型属性将每个效应分配到“承载能力极限状态 + 正常使用极限状态”或“防火设计”,树结构也据此分组。与普通效应一样,可在分组上批量输入火灾内力。
材料特性
软件对截面划分网格,并按时间增量计算温度场,直至所需的耐火等级。该计算使用独立的网格设置,其网格比截面分析所用的更细。软件根据每个混凝土单元和每根钢筋的温度,采用 EN 1992-1-2 的折减系数,得出折减后的材料特性——混凝土强度、钢筋屈服强度和比例极限强度以及弹性模量。折减系数表属于项目设置,分别针对硅质骨料和钙质骨料混凝土,以及热轧和冷加工钢筋。这些表已预填规范值,且仍可编辑,同时强制执行排序和范围规则,以确保编辑后的表在物理上仍然合理。

温度场的结果类型
- 温度——以热力图及其色板显示截面上的温度分布。
- 折减系数——以同样方式显示由此得到的强度折减,它才是真正决定校核结果的因素。
两者均可针对所选的时间增量显示,默认显示最后一个增量。在场景旁边,数据视图列出混凝土单元的温度和折减系数,并单独列出每根钢筋的温度和折减系数——因此工程师可以读取关键钢筋的具体数值。

火灾工况下的规范校核
防火设计工况采用用户在常规设计中熟悉的相同校核类型:汇总、响应 N-M-M、剪力、扭转和相互作用。结果显示在总体校核中单独的防火设计模块内,与“承载能力极限状态 + 正常使用极限状态”模块并列,因此两种工况可以并排查看。剪力校核遵循规范对火灾工况要求的特定方法:校核在折减后的截面上进行,混凝土强度取自形心处的参考温度,箍筋强度取自腹板中部高度处截面上的参考温度——这考虑到箍筋穿过不同温度的区域,并使其沿长度方向的热量趋于均衡。
与 Section 的其他部分一样,详细结果表可以展开,以显示公式及其中间值,所有内容均可打印到报告中。


已在 IDEA StatiCa 26.1 版本中发布。