Resistenza al fuoco e calcolo della capacità portante

Che cos'è la resistenza al fuoco

Il concetto di resistenza al fuoco viene definito, nell’ambito della normativa nazionale, come l’attitudine di un elemento strutturale a conservare per un determinato tempo i requisiti di:
-    capacità portante (R): l’attitudine di un elemento a conservare la resistenza meccanica;
-    tenuta (E): attitudine di un elemento esposto all’azione del fuoco su un lato a non lasciar passare fiamme, vapori o gas caldi sul lato non esposto;
-    isolamento (I): attitudine di un elemento a limitare la trasmissione del calore.

Nel seguito ci si occuperà solo del calcolo della capacità portante di un elemento strutturale soggetto ad un incendio.

La procedura di analisi prevede i seguenti passi successivi:
-    definizione dell’incendio di progetto;
-    determinazione dell’evoluzione delle temperature all’interno dell’elemento strutturale;
-    verifica di resistenza.
Le norme cui fare riferimento per la verifica di resistenza al fuoco sono le Norme Tecniche per le Costruzioni e gli Eurocodici.

La definizione dell'incendio di progetto

Con incendio di progetto si intende la legge di evoluzione nel tempo t delle temperature T_g(t)  dei gas nell’intorno della superficie degli elementi strutturali, definita attraverso una curva di incendio. Si possono distinguere due tipi di curva incendio: nominale e naturale.

Nel caso di incendio nominale sono definite tre diverse possibili leggi di variazione delle temperature:

1) incendio standard: si adotta nel caso di incendi di materiali prevalentemente di natura cellulosica ed è definito dalla seguente relazione:

   (1)

2) incendio da idrocarburi: si adotta nel caso di incendi di idrocarburi o altre sostanze con analoga velocità di rilascio termico ed è definito dalla relazione:

   (2)

3) incendio esterno: si adotta in tutti i casi di incendi che coinvolgono elementi strutturali posti all’esterno ed è definito dalla relazione:

    (3)
Nelle precedenti relazioni T₀ rappresenta la temperatura iniziale dei gas e si adotta il valore T₀ = 20°C. Le curve incendio descritte sono quelle rappresentate in figura 1.

Nel caso di incendio naturale la legge di variazione delle temperature va determinata in funzione di specifici parametri facendo uso di appositi modelli termodinamici.

All'interno dell'articolo anche la:

• Verifica di resistenza al fuoco di sezioni in c.a.
• Verifica di resistenza al fuoco di sezioni in acciaio
• Verifica di resistenza al fuoco di sezioni in legno

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