Verificarea la foc a grinzilor metalice (SR EN 1993-1-2)

Ce se verifică la o grindă

La un element încovoiat, temperatura critică este cea mai mică dintre temperaturile la care cedează, pe rând:

rezistența secțiunii la încovoiere (cl. 4.2.3.3), pentru grinzile împiedicate să flambeze lateral;
flambajul lateral prin încovoiere - răsucire (cl. 4.2.3.3(4) și (5)), pentru grinzile cu talpa comprimată liberă;
rezistența la forță tăietoare (cl. 4.2.3.3(6)), urmată de interacțiunea dintre tăiere și moment.

Clasa secțiunii la încovoiere

ε se reduce cu factorul 0,85. Detaliile sunt în ghidul despre clasele de secțiune la foc.

Momentul capabil al secțiunii

Pentru secțiuni de clasa 1 sau 2, cu temperatură uniformă θ_a:

M_fi,θ,Rd = k_y,θ · W_pl,y · f_y / γ_M,fi ec. (4.8)

Pentru secțiuni de clasa 3, cu temperatură uniformă θ_a:

M_fi,θ,Rd = k_y,θ · W_el,y · f_y / γ_M,fi cl. 4.2.3.4; la temperatură neuniformă, k_y,θ se ia la temperatura maximă din secțiune

Dacă temperatura nu este uniformă pe secțiune sau în lungul grinzii, momentul capabil se mărește prin factorii de adaptare κ₁ și κ₂:

M_fi,t,Rd = M_fi,θ,Rd / (κ₁ · κ₂) ec. (4.10)

Situație	Factor
Grindă expusă pe toate cele patru laturi	κ₁ = 1,00
Grindă neprotejată, expusă pe trei laturi, cu placă de beton pe a patra	κ₁ = 0,70
Grindă protejată, expusă pe trei laturi, cu placă de beton pe a patra	κ₁ = 0,85
Pe reazemele unei grinzi static nedeterminate	κ₂ = 0,85
În toate celelalte cazuri	κ₂ = 1,00

Pentru grinzile la care flambajul lateral prin încovoiere - răsucire nu este posibil, temperatura critică rezultă direct din ec. (4.22), cu gradul de utilizare μ₀ = M_fi,Ed / M_fi,0,Rd, unde M_fi,0,Rd = W · f_y / (κ₁ · κ₂ · γ_M,fi).

Flambajul lateral prin încovoiere - răsucire

O grindă cu talpa comprimată nelegată lateral poate ceda prin flambaj lateral prin încovoiere - răsucire. La foc, momentul capabil devine (clasa 1 sau 2):

M_b,fi,t,Rd = χ_LT,fi · W_pl,y · k_y,θ,com · f_y / γ_M,fi ec. (4.12); k_y,θ,com la temperatura maximă a tălpii comprimate

χ_LT,fi = 1 / [ φ_LT,θ + √(φ_LT,θ² − λ̄_LT,θ²) ] φ_LT,θ = ½ · [ 1 + α · λ̄_LT,θ + λ̄_LT,θ² ] α = 0,65 · √(235 / f_y)

λ̄_LT,θ = λ̄_LT · √(k_y,θ / k_E,θ) λ̄_LT = √(W_y · f_y / M_cr)

Factorii κ₁ și κ₂ nu se aplică la flambajul lateral prin încovoiere - răsucire. Ca la stâlpi, la foc se folosește o singură curbă de flambaj, prin factorul α.

Momentul critic de flambaj lateral prin încovoiere - răsucire M_cr

SR EN 1993-1-1 nu dă o formulă pentru M_cr. Se folosește de regulă expresia generală pentru secțiuni dublu simetrice (ENV 1993-1-1, Anexa F):

M_cr = C₁ · π² · E · I_z / (k · L)² · { √[ (k/k_w)² · I_w/I_z + (k · L)² · G · I_t / (π² · E · I_z) + (C₂ · z_g)² ] − C₂ · z_g }

C₁ depinde de forma diagramei de moment: 1,00 pentru moment constant, 1,132 pentru încărcare uniform distribuită pe o grindă simplu rezemată, 1,365 pentru o forță concentrată la mijloc.
C₂ · z_g ține cont de punctul de aplicare al încărcării: o încărcare pe talpa superioară (z_g = +h/2) reduce M_cr, una pe talpa inferioară îl mărește.
k și k_w sunt factorii de lungime efectivă pentru rotirea laterală și pentru deplanare (1,0 pentru capete libere să se rotească, 0,5 pentru capete încastrate).

Forța tăietoare și interacțiunea cu momentul

Rezistența la forfecare se reduce cu k_y,θ al inimii (cl. 4.2.3.3(6)):

V_fi,t,Rd = k_y,θ,web · A_v · f_y / (√3 · γ_M,fi)

Dacă forța tăietoare depășește jumătate din rezistența la forfecare, momentul capabil se reduce, ca la temperatură normală (SR EN 1993-1-1, cl. 6.2.8), cu ρ = (2 · V_fi,Ed / V_fi,t,Rd − 1)².

Încovoierea după axa slabă și secțiunile tubulare

Un profil I/H încovoiat după axa slabă nu poate flamba lateral; contează doar rezistența secțiunii și forța tăietoare.
La țevile pătrate și rotunde (SHS, CHS) flambajul lateral prin încovoiere - răsucire nu apare. La țevile dreptunghiulare (RHS) încovoiate după axa tare poate apărea, dar de obicei nu este determinant.

Material informativ, care rezumă prevederile SR EN 1993-1-2. Nu înlocuiește textul standardului, Anexa Națională sau verificarea de către un inginer calificat.