Opcja służy do określenia parametrów ogniowych typu pręta stalowego dla normy Eurocode 3, części 2 (2024). Dostęp do parametrów jest możliwy po naciśnięciu przycisku Ogień znajdującego się w oknie dialogowym Definicja pręta — parametry.
Opcja umożliwia projektowanie i weryfikację prętów stalowych dowolnego przekroju zgodnie z następującymi wskazówkami:
- Norma europejska EC3 EN 1993-1-2:2024
- Oficjalny dokument 3 Komitetu Technicznego ECCS „Model Code of Fire Engineering” — pierwsze wydanie, maj 2001 r.
Zakres normy obejmuje obliczenia prętów stalowych obciążonych dowolnym zestawem sił wewnętrznych (N,Vy,Vz,Mx,My,Mz). Zgodnie z zaleceniami obydwu dokumentów obliczenia są prowadzone jedną z metod: metodą wytrzymałościową, metodą ‘temperaturową’ lub metodą czasową.
Metoda wytrzymałościowa
Na metodę wytrzymałościową składają się następujące czynności:
- wyznaczenie maksymalnej temperatury elementu Oa, max dla zdefiniowanych parametrów ogniowych i wymaganego czasu odporności ogniowej treq,
- zweryfikowanie wytrzymałości elementu z uwzględnieniem zmiany parametrów wytrzymałościowych stali w podwyższonej temperaturze,
- stosowany jest następujący warunek weryfikacyjny: Ed,fi < Rd,fi.
Metoda temperaturowa
Na metodę temperaturową składają się następujące czynności:
wyznaczenie (wprost lub metodą iteracyjną) temperatury krytycznej pręta Oa,Cr, przy której następuje wyczerpanie jego nośności; jeżeli temperatura elementu Oa,max, wyznaczona analogicznie jak w metodzie wytrzymałościowej, nie przekracza temperatury krytycznej Oa,Cr, to wówczas element kwalifikowany jest jako poprawny Oa,max < Oa,cr.
Metoda czasowa
Metoda czasowa polega na wyznaczeniu maksymalnego czasu wytrzymałości ogniowej pręta tfi,max dla zdefiniowanych przez użytkownika parametrów ogniowych; temperatura wyznaczona w taki sposób jest porównywana z wymaganą temperaturą treq; element jest uważany za poprawny, jeżeli spełnione jest kryterium treq > tfi,max.
Wybór metody obliczeniowej jest możliwy w oknie dialogowym Konfiguracja.
W programie możliwe jest wyznaczanie maksymalnej temperatury powierzchni elementów zabezpieczonych i niezabezpieczonych przeciwko bezpośredniemu działaniu ognia. Program Robot udostępnia bazę najczęściej stosowanych materiałów izolacyjnych zgodnie z Explanatory Document for ECCS N 89 — <Euro-Nomogram> Fire Resistance of Steel Structures; istnieje również możliwość dodawania nowych materiałów izolacyjnych do bazy.
Okno do definicji parametrów ogniowych pozwala także na symulowanie temperatury dowolnego pręta stalowego zdefiniowanego w analizowanym modelu. Wykres zamieszczony w dolnej części okna dialogowego obrazuje zmienność temperatury wybranego elementu w czasie (w przedziale 0—120 minut). Podawana jest również temperatura wybranego pręta dla aktualnie zdefiniowanego czasu odporności ogniowej. Wykres jest automatycznie aktualizowany po każdej zmianie dowolnego z parametrów.
Obliczenia ogniowe elementów stalowych zostaną rozpoczęte po włączeniu opcji Obliczenia ogniowe znajdującej się w oknie dialogowym Konfiguracja. W oknie dialogowym Konfiguracja może być również dokonany wybór normy, na podstawie której będzie prowadzona analiza (ogólne zalecenia normy EN 1993-1-2 lub zalecenia Komitetu Technicznego ECCS).
