1. LA SICUREZZA STRUTTURALE IN SITUAZIONI D INCENDIO I. Definizioni II. Obiettivi

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1 Ing. Antonino Gerardi 1 1. LA SICUREZZA STRUTTURALE IN SITUAZIONI D INCENDIO I. Definizioni II. Obiettivi 2. QUADRO NORMATIVO NAZIONALE I. Settori di regolamentazione II. Livelli di prestazione III. Criteri di progettazione 3. PROCEDURE PER LA PROGETTAZIONE DELLE STRUTTURE I. Approccio secondo le regole prescrittive II. Approccio ingegneristico g 4. PROCEDURE GENERALI PER IL CALCOLO DELLA CAPACITA PORTANTE I. Modelli di incendio II. Modelli di trasmissione del calore III. Modelli strutturali 5. COMPORTAMENTO DEI MATERIALI I. Calcestruzzo II. Acciaio III. Legno 6. ESEMPI DI CALCOLO DELLA CAPACITA PORTANTE I. Pilastro in c.a. II. Trave in acciaio III. Trave in legno 2

2 LA SICUREZZA STRUTTURALE IN SITUAZIONI D INCENDIO Il concetto di sicurezza di una costruzione in caso di incendio è stato definito nell ambito della Direttiva 89/106/CEE del 21 Dicembre 1988 (Construction Product Directive) Principi di base: Le costruzioni devono essere progettate e costruite in modo tale che, nel caso di sviluppo di un incendio: la capacità portante delle strutture sia garantita per un determinato periodo di tempo; la produzione e la propagazione di fiamme e di fumi all interno delle costruzioni sia limitata; la propagazione p dell incendio alle costruzioni vicine sia limitata; gli occupanti possano abbandonare la costruzione o essere messi in salvo; sia presa in considerazione la sicurezza delle squadre di soccorso. Ribaditi dal: Interpretative document n. 2: Safety in case of fire, 1993 Stabilisce il collegamento con le norme armonizzate a livello europeo in materia di prodotti e opere da costruzione. 3 QUADRO NORMATIVO NAZIONALE L Italia recepisce le direttive comunitarie con l emanazione di un corposo quadro normativo: NOVITÀ INTRODOTTE con riferimento al ruolo delle strutture portanti: - la definizione di nuove procedure per la valutazione del requisito di sicurezza in caso di incendio; -la possibilità di applicazione di metodi di calcolo basati su un approccio ingegneristico. SETTORI DI REGOLAMENTAZIONE PRINCIPALE 1. norme che definiscono il livello di prestazione prescritto per la struttura portante; 2. norme che specificano i criteri i di calcolo l utilizzabili per la progettazione strutturale; 3. norme per la qualificazione dei rivestimenti protettivi e per il loro dimensionamento 4

3 PROCEDURA PER LA DETERMINAZIONE DEL REQUISITO MINIMO DI R PER LE STRUTTURE 5 REGOLE PRESCRITTIVE DEL D.M LIVELLI DEFINITI sulla base di una valutazione del rischio d incendio : Livello I sole attività non soggette al controllo dei Vigili del Fuoco Livello II attività non aperte al pubblico che rispettano opportune limitazioni individuate dal D.M. stesso Livello III restanti ti attività ità Livelli IV e V attività in cui specifiche condizioni di sicurezza sono definite sulle basi delle richieste del committente o di specifici capitolati Tabella 4 Tabella 5 Per gli edifici in cui si svolgono queste attività è possibile progettare la sicurezza strutturale in caso di incendio anche mediante l applicazione dell approccio ingegneristico, purché siano rispettati i limiti di resistenza al fuoco previsti dal D.M. 09/03/07 (Tab. 4) verificando anche le disposizioni del D.M. Tab.5 6

