Obecné chování oceli při ohřevu
Ocel se skládá z krystalového rastru, v němž se jednotlivé krystaly pohybují okolo bodu odpočinku při normální teplotě. Tento pohyb se snižuje při dosažení absolutní nulové teploty -273 ° C a roste při zahřátí. V důsledku pohybu krystalů okolo bodu odpočinku roste duktilita oceli ' se stoupající teplotou. Mezitím se snižuje pevnost oceli. Vzhledem k úbytku pevnosti je velmi obtížné chránit nechráněné prvky proti účinkům požáru bez dalších opatření, protože ocel již ztratila při teplotě 600 ° C 50% své pevnosti. Proto je obvykle přetížen, protože v běžné ocelové konstrukci se zohledňují plastické rezervy materiálu z hlediska materiálu. Pokud je například za studena opracovaná nebo tepelně zpracovaná ocel vystavena tepelnému namáhání, ztrácí již při výše uvedené metodě posouzení svou pevnost při 400 ° C. Kromě toho má ocel tu nevýhodu, že při zvyšování teploty, která je ve srovnání s jinými stavebními materiály velmi vysoká, platí teplotní roztažnost. To může vést k vynucenému přetvoření konstrukčního prvku, které se při posouzení při normální teplotě nevyskytuje.
Ocel má špatné tepelné vlastnosti pro stavební inženýrství, zejména pokud jde o požární odolnost. Nárůst teploty závisí na masivnosti ocelového prvku. To znamená, že Čím hmotnější je konstrukční prvek, tím více energie může pohltit. Pokud je plocha rovná a objem se zvětší, jsou nižší teploty v konstrukčním prvku. Tato složková vlastnost se označuje jako průřezový součinitel A/V. Jedná se o poměr plochy k objemu na jednotku délky dílce. V DIN 4102 se tento součinitel označoval ještě jako poměr U/A a vztahoval se ke vztahu obvodu k ploše, i když je stejný, pokud se délkově nezmění průřez. Eurokód [5] obsahuje tabulky, které usnadňují výpočet tohoto součinitele průřezu.
![Faktor průřezu Am/V pro nechráněné části oceli (zdroj: [5])](/cs/webimage/009429/466838/01-de.png)
Chování ocelových konstrukčních prvků při zahřívání
U ohnivzdorných ocelových konstrukcí se chování při ohřevu mění kladně, protože protipožární systém absorbuje nebo kompenzuje špatné teplotní vlastnosti oceli. Požární systémy jsou obvykle vyrobeny z materiálů s nízkou tepelnou vodivostí. Kromě toho mají takové materiály obvykle vysokou měrnou tepelnou kapacitu (akumulační schopnost). Dobu požární odolnosti lze výrazně zvýšit použitím pasivních systémů požární ochrany. Tyto materiály jsou často velmi těžké, a proto by měly být zohledněny při statickém výpočtu. Nicméně EN 1993-1-2 neobsahuje žádné informace o materiálových vlastnostech opláštění nebo plášťů, protože závisí na jejich výrobci. Z tohoto důvodu chybějí hodnoty důležité pro statické posouzení požárně odolných konstrukčních prvků, které byly ovšem mezitím uvedeny v národním aplikačním dokumentu pro stavební materiály schváleném podle DIN 4102-4. Součinitel průřezu těchto konstrukčních prvků se skládá z následujícího.
Duté zapuštění: Obvykle se nejlépe hodí duté zalícování, protože zúžením průřezu se zmenšuje obvod konstrukčního prvku, zatímco plocha zůstává stejná. Součinitel průřezu se tak zmenšuje, čímž se zvyšuje masivita konstrukčního prvku. Jako opláštění se často používají sádrokartonové protipožární desky nebo vápeno -silikátové desky. Všichni významní výrobci těchto desek také nabízejí vhodné deskové systémy včetně vlastností pro požární odolnost.
Obrys obrysu: Pokud má být vzhled ocelového podepření zachován, doporučujeme použít obrysy, opláštění nebo použít omítkový systém. Nevýhodou obrysových výsečí je faktor průřezu průřezu, protože ten se nemění. Typem opláštění jsou sádrové systémy nebo deskové pláště. Pro použití sádrových systémů jsou k nosníkům obvykle připojeny drátěné rošty, které drží sádrový systém. Opláštění deskovými systémy je obdobné jako u opláštění dutých plášťů, vyžaduje ovšem více práce, protože deskové systémy je třeba na míru nařezat. Alternativně lze použít izolační intumescent, což je typ obrysu obrysu, který se použije u konstrukčního prvku. Tento intumescent bobtná při zahřátí a působí jako izolační vrstva mezi konstrukčním prvkem a okolím. Pro tento typ opláštění však dosud nebyla vyvinuta žádná metoda výpočtu, protože vysokoteplotní vlastnosti tohoto materiálu nejsou obvykle přesně známy nebo jsou příliš často rozptýlené.