화재 설계

온도

IDEA StatiCa 부재 모듈에서 사용자는 전체 모델에 대한 온도를 설정합니다. 모델의 모든 요소에는 설정된 온도가 적용됩니다.

IDEA StatiCa 연결 모듈에서 사용자는 각 부재 또는 플레이트에 대해 개별적으로 온도를 설정할 수 있습니다. 볼트 및 용접과 같은 연결 요소의 온도는 가장 뜨거운 연결 플레이트의 온도를 따르는 것으로 가정합니다.

연결부의 부재 및 플레이트 온도는 EN 1993-1-2 – 4.2.5항 강재 온도 발전 및 D.3항 화재 시 접합부 온도에 따라 결정될 수 있습니다. 강재 구성요소의 열적 특성은 EN 1993-1-2에서 가져옵니다:

• 비열 – 3.4.1.2항
• 열전도율 – 3.4.1.3항

열 신장은 경계 조건에 크게 의존하는 힘을 추가하기 때문에 IDEA StatiCa Steel에서는 사용되지 않습니다. 사용자는 열팽창으로 인한 힘을 하중 효과에 직접 추가하는 것이 권장됩니다.

재료 열화

강재 플레이트의 재료 열화는 세 가지 기준에 따라 사용할 수 있습니다:

• EN 1993-1-2 – 표 3.1
• AISC 360-16 – 표 A-4.2.1
• CSA S16-14 – 표 K.1

강재 플레이트에는 EN 1993-1-2 – 그림 3.1에 따라 6개의 점을 가진 다중선형 재료 다이어그램이 사용됩니다. 강재 등급 S355, EN 1993-1-2 – 표 3.1에 따른 재료 열화, 온도 $\theta = 560^{\circ}\textrm{C}$에 대한 예시가 나와 있습니다. 항복강도 $f_y$ 이후 소성 구간의 기울기는 $E_{a,\theta}/1000$입니다. 탄성계수 $k_{E,\theta}$, 비례한계 $k_{p,\theta}$, 항복강도 $k_{y,\theta}$에 대한 저감계수는 각각 0.426, 0.252, 0.594입니다. 소성 변형률은 비례한계부터 누적되는 것으로 가정합니다.

볼트의 재료 열화는 세 가지 기준에 따라 사용할 수 있습니다:

• EN 1993-1-2 – 표 D.1
• AISC 360-16 – 표 A-4.2.3
• CSA S16-14 – 표 K.3

용접의 재료 열화는 한 가지 기준에 따라 사용할 수 있습니다:

• EN 1993-1-2 – 표 D.1

볼트 및 용접의 저항력만 감소됩니다. 강성은 상온에서와 동일하게 유지됩니다.

열팽창은 무시되며 어떠한 모델에서도 가정되지 않습니다. 필요한 경우, 열팽창의 영향은 추가 하중으로 시뮬레이션해야 합니다.

검토

강재 플레이트는 기본적으로 소성 변형률 5%에 대해 검토됩니다. 

유로코드에서는 화재 설계를 위한 전용 부분 안전계수 $\gamma_{M,fi}$가 볼트 및 용접의 검토에 사용됩니다. 다른 모든 기준에서는 표준 저항 또는 안전계수가 사용됩니다. 볼트 및 용접의 하중-변형 곡선과 검토는 설정된 온도에 따른 계수 $k_b$ 및 $k_f$에 의해 저감됩니다.

프리로드 볼트는 미끄러지는 것으로 가정하며 일반 스너그-타이트 볼트로 검토됩니다.

콘크리트 블록 및 앵커의 온도는 알 수 없으며, 해당 구성요소는 화재 설계에서 검토되지 않습니다.

강성

현재 화재 설계에 대한 강성 해석은 사용할 수 없습니다. 상온에서의 강성 해석을 사용하고 탄성계수 저감계수 $k_{E,\theta}$를 곱하는 방법을 권장합니다.