4 D.M DEFINIZIONI RIFORMULATE : una delle fondamentali strategie di protezione da perseguire per garantire un adeguato livello di sicurezza della costruzione in condizioni di incendio. Essa riguarda la capacità portante in caso di incendio, per una struttura, per una parte della struttura o per un elemento strutturale nonché la capacità di compartimentazione rispetto all incendio per gli elementi di separazione sia strutturali, come muri e solai, sia non strutturali, come porte e tramezzi. attitudine della struttura, di una parte della struttura o di un elemento strutturale a conservare una sufficiente i resistenza meccanica sotto l azione del fuoco(r) con riferimento i alle altre azioni i agenti. attitudine di un elemento costruttivo tti a conservare, sotto l azione del fuoco, oltre alla propria stabilità (R), una sufficiente tenuta ai fumi e ai gas caldi della combustione(e) ed un sufficiente isolamento termico (I) nonché tutte le altre prestazioni se richieste. 7 CRITERI DI CALCOLO D.M. Ministero delle Infrastrutture 14/01/2008 (NTC 2008) Norme tecniche per le Costruzioni D.M. Ministero dell Interno 16/02/2007 Classificazione di resistenza al fuoco di prodotti ed elementi costruttivi di opere da costruzione NTC 2008 Prevede al cap.3 quale azione eccezionale L INCENDIO Applicabile a tutti i tipi di costruzioni (soggette e non soggette al controllo dei Vigili del Fuoco) L azione termica da incendio: Curve d incendio Nominali -> VERIFICHE CONVENZIONALI Curve d incendio Naturali -> APPROCCIO INGEGNERISTICO Criteri di calcolo analitico: Eurocodici Parte Fuoco (1-2) + NAD 8

5 CRITERI DI CALCOLO D.M. 16/02/2007 sono specificate le seguenti modalità per la determinazione della resistenza al fuoco: prove sperimentali, condotte esclusivamente ai sensi di norme EN o, in caso di assenza, pren o ENV (ALLEGATO B); valutazioni analitiche, esclusivamente ai sensi delle parti fuoco degli Eurocodici (ALLEGATO C); confronto con le tabelle allegate al decreto medesimo (per strutture di acciaio validità limitata al 25/09/2010) (ALLEGATO D). 9 D.M. 16/02/2007 ALLEGATO C - Modalità per la classificazione in base ai risultati di calcoli C.1 I metodi di calcolo della resistenza al fuoco hanno l'obbiettivo di consentire la progettazione di elementi costruttivi portanti, separanti o non separanti, resistenti al fuoco anche prendendo in considerazione i collegamenti e le mutue interazioni i i con altri elementi, sotto specifiche condizioni i i di esposizione i al fuoco e attraverso il rispetto di criteri prestazionali e l'adozione di particolari costruttivi. C.2 Le condizioni di esposizione al fuoco sono definite in specifici regolamenti e basate sugli scenari di incendio in essi prescritti o su quelli attesi. Nei medesimi regolamenti sono definite le combinazioni di carico da considerare agenti insieme all'azione del fuoco e i coefficienti di sicurezza sui materiali e sui modelli. C.3 I metodi di calcolo da utilizzare ai fini del presente decreto sono quelli contenuti negli eurocodici si seguito indicati se completi delle appendici contenenti i parametri definiti a livello nazionale: C.3.1 EN «Azioni sulle strutture - Parte 1-2: Azioni generali -Azioni sulle strutture esposte al fuoco» C.3.2 EN «Progettazione delle strutture di calcestruzzo - Parte 1-2: Regole generali - Progettazione strutturale contro l'incendio» C.3.3 EN «Progettazione delle strutture di acciaio - Parte 1-2 Regole generali - Progettazione strutturale contro l'incendio» C.3.4 EN «Progettazione delle strutture miste acciaio calcestruzzo - Parte 1-2: Regole generali - Progettazione strutturale contro l'incendio» C.3.5 EN «Progettazione delle strutture di legno - Parte 1-2: Regole generali - Progettazione strutturale contro l'incendio» C.3.6 EN «Progettazione delle strutture di muratura -Parte 1-2: Regole generali - Progettazione strutturale contro l'incendio» C.3.7 EN «(Progettazione delle strutture di alluminio Parte1-2: Regole generali - Progettazione strutturale contro l'incendio» -continua- 10

