Σχεδιασμός έναντι πυρκαγιάς, αριθμητικές εφαρμογές πάνω στα παραρτήματα του μέρους 1-2 των EC1, EC3 & EC4

Abstract

Ο σχεδιασμός έναντι πυρκαγιάς είναι μια σημαντική και απαραίτητη προϋπόθεση για το σχεδιασμό κτιρίων και έργων πολιτικού μηχανικού. Όλα τα κτίρια πρέπει να πληρούν ορισμένες λειτουργικές απαιτήσεις και αυτά συνήθως συνδέονται με το σκοπό και το ύψος του κτιρίου. Η πιο σημαντική απαίτηση είναι το κτίριο να διατηρήσει τη σταθερότητά του για ένα εύλογο χρονικό διάστημα. Η πιο κοινή μέθοδος σχεδιασμού έναντι πυρκαγιάς είναι να σχεδιαστεί το κτίριο για φόρτιση σε θερμοκρασία περιβάλλοντος και στη συνέχεια να καλυφθούν τα χαλύβδινα μέλη με υλικά πυροπροστασίας για να διασφαλιστεί ότι δεν θα ξεπεραστεί μία συγκεκριμένη θερμοκρασία. Η διαδικασία σχεδιασμού του Ευρωκώδικα μπορεί να απλοποιηθεί σε τρία βήματα που είναι ο χαρακτηρισμός του μοντέλου πυρκαγιάς, η μελέτη της διανομής της θερμοκρασίας εντός της κατασκευής και η εκτίμηση της απόκρισης της κατασκευής στη φωτιά. Πληροφορίες για τις θερμικές δράσεις για την ανάλυση της θερμοκρασίας δίνονται στο EN1991-1-2 και η μέθοδος που χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της αύξησης της θερμοκρασίας των δομικών μεταλλικών μελών (είτε είναι μονωμένα είτε μη μονωμένα) βρίσκεται στο ΕΝ1993-1-2. Οι διαδικασίες σχεδιασμού για την επίτευξη αντοχής ορίζεται στο πρότυπο EN 1993, αλλά οι δράσεις (ή τα φορτία) που θα χρησιμοποιηθούν λαμβάνονται από τα σχετικά μέρη του EN 1991. Επίσης εξετάζεται η αντοχή σύμμικτων στοιχείων σε υψηλές θερμοκρασίες , υπολογίζονται δε οι αντοχές των στοιχείων αυτών με βάση τις απαιτήσεις του Ευρωκώδικα 4 μέρος 1-2. Έχουν μελετηθεί και πραγματοποιηθεί δύο περιπτώσεις-αριθμητικές εφαρμογές εμπνευσμένες από τα παραρτήματα του EN1994-1-2 και συγκεκριμένα από τα παραρτήματα D και G. Στο τέλος κάθε εφαρμογής ακολουθούν τα συμπεράσματα και κάποιες παρατηρήσεις καθώς και επιπλέον διερεύνηση με αριθμητικά παραδείγματα και σύγκριση αντοχών.

Designing for fire is an important and essential requirement in the design process of buildings and civil engineering structures. All buildings must meet certain functional requirements and these are usually linked to the purpose and height of the building. The most important requirement is for the building to retain its stability for a reasonable period. The most common method of designing a steel structure for the fire condition is to design the building for the ambient temperature loading condition and then to cover the steel members with proprietary fire protection materials to ensure that a specific temperature is not exceeded. The Eurocode process can be simplified in to three components consisting of the characterisation of the fire model, a consideration of the temperature distribution within the structure and an assessment of the structural response to the fire. Information on thermal actions for temperature analysis is given in EN 1991-1-2 and the method used to calculate the temperature rise of structural steelwork (either protected or unprotected) is found in EN 1993-1-2. The design procedures to establish structural resistance are set out in EN 1993 but the actions (or loads) to be used for the assessment are taken from the relevant parts of EN 1991. Also this thesis examines and calculates the fire resistance of composite sections at elevated temperatures based on the requirements of the Eurocode 4 section 1-2. Two different cases-numerical examples inspired by the annexes D and G have been developed. At the very end of each example, there is a section with remarks and conclusions, which are followed by an investigation with further examples. The new results of resistance are compared against the previous ones.