ANALISI PER SINGOLI ELEMENTI O SOTTOSTRUTTURE Schema delle deformazioni della struttura di un edificio multipiano conseguenti al caso di incendio che si verifica al primo piano dell edificio.
TELAIO MONOPIANO
TELAIO MONOPIANO Prof. Ing. E. Nigro
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TELAIO MONOPIANO EVOLUZIONE MOMENTI t = 0 t = 468 s t = 1584 s
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TELAIO MONOPIANO Prof. Ing. E. Nigro
VALUTAZIONE DELLA RESISTENZA AL FUOCO Dati tabellati Modelli di calcolo semplificati Modelli di calcolo avanzati. Valutazione analitica della resistenza al fuoco Per le resistenze dei materiali a temperature maggiori di quella ordinaria si assumono generalmente i valori caratteristici (coefficienti γ m = 1.0). Si calcolano le resistenze ultime delle sezioni (R fi,d ) da confrontare con le sollecitazioni di progetto in caso di incendio (S fi,d ): Verifica nel dominio delle resistenze: R fi, d, t E fi, d, t (resistenza in condizioni di incendio al tempo t γ M, fi = 1.0 Sollecitazione in condizioni di incendio al tempo t)
Dati tabellati e principali parametri (Colonne composte pren199412) A c e w b e f A s u s u s Minimo rapporto tra gli spessori dell anima e delle flange e w /e f 1 1.1 1.2 1.3 2 2.1 2.2 2.3 3 3.1 3.2 3.3 Dimensioni minime della sezione trasversale in base al livello di carico minime dimensioni h e b [mm] minima distanza dell asse delle barre us [mm] minimo rapporto di armatura A s /(A c +A s ) in % Dimensioni minime della sezione trasversale in base al livello di carico minime dimensioni h e b [mm] minima distanza dell asse delle barre us [mm] minimo rapporto di armatura A s /(A c +A s ) in % Dimensioni minime della sezione trasversale in base al livello di carico minime dimensioni h e b [mm] minima distanza dell asse delle barre us [mm] minimo rapporto di armatura A s /(A c +A s ) in % h Resistenza al fuoco Standard R30 R60 R90 R120 160 160 160 40 1 0,5 ηfi,t 0,28 200 50 4 300 50 3 ηfi,t 0,47 300 50 4 400 70 4 ηfi,t 0,66 400 70 4 400 70 4 Resistenza standard Livello di progetto Dimensioni della sezione Barre di armatura Ricoprimento di calcestruzzo
EUROCODICE 3 METODI DI CALCOLO SEMPLIFICATI Classificazione delle sezioni (parti compresse) in base alla duttilità rotazionale ed alla capacità di sviluppare le resistenze plastiche: Classe 1 Classe 2 Classe 3 Classe 4 Capacità di formazione di una cerniera plastica con elevata duttilità rotazionale Capacità di formazione di una cerniera plastica con limitata duttilità rotazionale dovuta all instabilità locale Incapacità di formazione di una cerniera plastica a causa dell instabilità locale L instabilità locale sopraggiunge prima dello snervamento
METODI DI CALCOLO SEMPLIFICATI Curve di Riduzione di Resistenza dell Acciaio TENSIONE DI SNERVAMENTO MODULO ELASTICO
METODI DI CALCOLO SEMPLIFICATI ELEMENTI INFLESSI Elementi di classe 1 o 2 f y Distribuzione uniforme di temperatura M = k M ( γ / γ ) fi, θ, Rd y, θ Rd M,0 M, fi ky, θ coefficiente di riduzione della tensione di snervamento dell acciaio alla temperatura θ M Rd è il momento plastico resistente a freddo γ M,0 coefficiente parziale di sicurezza a freddo γ M, fi coefficiente parziale di sicurezza a caldo asse neutro f y M Rd = W pl f y Distribuzione non uniforme di temperatura n M = A z k f / γ fi, t, Rd i i y, θ, i y M, fi i= 1 ky, θ, i coefficiente di riduzione della tensione di snervamento dell acciaio alla temperatura θ dell elementino i. z i distanza baricentro area A i dall asse neutro plastico f y tensione di snervamento dell acciaio asse neutro i f y, i=ky,,i*f y M fi, t, Rd
θ a,cr METODI DI CALCOLO SEMPLIFICATI METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA Per un dato livello di carico, la temperatura critica è la temperatura per la quale si verifica il collasso di un elemento strutturale con uniforme distribuzione di temperatura 1 = 3919, ln 1 + 3, 833 0, 9674 µ 0 482 Il metodo è valido per verificare la perdita della capacità portante di elementi (tesi, inflessi e compressi) non sensibili a fenomeni di instabilità. Fattore di utilizzazione µ 0 = E R fi,d fi,d, 0
Nomogramma Resistenza al fuoco progettisti : valutazione preliminare della resistenza al fuoco di strutture di acciaio operatori di controllo (VVF) progetti soggetti al controllo dell autorità competente EN 199312
IL NOMOGRAMMA Metodo grafico per il dimensionamento delle strutture di acciaio Fattore di sezione modificato in funzione dello shadow effect Fattore per la distribuzione non uniforme sulla sezione trasversale k = k k 1 2 Fattore di sezione modificato in funzione del rivestimeno Fattore per la distribuzione non uniforme lungo l elemento µ = 0 E R fi, d fi, d,0
PROVA INCENDIO SU EDIFICIO IN CARDINGTON (UK) Instabilità locale della flangia della colonna Instabilità locale della flangia della trave (assenza di protezione) Schiacciamento delle colonne di acciaio in corrispondenza del nodo (non protetto)
PROVA INCENDIO SU EDIFICIO IN CARDINGTON (UK) Slab deflection after test Date: 23th January 2003 0 10 20 30 40 50 5 6 7 9 12 15 60 70 80 90 100 0.00 2.25 4.50 10.00.0 20.010.0 30.020.0 40.030.0 50.040.0 60.050.0 70.060.0 80.070.0 90.080.0 100.090.0 1 2 3 3.5 4 4.5 Solette composte acciaiocalcestruzzo: grandi spostamenti e sviluppo dell effetto membrana. 6.75 0 9.00
PROVA INCENDIO SU IMPALCATO COMPOSTO (CTICM)