6 D.M. 16/02/2007 ALLEGATO C - Modalità per la classificazione in base ai risultati di calcoli C.4 In attesa della pubblicazione delle appendici nazionali degli eurocodici, è possibile limitare l'impiego dei metodi di calcolo l alla sola verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi tti i portanti, ti con riferimento agli eurocodici indicati in C.3.2, C.3.3, C.3.4 e C.3.5 con i valori dei parametri da definire a livello nazionale presenti nelle norme stesse come valori di riferimento ovvero con riferimento alle norme UNI di seguito indicate: C.4.1 UNI 9502 «Procedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costruttivi di conglomerato cementizio armato, normale e precompresso» C.4.2 UNI 9503 «Procedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costruttivi di acciaio» C.4.3 UNI 9504 «Procedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costruttivi di legno» C.5 I metodi di calcolo di cui in C.3 e C.4 possono necessitare della determinazione, al variare delle temperature, dei parametri termofisici dei sistemi protettivi eventualmente presenti sugli elementi costruttivi portanti. In questi casi i valori che assumono detti parametri vanno determinati esclusivamente attraverso le prove indicate all'articolo 2 comma 4 del presente decreto ed elencate nella tabella A.3 dell'allegato A. I valori dei parametri presenti nelle norme citate in C.4 possono essere ancora utilizzati purché il produttore, sulla base di idonee esperienze sperimentali, dichiari sotto la propria responsabilità, che il sistema protettivo garantisca le prestazioni definite in suddette norme, nonché aderenza e coesione per tutto il tempo necessario e ne fornisca le indicazioni circa i cicli di posa o di installazione. Tale possibilità decade con l'obbligo della marcatura CE dei sistemi protettivi, prevista in conformità alla pertinenti specificazioni tecniche ovvero dopo 3 anni dall'entrata in vigore del presente decreto. Elaborazioni numeriche dei valori di detti parametri, che esulano dall'ambito delle prove indicate all'articolo 2 comma 4 del presente decreto o dalle norme citate in C.4 sotto le condizioni suddette, non sono valide ai fini della verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi tti i portanti. ti 11 PROCEDURA PER LA VALUTAZIONE DELLA RESISTENZA AL FUOCO E MODELLI DI CALCOLO 12

7 PROCEDURA GENERALE PER IL CALCOLO DELLA CAPACITA PORTANTE Definiti: Geometria del compartimento Carico d incendio Tipologia d uso MODELLO D INCENDIO Tipologia di costruzione Caratteristiche dell incendio Esposizione termica all incendio Geometria dell elemento Proprietà Termiche Caratteristiche della trasmissione del calore MODELLO DI TRASMISSIONE DEL CALORE Gradienti termici Geometria dell elemento Carichi applicati MODELLO STRUTTURALE Proprietà meccaniche Capacità portante t 13 MODELLI DI INCENDI 14

8 MODELLO D INCENDIO CURVE NOMINALI Curva Temperatura Tempo (Post Fh) θ g = (1 0,325 e -0,167 t - 0,675 e -2,5t ) e [ C] Temperature θ g = log 10 (8t +1) θ g = (1 0,687 e -0,32 t - 0,313 e -3,8t ) Normalizzata Incendio Esterno Idrocarburi ISO Tempo [min] NO sollecitazioni indirette; E d,fi,ext = const (t=0); Verifica a tempo R 15 MODELLO D INCENDIO CURVE NATURALI SEMPLIFICATE - Incendi Parametrici (Post Fh) θ g = ( e -0.2t* e -1.7t* e -19t* ) θ g = temperature in the fire compartment ( C) t* = t Γ (h) t = time (h) Γ= (O/b) 2 /(0.04/1160) 2 b = (ρcλ) 0,5 and 1000 < b < 2000 O = opening factor: A v H/A t and 0.02 < O < 0.20 (m 1/2 ) A v = Area of vertical openings (m 2 ) A t = Area of enclosure (walls, ceiling, floor and openings) (m 2 ) ρ = density of the boundary of the enclosure (kg/m 3 ) c = specific heat of the boundary of the enclosure (J/kgK) λ = thermal conductivity of the boundary of the enclosure (W/mK) - Incendi Localizzati (Pre Fh) - Incendi su elementi Ext. (Post Fh) Sollecitazioni indirette; E d,fi,ext = var(t); Verifica fino al raffreddamento AVANZATE - Modelli a zone (Pre/Post Fh) - Modelli di campo (Fluidodinamica computazionale) 16

