Merevítő lemez tűzhőmérséklet ellenőrzése
Bevezetés
A tűzelemzés nem rutin feladat egy tartószerkezeti mérnök számára. Ez a cikk bemutatja az IDEA StatiCa mögötti megoldást, amely automatikusan kiszámítja a csatlakozási modellben lévő lemezek hőmérsékletét tűzhatás alatt.
A hegesztési és csavarkomponensek a legmagasabb hőmérsékletű csatlakoztatott lemez hőmérsékletét veszik fel. További feltételezések: https://www.ideastatica.com/support-center/general-theoretical-background#Fire-design
Modell & feltételezések
A merevítő hőmérséklete ezen a csatlakozási ponton kerül ellenőrzésre. A csatlakozás tűznek lesz kitéve és legalább 15 percig R15-nek kell ellenállnia. A szimulációhoz használt tűzgörbe a "Külső tűzgörbe (EN 1993-1-2)." Fontos megjegyezni, hogy tűzvédelem nem került alkalmazásra.
Szabványi képletek
A feltételezések az EN 1993-1-2 szabványon alapulnak védtelen acélanyagokra. Mivel nincs védő szigetelés, az anyag közvetlenül ki van téve a lángok konvekciós és sugárzási hőjének, ami sokkal gyorsabb felmelegedést okoz.
Az Eurocode több névleges hőmérséklet-idő tűzgörbét definiál, amelyeket tartószerkezeti tűztervezésben használnak:
- Szabványos tűzgörbe (ISO 834 / EN 1991-1-2, Eq. 3.1)
- Hagyományos, súlyos helyiségtüzet reprezentál.
- Használat: Szabványos tűzállósági osztályozáshoz (R30, R60, R90, …). Jellemzően előírásos tervezésben és laboratóriumi tesztelésben alkalmazzák.
- Szénhidrogén tűzgörbe
- Gyors hőmérsékletemelkedés, ~1100 °C-ot ér el 5 percen belül.
- Használat: Szénhidrogéneket érintő tüzekhez (olaj, gáz,üzemanyag-tárolás, petrokémiai ipar, nagy forgalmú alagutak).
- Külső tűzgörbe
- Alacsonyabb hőmérsékletemelkedés a szabványos görbéhez képest, max ~680 °C.
- Használat: Homlokzatok és külső falak tűznek való kitettségéhez.
- Parametrikus tűzgörbék (nem szerepel az IDEA StatiCa-ban)
- Helyiség mérete, szellőzés és tűzterhelés sűrűsége alapján.
- Felmelegedési és lehűlési fázisokat mutatnak.
- Használat: Valós épülethelyiségek teljesítményalapú tervezéséhez, ahol a tűzterhelés és szellőzés ismert.
Hogyan válasszák ki a mérnökök a tűzgörbét
Szabványi megfelelőség/ellenállási besorolás szükséges: → Szabványos tűzgörbe használata.
Petrokémiai, alagutak, gyúlékony folyadékok tárolása: → Szénhidrogén tűzgörbe használata.
Homlokzatok, külső tűznek kitett külső elemek: → Külső tűzgörbe használata.
Valósághű tűzforgatókönyv (teljesítményalapú tervezés): → Parametrikus tűzgörbe használata (ha elegendő bemeneti adat áll rendelkezésre).
Szelvénytényező Am/V
Általános érzékenység
A szelvénytényező (Am/V) jelentős állandó minden lemez számára. Az irányító egyenletben számlálóként jelenik meg, jelezve, hogy a hőmérséklet-növekmény növelése befolyásolja a hőmérsékletet a szimuláció végén. Figyeljük meg a tényező érzékenységét az [50,300] tartományban 25-ös növekményekkel.
Hogyan számítsuk ki az értéket a merevítőhöz
A merevítőkre vonatkozó szelvénytényező számítása tisztázza a merevítők számítási módszertanát. Ha egy, a lemez szélével nem egy vonalban lévő felületet egy másik lemez fed, a fedett területet ki kell zárni a szelvénytényező számításából.Ennek a szempontnak a figyelmen kívül hagyása félrevezető eredményekhez vezethet a kézi ellenőrzéshez képest.
Számítási eljárás lépésről lépésre
A vázolt eljárás leírja a hőmérséklet-emelkedés időbeli munkafolyamatát a Külső tűzgörbe esetében.
IDEA StatiCa vs kézi számítás összehasonlítása
Az IDEA StatiCa által számított hőmérséklet 608 Celsius-fokot ért el.
A kézi lépésről lépésre történő eljárás használatával a hőmérséklet 609 Celsius-fokot ért el.
Következtetés
A cél az volt, hogy nagyobb átláthatóságot vezessünk be a tűztervezési munkafolyamatba és arra bátorítjuk a tartószerkezeti mérnököket, hogy magabiztosan használják az IDEA StatiCa-t acélcsatlakozások és elemek tűztervezéséhez és szabványi ellenőrzéséhez a kézi számításokhoz képest.
A tűztervezésben a hőmérséklet kritikus állapotváltozóvá válik. Közvetlenül befolyásolja az anyagok merevségét és szilárdságát az EN 1993-1-2-ben meghatározott hőmérsékletfüggő tulajdonságokon keresztül.