Okno dialogowe Konfiguracja odporności ogniowej umożliwia zarządzanie szczegółowymi ustawieniami obliczeń odporności ogniowej obiektu. W oknie tym definiowane są wszystkie dane potrzebne do określenia temperatury stali istotnej dla obliczeń. Podstawowy układ okna konfiguracji obliczeń oraz możliwość ich przypisania do poszczególnych obiektów zostały opisane w rozdziale Projektowanie konstrukcji stalowych .
Konfiguracja odporności ogniowej jest dostępna tylko w przypadku wybrania normy EN 1993 jako normy projektowej dla konstrukcji stalowych. Sprawdzanie odporności ogniowej według innych norm projektowych nie jest obecnie zaimplementowane. Normę projektowania konstrukcji stalowych należy wybrać w ogólnych danych modelu, w zakładce Normy I.
Wszystkie dane definiowane przez użytkownika w tym oknie dialogowym są wymagane do określenia końcowej temperatury stali do obliczenia odporności ogniowej. Zgodnie z tak wyznaczoną temperaturą stali właściwości materiału zostają w obliczeniach zredukowane wg EN 1993-1-2.
Analityczne wyznaczanie temperatury stali
Temperatura stali w określonej chwili jest wyznaczana na podstawie temperatury gazu według różnych krzywych pożaru. W konfiguracji odporności ogniowej należy określić wymagany czas odporności ogniowej oraz przedział czasu do obliczenia temperatury.
W obliczeniach można przyjąć, że przekrój jest narażony na działanie ognia ze wszystkich lub z trzech stron. To ustawienie ma wpływ na obliczenia temperatury elementu, jest ono również uwzględniane przy wyznaczaniu współczynników obliczeniowych zgodnie z EN 1993-1-2. Wybierając ekspozycję na ogień z trzech stron, można zdefiniować długość osłoniętej strony lub skorzystać z automatycznego określania. Dla uproszczenia przyjmuje się, że jedna strona odpowiadająca całkowitej szerokości przekroju nie jest narażona na działanie ognia (typowy przypadek zastosowania dla belki ze stropem betonowym).
Do określenia temperatury gazu dostępne są różne krzywe temperatury:
- Standardowa krzywa temperatura-czas
- Krzywa pożaru zewnętrznego
- Krzywa węglowodorowa
W szczegółowych wynikach obliczeń konstrukcji stalowych można wyświetlić rozkład temperatury na wykresie temperatura-czas.
Aby uwzględnić osłonę przekroju z materiałów izolacji ogniochronnej, należy zaznaczyć pole wyboru 'Ustaw parametry izolacji ogniochronnej'. Temperatura zostaje wówczas wyznaczona z uwzględnieniem parametrów materiałowych zdefiniowanych wg EN 1993-1-2, p. 4.2.5.2. Istnieje przy tym możliwość wyboru między izolacją skrzynkową a izolacją konturową. Zgodnie z EN 1993-1-2 za materiały izolacji ogniochronnej uważa się wyłącznie płyty lub tynki. Sprawdzanie ognioodporności według tego schematu nie jest dopuszczalne w przypadku powłok o właściwościach izolacyjnych lub powłok pęczniejących, ponieważ zmieniają one swoje właściwości w zależności od temperatury.
Współczynniki stosowane do obliczania temperatury są wstępnie ustawione zgodnie z wartościami zalecanymi przez normy EN 1993-1-2 oraz EN 1991-1-2. W razie potrzeby można je dostosować zgodnie z wymaganiami użytkownika.