9 MODELLI DI TRASMISSIONE DEL CALORE 17 MODELLO DI TRASMISSIONE DEL CALORE MODELLO GENERALE Riscaldamento di un solido omogeneo, isotropo e Fuoreriano Variazione della temperatura nell unità di tempo Generazione di calore nel volume finito = 0 Variazione della temperatura nel volume finitoit Condizione spaziale Condizione temporale ρ c δθ/δt = Q + div(λ grad θ) θ(t = 0,x,y,z) = θ 0 div(λ grad θ) m = h net Flusso di calore netto trasmesso Convettivo h net,c = α c (θ g - θ m ) Coeff. convettivo (25 W/m 2 K exp. a ISO 834) (4 o 9 W/m 2 K NON exp.) h net = [W/m 2 ] Radiativo h 4 4 net,r = Φ ε m ε f σ [(θ r +273) - (θ m +273) Fattore di configurazione 1 Emissiv. fiamma =1 Emissiv. = 0,7 (st. cls.) 0,8 (legno) 18

10 MODELLO DI TRASMISSIONE DEL CALORE Caratteristiche delle procedure per l analisi termica MODELLI Tabelle progettuali dati sperimentali Formule semplificate Modelli avanzati Complessità Bassa Intermedia Elevata Meccanismo di trasferimento di calore Fonte Tipologia di incendio Conduzione -Prove sperimentali -Modelli di calcolo di riconosciuta validità Incendi standard -Interpolazione dati sperimentali -Semplificazioni di modelli di calcolo di riconosciuta validità -Convezione -Irraggiamento -Conduzione Modelli fisici accurati Incendi standard Incendi naturali Tipologia di elementi strutturali Parametri iniziali per la definizione del modello Soluzioni Dipende dai dati sperimentali disponibili Tipologia strutturale Geometria Campi di temperature della sezione trasversale Principalmente per strutture in acciaio (2 tipi) Qualunque materiale e tipologia di costruzione Flusso termico o curva di incendio Condizioni al contorno Geometria dell elemento Proprietà termiche dei materiali Campi di temperature della sezione trasversale di tipo semplificato Campi di temperatura da mono a tridimensionali Strumenti di Eurocodici EN 199X-1-2 Eurocodici EN 199X-1-2 Software FEM progetto Pubblicazioni di prove sperimentali Documenti tecnici 19 CARATTERISTICHE FISICHE DEI MATERIALI u =2% Upper limit - HSC Esplosive Spalling Lower limit cls calcareo Capacità termica calcestruzzo Se Cl. exp. clsx0oxc1:u< XC1 3% Cond. termica calcestruzzo Disidr. Idrosilicato di calcio Disidr. Solfoalluminati idrati Decomp. Idrossido di calcio u > 3% Frantumazione esplosiva Caduta del calcestruzzo Se a 7 cm : armare copriferro rete min. φ4 / 10x10 D.M.: per ricoprimenti > 50mm prevedere armatura aggiuntiva diffusa Massa volumica calcestruzzo con u=3% ρ(20 C) =2300 Kg/m 3 20

11 MODELLO SEMPLIFICATO DI TRASMISSIONE DEL CALORE NON ESISTONO p p per il cls modelli numerici semplificati Esistono mappe termiche per travi e pilastri rettangolari + pilastri circolari a vari R HP: λc (Low); Cp (u=1,5%); ε=0,7 ; c=25 W/m2K M Massa volumica l i calcestruzzo l t siliceo ili Corso di aggiornamento 818 Arezzo 8 giugno 2012 Ing. A. Gerardi 21 MODELLO AVAZANTO DI TRASMISSIONE DEL CALORE: FEM Mappe termiche da software FEM Corso di aggiornamento 818 Arezzo 8 giugno 2012 Ing. A. Gerardi 22

