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001496

Dipl.-Ing. (FH) Stefan Frenzel

2017-12-05

Obliczanie konstrukcji na wypadek pożaru zgodnie z EN 1993-1-2 (termiczne właściwości materiału)

Mit RF‑/STAHL EC3 können in RFEM beziehungsweise RSTAB nominelle Temperaturzeitkurven verwendet werden. Dabei sind die ETK, die Außenbrandkurve und die Hydrocarbon-Brandkurve im Programm implementiert. W oparciu o wymienione krzywe temperatury, w module dodatkowym można obliczyć temperaturę w przekroju elementu stalowego i tym samym przeprowadzić analizę jego zachowania się w warunkach pożaru, wykorzystując określone wcześniej wartości temperatury. Nachfolgend soll das thermische Verhalten des Werkstoffes Stahl erläutert werden, da dieses direkt in die Berechnung der Bauteiltemperaturen in RF‑/STAHL EC3 eingeht.

Die thermischen Werkstoffeigenschaften von Stahl sind in EN 1993‑1‑2 [2] mithilfe von Funktionen beschrieben, um bei jeder Temperatur auch einen genauen Wert für die jeweilige Eigenschaft zu haben.

Rozszerzalność cieplna

Die thermische Dehnung Δl/l ist die Änderung der geometrischen Abmessungen, hervorgerufen durch eine Veränderung der Temperatur.

Bei 20° C ≤ Θ_a < 750° C:

\frac{∆ l}{l} = 1, 2 \cdot 10^{- 5} \cdot Θ_{a} 0, 4 \cdot 10^{- 8} \cdot Θ_{a}^{2} - 2, 416 \cdot 10^{- 4}

Wzór 1

Bei 750° C ≤ Θ_a ≤ 860° C:

\frac{∆ l}{l} = 1, 1 \cdot 10^{- 2}

Wzór 2

Bei 860° C < Θ_a ≤ 1.200° C:

\frac{∆ l}{l} = 2 \cdot 10^{- 5} \cdot Θ_{a} - 6, 2 \cdot 10^{- 3}

Formuła 3

Rozszerzalność termiczna stali

Ciepło właściwe

Die spezifische Wärmekapazität c_a in J/(kgK) ist die Wärmemenge, die benötigt wird, um ein Kilogramm des Materials um ein Kelvin zu erwärmen.

Bei 20° C ≤ Θ_a < 600° C:

c_{a} = 425 7, 73 \cdot 10^{- 1} \cdot Θ_{a} - 1, 69 \cdot 10^{- 3} \cdot Θ_{a}^{2} 2, 22 \cdot 10^{- 6} \cdot Θ_{a}^{3}

Wzór 4

Bei 600° C ≤ Θ_a < 735° C:

c_{a} = 666 \frac{13.002}{738 - Θ_{a}}

Wzór 5

Bei 735° C ≤ Θ_a < 900° C:

c_{a} = 545 \frac{17.820}{Θ_{a} - 731}

Wzór 6

Bei 900° C ≤ Θ_a ≤ 1.200° C:

c_{a} = 650

Wzór 7

Ciepło właściwe stali

przewodność cieplna

Die Wärmeleitfähigkeit λ_a in W/(mK) beschreibt das Vermögen, Wärmeenergie mittels Wärmetransport zu übertragen.

Bei 20° C ≤ Θ_a < 800° C:

λ_{a} = 54 - 3, 3 \cdot 10^{- 2} \cdot Θ_{a}

Wzór 8

Bei 800° C ≤ Θ_a ≤ 1.200° C:

λ_{a} = 27, 3

Wzór 9

Przewodność cieplna stali

Literatura

[1]	Eurokod 3: Design of Steel Structures - Part 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau; EN 1993-1-1:2005 + AC:2009
[2]	Eurokod 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 1-2: Allgemeine Regeln - Tragwerksbemessung für den Brandfall; EN 1993-1-2:2005 + AC:2009

Autor

Pan Frenzel jest odpowiedzialny za rozwój produktów do analizy dynamicznej. Zajmuje się również wsparciem technicznym dla klientów Dlubal Software.

Odnośniki

Oprogramowanie do obliczeń konstrukcji stalowych

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