Yangın tasarımı

Sıcaklık

IDEA StatiCa Member'da kullanıcı, tüm model için bir sıcaklık belirler. Modeldeki tüm bileşenler belirlenmiş bir sıcaklığa sahiptir.

IDEA StatiCa Connection'da kullanıcı, her eleman veya plaka için sıcaklığı ayrı ayrı ayarlayabilir. Bağlantı elemanlarının (cıvatalar ve kaynaklar) sıcaklığının, en sıcak bağlantı plakasına göre olduğu varsayılır.

Birleşimlerdeki elemanların ve plakaların sıcaklığı, EN 1993-1-2 – Md. 4.2.5 Çelik sıcaklık gelişimi ve D.3 Yangında birleşim sıcaklığına göre belirlenebilir. Çelik bileşenlerin termal özellikleri EN 1993-1-2'den alınmıştır:

• Özgül ısı – Md. 3.4.1.2
• Isıl iletkenlik – Md. 3.4.1.3

IDEA StatiCa Steel'de termal uzama kullanılmamaktadır; zira bu, büyük ölçüde sınır koşullarına bağlı kuvvetler ekleyecektir. Kullanıcıların termal genleşmeden kaynaklanan kuvvetleri yük etkilerine kendilerinin eklemesi önerilir.

Malzeme bozunması

Çelik plakaların malzeme bozunması üç yönetmeliğe göre kullanılabilir:

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

Çelik plakalar için EN 1993-1-2 – Şekil 3.1'e göre altı noktalı çok doğrusal malzeme diyagramı kullanılmaktadır. S355 çelik sınıfı, EN 1993-1-2 – Tablo 3.1'e göre malzeme bozunması ve $\theta = 560^{\circ}\textrm{C}$ sıcaklığı için bir örnek gösterilmektedir. Akma dayanımı $f_y$ ötesindeki plastik dalın eğimi $E_{a,\theta}/1000$'dir. Elastisite modülü için indirgeme faktörü $k_{E,\theta}$, orantısallık sınırı için $k_{p,\theta}$ ve akma dayanımı için $k_{y,\theta}$ sırasıyla 0,426, 0,252 ve 0,594'tür. Plastik gerinim, orantısallık sınırından itibaren biriktiği varsayılmaktadır.

Cıvataların malzeme bozunması üç yönetmeliğe göre kullanılabilir:

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

Kaynakların malzeme bozunması bir yönetmeliğe göre kullanılabilir:

• EN 1993-1-2 – Tablo D.1

Yalnızca cıvata ve kaynakların dayanımı azaltılır. Rijitlikleri ortam sıcaklığındaki değerle aynı kalır.

Termal genleşme ihmal edilmekte ve hiçbir modelde dikkate alınmamaktadır. Gerekirse termal genleşmenin etkileri ek yüklerle simüle edilmelidir.

Kontroller

Çelik plakalar varsayılan olarak %5 plastik gerinim için kontrol edilir. 

Eurokod'da, cıvata ve kaynak kontrolleri için yangın tasarımına özgü kısmi güvenlik faktörü $\gamma_{M,fi}$ kullanılır. Diğer tüm yönetmeliklerde standart dayanım veya güvenlik faktörleri kullanılır. Cıvata ve kaynakların yük-deformasyon eğrileri ve kontrolleri, belirlenen sıcaklığa bağlı $k_b$ ve $k_f$ faktörleriyle azaltılır.

Öngerilmeli cıvataların kayacağı varsayılır ve normal sıkı çekme cıvataları olarak kontrol edilir.

Ankrajlar ve beton bloklar yangın tasarımında kontrol edilmez; zira ilgili beton yapının sıcaklığı bilinmemektedir.

Rijitlik

Rijitlik analizi şu an için yangın tasarımında kullanılamamaktadır. Ortam sıcaklığı için rijitlik analizi yapılması ve rijitliğin elastisite modülü için indirgeme faktörü $k_{E,\theta}$ ile çarpılması önerilir.