12 MODELLO AVANZATO DI TRASMISSIONE DEL CALORE: FEM 23 CARATTERISTICHE FISICHE DEI MATERIALI Capacità termica acciaio al carbonio Cond. termica acciaio al carbonio Massa volumica acciaio cost. ρa = kg/m 3 24

13 MODELLO SEMPLIFICATO DI TRASMISSIONE DEL CALORE Acciaio NON protetto Temperatura incendio Temperatura nell acciaio non protetto UNIFORME Δt < 5 s Ksh =0,9*(Am/V)b / (Am/V) per le sezioni ad H K Ksh =(Am/V)b /(A (Am/V) per le altre sezioni i Ksh = 1 per le sezioni convesse 25 MODELLO SEMPLIFICATO DI TRASMISSIONE DEL CALORE Acciaio NON protetto Influenza del fattore di sezione 26

14 MODELLO SEMPLIFICATO DI TRASMISSIONE DEL CALORE Acciaio protetto Temperatura incendio Protettivo Acciaio Temperatura nell acciaio protetto UNIFORME dp Spessore protettivo < 30 s 27 CARATTERISTICHE FISICHE DEI MATERIALI Frontiera di carbonizzazione Presenza di aria Assenza di aria Relazione temperatura t [ C] -conducibilità [W/mK] per il legno e lo strato carbonizzato Relazione temperatura [ C]-calore specifico [kj /kgk] per legno e carbone 28

15 MODELLO SEMPLIFICATO DI TRASMISSIONE DEL CALORE IPOTESI: 1. La carbonizzazione procede perpendicolarmente alle superfici esposte con velocità costante; t 2. Il legno conserva inalterate le proprie caratteristiche di resistenza e rigidezza nella parte non ancora combusta; 3. La valutazione della capacità portante viene fatta sulla sezione resistenza residua trascurando l arrotondamento degli spigoli; 4. Il calcolo viene eseguito agli SLU 29 MODELLI STRUTTURALI 30

16 MODELLO STRUTTURALE IN GENERALE DIFFERENZE DALLA PROGETTAZIONE STRUTTURALE A FREDDO Il progetto strutturale si svolge come quello classico a freddo con le seguenti differenze: 1) I carichi statici agenti sono ridotti: Combinazione eccezionale; 2) Devono essere considerate le variazioni delle caratteristiche meccaniche e della rigidezza del materiale; 3) L espansione termica può indurre forze interne legate all eventuale iperstaticità delle struttura: Azioni indirette; 4) I coeff. parziali di sicurezza dei materiali adottati nelle verifiche sono inferiori; 5) Le sezioni trasversali degli elementi possono subire riduzioni: Spalling 6) Non sono necessarie verifiche delle deformazioni degli elementi a meno che non modifichino la resistenza e/o producano danni agli elementi di compartimentazione e di protezione delle strutture, o nel caso in cui provochino il mancato funzionamento dei vincoli; 7) Devono essere considerati tutti i possibili meccanismi di collasso strutturale, che possono essere diversi da quelli a freddo (si ammettono, ad esempio, configurazioni in grandi spostamenti che fanno sviluppare il cosiddetto effetto catena); Effetto grandi spostamenti 31 MODELLO STRUTTURALE VERIFICHE DI SICUREZZA: SLU (no SLE) Le verifiche di sicurezza della struttura nel suo complesso o di un suo componente possono essere effettuate: Nel dominio della resistenza R fi,d,t E fi,d,t Nel dominio delle temperature θ d,t θ cr,d Nel dominio del tempo t fi,d t fi,richiesto 32

