Calculadora de resistencia al fuego del hormigón

Generalmente se considera que el hormigón es un material resistente al fuego.. Debido a esto, las estructuras de hormigón se comportan bien en caso de incendio en comparación con estructuras que utilizan otros materiales de construcción.. sin embargo, Cuando se expone al fuego durante un período de tiempo, comienza a perder fuerza y ​​puede volverse estructuralmente defectuoso.. Debido a esto, Generalmente se requiere que los ingenieros diseñen estructuras de hormigón y de hormigón armado con un período mínimo de resistencia al fuego para garantizar la robustez general de estos materiales en una estructura..

Cuando se somete al fuego, El hormigón armado puede reaccionar de varias maneras que reducen su integridad estructural.:

• Agrietamiento y desconchado del hormigón en las caras del elemento..
• Despegue del hormigón del refuerzo., reducción de la acción compuesta (y fuerza general).
• Reducción del límite elástico y de la rigidez del refuerzo..

La resistencia al fuego es la capacidad de un elemento estructural de mantener su integridad cuando se somete al fuego.. Esto generalmente se describe usando un Período de resistencia al fuego (FRP), medido en minutos. Los códigos de construcción exigen valores mínimos de FRP para elementos estructurales según la clasificación del edificio.. Los requisitos de FRP pueden variar desde 30-240 minutos. Algunos códigos dividen los requisitos de FRP en categorías distintas relacionadas con los métodos de extinción de incendios.. Estas categorías incluyen:

• Adecuación estructural: Capacidad para mantener la capacidad estructural..
• Integridad: Capacidad para evitar la transferencia de fuego a través del elemento..
• Aislamiento: Capacidad para evitar la transferencia de calor a través del elemento..

Dependiendo de la clasificación, algunos códigos pueden requerir diferentes valores de FRP para cada categoría.

El período de resistencia al fuego de una sección de hormigón está influenciado por los siguientes factores:

• Tamaño: Las secciones de hormigón más grandes suelen tener un FRP más alto..
• Cubrir: Una mayor cobertura del refuerzo puede reducir el potencial de desconchado/desprendimiento del concreto..
• Resistencia concreta: Las mayores resistencias del hormigón han aumentado la resistencia al fuego..
• Nivel de carga: Las secciones de hormigón muy cargadas suelen tener un FRP más bajo..
• Relación de refuerzo: El aumento del refuerzo de la sección puede aumentar el FRP.
• Exposición: Los elementos expuestos en todos los lados tendrán un FRP más bajo que las secciones protegidas en un lado.

También es posible aumentar el FRP de elementos de hormigón mediante la aplicación de recubrimientos protectores como vermiculita o pintura intumescente..

Hay un par de estrategias que puede seguir para mejorar la resistencia al fuego del hormigón.. Estas estrategias incluyen:

• Disminución de la densidad del hormigón ya que el hormigón con menor densidad se comporta mejor.
• Utilice el agregado de concreto correcto y elija agregados con resistencia al calor natural y baja conductividad térmica..
• Reforzar el hormigón con materiales resistentes al fuego como el acero..
• Optimice la relación agua-cemento y el tipo de agregado para mezclas de concreto densas para hacer un cemento más resistente al fuego..
• Si es posible, aplicar recubrimientos ignífugos para agregar protección adicional.

El FRP se calcula de manera diferente según el código de diseño adoptado.. Cuando usas EN 1992-1-2, se sigue el siguiente proceso:

1. Determine la isoterma de 500 °C para la exposición al fuego especificada., fuego estándar o fuego paramétrico.
2. Calcular nuevas dimensiones de la sección transversal excluyendo el hormigón fuera del 500 usted. isoterma.
3. Determinar la temperatura de las barras de refuerzo en las zonas de tracción y compresión..
4. Determinar la resistencia reducida del refuerzo..
5. Calcule la capacidad de carga última reducida.

Cuando se utiliza AS 3600:2018, El proceso es el siguiente:

1. Determinar la longitud efectiva y la esbeltez..
2. Calcule la excentricidad de la carga según el momento/fuerza axial de diseño.
3. Calcular el nivel de carga y la relación de refuerzo mecánico..
4. Utilice valores tabulados para determinar el ancho mínimo de la sección y la cobertura del refuerzo..

La Calculadora de resistencia al fuego SkyCiv RC calcula la dispersión de la temperatura desarrollada durante el incendio dentro del refuerzo y el hormigón de un miembro.. Luego calcula la sección transversal reducida de los miembros, es decir. la sección transversal obtenida eliminando partes de la sección transversal con resistencia y rigidez asumidas cero. Luego estima la capacidad de carga de fuerzas axiales y de flexión en su forma combinada y finalmente compara la capacidad con las fuerzas reales a las que está sometido el miembro..

Se requieren las siguientes entradas para ejecutar el módulo:

• Tipo de sección (circular o rectangular).
• Dimensiones de la sección.
• Duración de la resistencia al fuego en horas..
• Diseño de refuerzo (diámetro de barra y separación entre barras) para lados laterales y longitudinales.
• Cargas de diseño (flexión en el eje mayor y en el eje menor y fuerza axial).
• Cubierta lateral.
• Propiedades de los materiales para hormigón y acero de refuerzo..

El hormigón se considera generalmente un material resistente al fuego.. En el BS ES 13501-1:2018 Clasificación al fuego de productos de construcción y elementos de construcción Clasificación utilizando datos de pruebas de reacción al fuego El hormigón estándar tiene la mejor clasificación posible de resistencia al fuego con una calificación de A1.. Los materiales clasificados A1 no son combustibles, lo que significa que no pueden prenderse fuego como materiales como la madera y la madera..

SkyCiv ofrece herramientas para calcular el FRP concreto de acuerdo con los siguientes códigos:

• EN 1992.1.2.2004 - Diseño de Estructuras de Hormigón
• AS 3600:2018 Estructuras de Hormigón