Eurocode 3 — Oțel la foc

================================================================================ SR EN 1993-1-2:2005+A1:2014 Eurocode 3 — Proiectarea structurilor de oțel Partea 1-2: Reguli generale — Proiectare la acțiunea focului ================================================================================ Comitetul Tehnic: CEN/TC 250 Status: ÎN VIGOARE (cu Anexa Națională) ================================================================================ DOMENIU DE APLICARE ================================================================================ Standard european de proiectare structurală care definește: - Comportarea oțelului la temperaturi ridicate - Metode de calcul pentru rezistența la foc a elementelor din oțel - Temperatura critică a elementelor structurale - Necesitatea protecției la foc (vopsea intumescentă, plăci, etc.) ================================================================================ PROPRIETĂȚILE OȚELULUI LA TEMPERATURI RIDICATE ================================================================================ Reducerea rezistenței oțelului cu temperatura: Temperatura Limita curgere Modul elasticitate (°C) (fy,θ/fy) (Ea,θ/Ea) ───────────────────────────────────────────────────── 20°C 1,000 1,000 100°C 1,000 1,000 200°C 1,000 0,900 300°C 1,000 0,800 400°C 1,000 0,700 500°C 0,780 0,600 600°C 0,470 0,310 700°C 0,230 0,130 800°C 0,110 0,090 900°C 0,060 0,068 1000°C 0,040 0,045 1100°C 0,020 0,023 1200°C 0,000 0,000 ★ OBSERVAȚIE CRITICĂ: La 500°C oțelul pierde 22% din rezistență La 600°C oțelul pierde 53% din rezistență → COLAPS PROBABIL La 700°C oțelul pierde 77% din rezistență → COLAPS SIGUR TEMPERATURA CRITICĂ tipică: 500-620°C (în funcție de grad de utilizare) ================================================================================ FACTORUL DE SECȚIUNE (Am/V) ================================================================================ Am/V = Suprafața expusă la foc / Volumul elementului [1/m] Determină cât de repede se încălzește elementul: - Am/V mic → se încălzește lent (elemente masive) - Am/V mare → se încălzește rapid (elemente subțiri) Valori tipice: Stâlp HEA 300: Am/V ≈ 120 m⁻¹ Stâlp HEA 200: Am/V ≈ 180 m⁻¹ Stâlp IPE 300: Am/V ≈ 175 m⁻¹ Profil tubular 150×8: Am/V ≈ 140 m⁻¹ Cu protecție pe 3 laturi (planșeu pe o latură): → Am/V se reduce cu ~25% ================================================================================ PROTECȚIE LA FOC A STRUCTURILOR DIN OȚEL ================================================================================ 1. VOPSEA INTUMESCENTĂ (termospumantă): - Grosime uscată: 0,5 - 5 mm - La căldură se expandează 20-50× formând un strat izolator carbon - Protecție: R30 - R120 (în funcție de Am/V și grosime) - Testare conform: EN 13381-8 - Aspect: finisaj decorativ posibil 2. PLĂCI DE PROTECȚIE: - Silico-calcar, vată bazaltică rigidă, gips-carton RF - Grosime: 15 - 60 mm - Protecție: R30 - R240 - Se fixează mecanic pe profil 3. BETON PROIECTAT (torcret): - Grosime: 20 - 50 mm - Protecție: R60 - R240 - Aspect: industrial 4. MEMBRANE (plafoane suspendate): - Plafon RF sub planșeu mixta - Protecție: R30 - R120 ================================================================================ METODE DE CALCUL ================================================================================ Metoda simplificată: 1. Se calculează gradul de utilizare μ₀ = E_d,fi / R_d (la 20°C) 2. Se determină temperatura critică θ_a,cr din tabel 3. Se calculează timpul la care elementul neprotejat atinge θ_a,cr 4. Dacă timpul < cerința de rezistență → SE PROTEJEAZĂ Metoda avansată: - Calcul termic + mecanic pas cu pas - Modele element finit (Abaqus, SAFIR, etc.) - Necesară pentru structuri complexe ================================================================================ EXEMPLU PRACTIC ================================================================================ Stâlp HEA 300, Oțel S355, sarcină N_Ed = 2000 kN Cerință: R60 Pas 1: μ₀ = N_Ed,fi / N_Rd = 0,55 Pas 2: θ_a,cr = 553°C (din tabel Eurocode) Pas 3: Fără protecție → atinge 553°C în ~15 minute Pas 4: NECESARĂ protecție pentru R60 Soluție: Vopsea intumescentă 1,5 mm grosime uscată → Asigură R60 pentru Am/V = 120 m⁻¹ la μ₀ = 0,55 ================================================================================ REFERINȚE CONEXE ================================================================================ - EN 13381-8 — Protecție aplicată pe oțel (vopsea intumescentă) - EN 13501-2 — Clasificare rezistență la foc - EN 1363-1 — Încercări rezistență la foc - EN 1365-3 — Testare grinzi - EN 1365-4 — Testare stâlpi - P118/99 — Normativ siguranță la foc ================================================================================