17 MODELLO STRUTTURALE Caratteristiche dei modelli di calcolo della capacità portante MODELLI Tabelle (2) Modelli di calcolo semplificati Modelli di calcolo avanzati Complessità Bassa Intermedia Elevata Modelli meccanici accurati (il Fonte Tipologia di analisi -Prove sperimentali -Modelli di calcolo di riconosciuta validità Elementi singoli -Interpolazione dati sperimentali -Semplificazioni di modelli di calcolo di riconosciuta validità -Elementi singoli -Sottostrutture Tipologia di incendio Incendio ISO 834 Incendi nominali Parametri iniziali Risultati -Tipologia strutturale -Geometria -Quantitativo di armatura? -Eventuale copriferro -Livello di carico? Classe di resistenza Progetto / Verifica della sezione Resistenza in condizioni di incendio modello deve tenere in conto della variazione delle caratteristiche meccaniche dei materiali con la temperatura, del comportamento non lineare dei materiali, della non linearità geometrica e delle azioni indirette) -Sottostrutture -Struttura completa -Incendi nominali -Incendi naturali -Tipologia strutturale -Geometria -Proprietà meccaniche dei materiali -Quantitativo di armatura -Campi di temperature Tempo di resistenza al fuoco della struttura Strumenti di Eurocodici EN 199X-1-2 Software FEM validato per le Eurocodici EN 199X-1-2 progetto D. M. 16/02/2007 condizioni di incendio: EN 199x MODELLO STRUTTURALE: Carichi Azioni agenti durante l evento incendio. Combinazione eccezionale di carico prevista dalle NTC per SLU con azioni eccezionali di progetto A d (comb. quasi permanente): 34

18 MODELLO STRUTTURALE: Schematizzazione della struttura Analisi globale della struttura Analisi di porzioni di strutture Analisi di elementi singoli 35 MODELLO STRUTTURALE: materiale Caratteristiche meccaniche del calcestruzzo Valide per velocità di riscaldamento di incendi ISO 834 Curve dei coeff. di riduzione della resistenza (fck) del cls cls calcareo cls siliceo 36

19 MODELLO STRUTTURALE: materiale Caratteristiche meccaniche degli acciai per c.a. Curve dei coeff. di riduzione della resistenza (fyk) delle armature per c.a. Classe N S. teso traf. a freddo ε s,fi 2% S. teso lam. a caldo ε s,fi 2% S. teso e compr. ε s,fi < 2% s. traf. a freddo (fili e trefoli) Classe B Curve dei coeff. di riduzione della resistenza (βfpk) dell acciaio da pretensione 37 MODELLO STRUTTURALE: materiale Caratteristiche meccaniche dell acciaio Curva di riduzione delle caratteristiche dell acciaio 38

20 MODELLO DI CALCOLO SEMPLIFICATO per strutture in: Verifica nel dominio delle resistenze E fi,d R fi,d α cc = 1 γ M0 = 1 γ m,fi = 1 e meno restrittive del D.M (si basano sul rapporto di utilizzo) D.M Metodi tabellari: + EC2-1-2: Pilastri: Pareti: - Metodo A: l 0,fi 3m; e e max (0,15h opp. b); A s 0,04*A04*A c λ fi 30; e max = 100mm; A s / A c - Metodo B: λ fi 80; e max = 200mm; b max = 60 cm; 0,1 ω 1 Con verifica di stabilità - Non portanti: migliori sono le tab. D.4 del D.M Portanti piene: e meno restrittive della circ. del Pareti tagliafuoco (M REI) Travi: - Isostatiche (classe WC) (Tab. D.6) D.M Continue Lastre: - Isostatiche: e meno restrittive della tab. D.5 del D.M Continue: e meno restrittive della circ. del Piane -Nervate 39 MODELLO DI CALCOLO SEMPLIFICATO per strutture in: Metodo ISOTERMA 500 C: Metodo A ZONA: 1. Si considera danneggiato il calcestruzzo che abbia raggiunto temperature maggiori di 500 C e si esclude ogni suo contributo alla resistenza; 2. La restante sezione trasversale mantiene i suoi valori di resistenza e modulo d elasticità iniziali; 3. Gli angoli arrotondanti dell isoterma possono essere valutati approssimando la forma; 4. reale delle isoterme a un rettangolo o un quadrato; 5. Si verifica la sezione trasversale ridotta a freddo; 40