Korzystny wpływ ocynkowania ogniowego elementów konstrukcyjnych przy określaniu temperatury stali można uwzględnić poprzez dostosowanie emisyjności powierzchniowej. W tym celu należy zaznaczyć pole wyboru 'Ocynkowana powierzchnia pręta ze stali węglowej'. Przy wyznaczaniu temperatury stali do ustawionej wartości granicznej tlim uwzględniana jest niższa emisyjność powierzchni ocynkowanej εm,lim, a w przypadku wyższych temperatur uwzględniana jest emisyjność powierzchniowa stali węglowej εm. Procedura ta jest zgodna z wymaganiami Wytycznej DASt 027 - Ochrona przeciwpożarowa przez cynkowanie ogniowe, której wartości również są wstępnie ustawione.
Ręczne wprowadzanie temperatury stali
Oprócz analitycznego wyznaczenia temperatury stali przez program użytkownik ma również możliwość ręcznego zadania krytycznej temperatury stali. W tym celu na liście opcji definiowania temperatury końcowej należy wybrać pozycję "Ręcznie". Dla zadanej temperatury zostaną przeprowadzone obliczenia odporności ogniowej wszystkich obiektów, do których przypisana jest ta konfiguracja odporności ogniowej.
Aby wyznaczyć współczynnik k1 według EN 1993-1-2, p. 4.3.3 dla nierównomiernego rozkładu temperatury przy obliczaniu nośności na zginanie, również w przypadku ręcznej definicji temperatury należy określić rodzaj ekspozycji na pożar (z każdej strony lub z trzech stron, ewentualnie z zabezpieczeniami przeciwpożarowymi). Współczynnik k2 uwzględniający nierównomierny rozkład temperatury na długości belki przyjmuje się dla wszystkich przypadków na poziomie 1,0.
Uwagi dotyczące obliczania odporności ogniowej
Podstawowe ustawienia obliczeń w stanie granicznym nośności (na przykład zakres sprężysty lub plastyczny) lub obliczeń stateczności (na przykład punkt przyłożenia obciążenia) z konfiguracji stanu granicznego nośności obiektu zostają zastosowane również do obliczeń odporności ogniowej. Również zdefiniowane tam wartości graniczne dla przypadków szczególnych są wykorzystywane do obliczania odporności ogniowej.
Obliczenia odporności ogniowej są przeprowadzane dla wszystkich sytuacji obliczeniowych, do których w tabeli danych dla projektowania konstrukcji stalowych przypisano typ 'Wyjątkowa - pożar' - zob. też rozdział Sytuacje obliczeniowe.
Przykładowe obliczenia odporności ogniowej belki można znaleźć w naszej bazie informacji: Obliczanie odporności ogniowej zgodnie z DIN EN 1993-1-2
Obliczenia stateczności są przeprowadzane z zastosowaniem metody pręta zastępczego zgodnie z EN 1993-1-2, rozdz. 4.2.3. Jako długości efektywne przy obliczaniu odporności ogniowej uwzględniane są wartości z przypisanych długości efektywnych. Moduł sprężystości nie ulega redukcji w sposób bezpośredni, lecz jest ona uwzględniana w obliczeniach stateczności za pomocą odpowiednich współczynników redukcyjnych zgodnie z EN 1993-1-2.
Ogólna metoda oceny stateczności wg EN 1993‑1‑1, p. 6.3.4 nie może być stosowana do obliczeń odporności ogniowej.
W tym celu należy użyć materiału o właściwościach zależnych od temperatury; jest to opisane w podręczniku do programu RFEM, w rozdziale Materiały. Definiując obciążenia temperaturą, można określić temperaturę stali niezbędną do obliczeń (zob. też rozdział Obciążenia prętowe w podręczniku do programu RFEM).
Wyboczenie lokalne smukłych części przekroju może być miarodajną postacią zniszczenia także w przypadku pożaru. Obliczenia przekrojów klasy 4 są przeprowadzane zgodnie z EN 1993-1-2, Załącznik E w rozszerzeniu Projektowanie konstrukcji stalowych. Sprawdzenie nośności smukłych środników na wyboczenie przy ścinaniu nie jest obecnie zaimplementowane w obliczeniach odporności ogniowej w tym rozszerzeniu.