Można ustawić następujące parametry:
Parametry podstawowe
- W polu Parametry podstawowe określone mogą zostać następujące parametry:
Czas odporności ogniowej — wymagany czas odporności ogniowej w minutach (maksymalny czas wymaganej odporności ogniowej to 120 min)
Krzywa temperaturowa — wybór krzywej do wyznaczania temperatury gazów powstałych w wyniku pożaru; dostępne krzywe:
— Standard ISO 834
— pożar zewnętrzny
— pożar rozwinięty (płomień)
— pożar nierozwinięty (tlenie)
Ochrona ogniowa pręta — wybór, czy element będzie Zabezpieczony, czy Niezabezpieczony
Ekspozycja elementu — wybór z listy wyboru ikony dla elementu eksponowanego z 3 stron, ze wszystkich stron lub tylko z wyeksponowanym pasem dolnym
Element zabezpieczony
- W polu Parametry izolacji termicznej określone mogą zostać następujące parametry:
Typ zabezpieczenia przekroju — wybór typu zabezpieczeń; dostępne są 2 podstawowe typy: Obwodowe i Konturowe
Grupa materiałów — definicja grupy materiałów bazowych, np. płyty, tynki, farby
Nazwa materiału — definicja jednego z materiałów należących do wybranej grupy materiałowej, np. farba akrylowa
Grubość izolacji — definicja grubości warstwy izolacyjnej zabezpieczającej słup; domyślne wartości zależne są od materiału wybranego z bazy
Parametry Masa jednostkowa, Ciepło właściwe, Przenikalność cieplna są podawane informacyjnie dla typu materiału izolacyjnego wybranego z bazy
Dla elementu zabezpieczonego istnieje możliwość definicji nowego typu materiału izolacyjnego oraz dodania go do bazy materiałów izolacyjnych; jest to możliwe w oknie dialogowym Definicja pręta — nowe materiały izolacyjne otwieranym po naciśnięciu przycisku Nowy materiał
Element niezabezpieczony
- W polu Parametry termiczne stali określone mogą zostać następujące parametry:
Masa własna — domyślna wartość roa = 7850 kg/m3
Współczynnik rozpraszania ciepła przez konwekcje — współczynnik zależny od wybranej krzywej temperaturowej
Współczynnik konfiguracji — współczynnik pozwalający na uwzględnienie kształtu elementów i jego pozycji w konstrukcji (więcej o definicji tego współczynnika można przeczytać w zaleceniach Komitetu Technicznego ECCS w punkcie III.3); przedział zmienności parametru: <0.01,1>
Emisyjność powierzchni — przedział zmienności parametru: <0.01,1>
Emisyjność ognia — przedział zmienności parametru: <0,01;1>
Pomiń efekt ‘cienia’ — włączenie tej opcji powoduje pominięcie obliczeń współczynnika ksh wykorzystywanego do wyznaczania temperatury krytycznej stali — w takiej sytuacji współczynnik będzie równy 1,0 (dotyczy wyłącznie obliczeń dla normy EN 1993-1-2)
- W polu Parametry dodatkowe określone mogą zostać następujące parametry:
Wsp. bezpieczeństwa dla promieniowania — domyślna wartość = 1.0
Wsp. bezpieczeństwa dla konwekcji — domyślna wartość = 1.0
Wsp. bezpieczeństwa dla stali w ogniu — domyślna wartość = 1.0
Parametr adaptacji — wielkość uwzględniająca niejednorodny przepływ ciepła przez przekrój zginanej belki w warunkach ogniowych; domyślna wartość = 0,7
- W polu Test maksymalnej temperatury pręta istnieje możliwość testowego wyznaczenia maksymalnej temperatury na powierzchni wybranego pręta konstrukcji; za pomocą parametrów przekrojowych pręta i wielkości zdefiniowanych w powyższym oknie dialogowym wyznaczona zostanie w programie maksymalna temperatura, jaką osiągnie element po zadanym czasie odporności ogniowej; wybranie opcji Temperatura pręta — użytkownika pozwala na pominięcie automatycznego wyznaczania temperatury elementu i na zdefiniowanie własnej temperatury
- Wykres Krzywa zmienności temperatury prezentuje sposób zmiany maksymalnej temperatury na powierzchni pręta w czasie (krzywa czerwona); krzywa niebieska pokazuje zmienność temperatury gazów powstałych w wyniku pożaru w czasie.