21 Verifica di resistenza al fuoco pilastro in c.a. esistente Verifica R90 ISO 834 a=34mm c=20mm Parametri necessari per l ingresso nelle tabelle EC2 (App. C): λ, ω, n, e 41 Verifica di resistenza al fuoco pilastro in c.a. esistente Verifica R90 Interpolando per b =300mm si ha: dist amin = 32,5mm Essendo dist a > dist amin PILASTRO R90 42

22 MODELLO DI CALCOLO SEMPLIFICATO per strutture in: Classificazione di duttilità della sezione con: Coeff. parziali dei materiali: ε = 0,85 (235/f y ) 0,5 γ M γ M = 1 γ m,fi γ m,fi = 1 VERIFICA NEL DOMINIO DELLE TEMPERATURE Calcolo Temperatura Critica Sez. Cl.1,2 e 3 Tasso utilizzo μ 0 =E fi,d / R fi,d,0 d0 0, IPOTESI: Singoli elementi sottoposti a N e M puri. NO Sollecitazioni composte Curva d incendio ISO 834; Per le sezioni di Cl. 4 la θcr = 350 C Temperature critiche θcr in funzione del tasso di utilizzo μ 0 43 MODELLO DI CALCOLO SEMPLIFICATO per strutture in: Verifica nel dominio di θ Elemento Inflesso FATTORE DI ADATTAMENTO K = k 1 * k 2 tener conto della non uniforme distribuzione di temperatura all interno della sezione in acciaio; tale fattore assume i seguenti valori: Per una distribuzione di temperature non uniforme lungo la sezione trasversale: Trave esposta su quattro lati k 1 =1,00; Trave esposta su tre lati con soprastante soletta di calcestruzzo k 1 =0,70; Trave esposta su quattro lati k 1 =0,85; Trave su tre lati, ma protetti tti k 1 =0,85; 085 Per una distribuzione di temperature non uniforme lungo la trave: in corrispondenza dei vincoli di una trave staticamente indeterminata: k 2 =0,85; in tutti gli altri casi k 2 =1,00; Elemento Teso K=1 44

23 MODELLO DI CALCOLO SEMPLIFICATO per strutture in: Verifica nel dominio di θ NOMOGRAMMA (valido solo per elementi tesi o inflessi) 45 Verifica di resistenza al fuoco trave in acciaio Verifica R90 Soletta in c.a. collegata ma non collaborante M fi,ed = q*l 2 / 8 = 76 KNm ISO

24 NOMOGRAMMA 660 C C 0,44 47 Verifica di resistenza al fuoco trave in acciaio Verifica R90 ISO C 1100 W/m 3 K d p =0,026m Per rendere la trave R90 occorrerà utilizzare un rivestimento di intonaco a base di vermiculite di 26mm di spessore. 48

25 MODELLO DI CALCOLO SEMPLIFICATO per strutture in: ELEMENTI IN LEGNO 1. Assegnazione della velocità di combustione (costante nel tempo) in base al tipo di essenza di legno 2. Definizione delle superfici che partecipano alla combustione 3. Determinazione della sezione residua al tempo t; 4. Verifica soddisfatta se la sezione residua garantisce una caratteristica di sollecitazione superiore a quella esterna agente; d ef β n d ef = d char,n + k 0 d 0 = β n t + k 0 d 0 : profondità di carbonizzazione; : velocità di carbonizzazione ideale, convenzionalmente superiore a quella effettiva per includere fessurazioni e spigoli arrotondati; k 0 : coeff.(t); variabile da 0 a 1 per 0 < t < 20 min e 1 per t > 20 min d 0 = 7mm: strato iniziale di carbonizzazione Materiale β n [mm/min] 49 Verifica di resistenza al fuoco trave in legno nuova Verifica R60 ISO

26 Verifica di resistenza al fuoco trave in legno nuova Verifica R60 d ef = k 0 d 0 +β n t k 0 = 1 per t>20 min -2(d 0 + β n t) -(d 0 + β n t) t Verifica di resistenza: Verifica di stabilità: σ max,fi < σ crit TRAVE R60 51 Ing. Antonino Gerardi Via Trasimeno,7 Arezzo Cell Corso di aggiornamento 818 Arezzo 8 giugno