Knowledge base

Analiza termiczna konstrukcji betonowych

Concrete

Member

EN (Eurocode)

This article is also available in:

Translated by AI from English

Sprawdzenie odporności ogniowej budynków jest dziś koniecznością. Co jednak zrobić, gdy dane tabelaryczne lub inne uproszczone metody są niewystarczające? Szukasz odpowiedzi elementu konstrukcyjnego poddanego obciążeniom termicznym? Skorzystaj z zaawansowanej analizy termicznej w IDEA StatiCa Member.

Jakie metody stosuje się przy ocenie odporności ogniowej belek i słupów? Można wybrać spośród kilku procedur obliczeniowych zgodnie z EN 1992-1-2:

Dane tabelaryczne – dostępne w aplikacji IDEA StatiCa RCS od wersji 10.1
Uproszczone metody obliczeniowe – metoda izotermy 500°C, metoda strefowa
Zaawansowane metody obliczeniowe

Tym razem pominęliśmy pozostałe uproszczone metody i postanowiliśmy opracować najbardziej zaawansowaną metodę obliczeniową, z jakiej można skorzystać. Jest nią analiza termiczna (TA). Mimo że w aplikacjach IDEA StatiCa zastosowano najbardziej zaawansowane analizy, przepływy pracy są możliwie jak najprostsze. Projektowanie i sprawdzanie normowe konstrukcji betonowych pod kątem odporności ogniowej jest więc znów bardzo łatwe.

Odporność ogniowa żelbetowych belek i słupów w kilku krokach

Geometria

Analizowane elementy mogą być belkami, słupami lub ramami o dowolnym kształcie przekroju poprzecznego.

Dane wejściowe dotyczące pożaru i obciążenia

Aby przeprowadzić analizę termiczną, należy najpierw określić dane dotyczące ekspozycji na ogień: klasę odporności ogniowej, wilgotność betonu, temperaturę elementu oraz to, które części i krawędzie analizowanego elementu są narażone na działanie ognia.

Analiza termiczna

Analiza termiczna polega na przeprowadzeniu niestacjonarnego przepływu ciepła przez przekrój poprzeczny (temperatura zmienia się w czasie). Ze względu na właściwości materiałowe betonu i zbrojenia oraz zakres temperatur metoda ta jest nieliniowa. Warunkiem początkowym jest temperatura otoczenia w czasie zgodnie z Eurokodem 1991-1-2.

Podobnie jak w przypadku analizy geometrycznie i materiałowo nieliniowej (GMNA), zaimplementowanej w IDEA StatiCa Member, analizowany element jest dzielony na odcinki, które są dyskretyzowane na elementy skończone, w obrębie których obliczany jest przepływ ciepła.

Wynikiem analizy termicznej jest pole temperatury w przekroju poprzecznym w czasie odpowiadającym klasie odporności ogniowej (np. R 60). Taki rozkład temperatury w przekroju jest wykorzystywany do wyznaczenia właściwości materiałowych betonu i zbrojenia oraz odkształceń termicznych. Degradacja materiału uwzględnia tablice podane w Eurokodzie EN 1992-1-2 lub może być zdefiniowana przez użytkownika i zapisana w szablonach.

Rozkład temperatury można przeglądać w widoku ogólnym lub szczegółowym.

Analiza geometrycznie i materiałowo nieliniowa

Po przeprowadzeniu analizy termicznej (TA) automatycznie uruchamiana jest analiza geometrycznie i materiałowo nieliniowa (GMNA), która wykorzystuje wyniki analizy termicznej jako stan początkowy analizowanego elementu. Wynikami GMNA są naprężenia i odkształcenia, które są porównywane z granicznymi (zdegradowanymi) wartościami.

Wartości naprężeń w betonie ściskanym (beton rozciągany jest wykluczony).