What are you interested in?
Trial license
Educational license
Get offer
Please fill out this form and we'll get back to you

Concrete Fire Design

Branddimensionering av betong

I FEM-Design 20 introducerar vi en efterlängtad funktion, nämligen branddimensionering av betong. Funktionen finns tillgänglig i analysmodulerna 3D Structure och 3D Frame om man även har betongdimensioneringsmodulen 3D Concrete. Branddimensioneringen kan utföras för balkar och pelare, det vill säga ”bar”-element.

Tillskillnad från den förenklade metoden med tabellerade data och brandkurvor beräknas den faktiska temperaturgradienten över tvärsnittet genom en ickelinjär FE-värmeöverföringsanalys. Detta möjliggör en noggrannare dimensionering samt branddimensionering av de tvärsnitt som inte täcks av standardkurvor som återfinns i Eurokoden.

Inställningar för branddimensioneringen hittas under ”RC bar – Calculation parameters” i en ny flik som heter ”fire”. Här finns inställningar för betong- och armeringsmaterial samt applicerad brandkurva och de variabler som beskriver branden enligt Eurokoden.

                                                                                     

I bilden över tvärsnittet kan tre olika randvillkor som påverkar temperaturgradienten väljas genom att klicka på ikonen på respektive sida. De val som finns är; exponerad mot brand, fri sida samt isolerad sida.

Temperaturgradienten över tvärsnittet beräknas sedan genom en ickelnjär FEM-beräkning och två inställningar som påverkar konvergensen av denna analys är tidssteget samt elementnätets täthet. Dessa väljs under ”Time step [s]” samt ”Mesh density of cross section”. Den beräknade gradienten kan till exempel se ut såhär:

 

Den framräknade temperaturgradienten används sedan ihop med två olika metoder som finns beskrivna i Eurokoden; ”Zone” och ”500°C isoterm”. ”Zone”-metoden kan enbart användas för rektangulära tvärsnitt men ger också ett bättre och noggrannare resultat. För övriga tvärsnittstyper används ”500°C isoterm”-metoden. Skillnaden mellan dessa två metoder är lite förenklat att “Zone”-metoden tar hänsyn till förändringar av materialmodellen för betongen i olika områden med olika temperatur medan ”500°C isoterm”-metoden enbart reducerar tvärsnittet i de områden där temperaturen överstiger 500 grader men har samma materialmodell i övriga delar. Mer detaljerad information om detta hittas på vår wiki

Materialreduktion för armeringen beräknas för varje individuellt armeringsjärn för den specifika temperatur som är i den koordinat som armeringsjärnet är placerat på i tvärsnittet. Detta innebär att varje enskilt armeringsjärn kan ha en separat materialmodell reducerad med hänsyn till den faktiska temperaturen i det specifika armeringsjärnet.

När reduktionen av materialen är klar utförs samma typ av kontroll som i vanliga fall för ett betongtvärsnitt. Det finns dock två undantag som inte fullt är verifierat i Eurokoden och som beskrivs närmare i Annex D i EN 1992-1-2. Detta gäller kontroller för skjuv- och vridkontroller samt förankringslängd. Av denna anledning har användaren själv valmöjlighet att utföra dessa kontroller eller ej. Deformationsökning till följd av brand beräknas ej automatiskt och måste därför läggas till manuellt. . Detta görs med fördel i +Fire-lastfallet genom att lägga på en last. Tveka inte att kontakta oss om du vill ha en mer detaljerad demo av funktionen eller har några frågor!

Med Vänliga hälsningar

StruSoft AB

What are you interested in?
Trial license
Educational license
Get offer
Please fill out this form and we'll get back to you