Análisis térmico de estructuras de hormigón

¿Qué métodos se utilizan para evaluar el comportamiento estructural frente al fuego en vigas y columnas? Puede elegir entre varios procedimientos de cálculo según EN 1992-1-2:

• Datos tabulares - disponibles en la aplicación IDEA StatiCa RCS desde la versión 10.1
• Métodos de cálculo simplificados - método de la isoterma de 500°C, método de la zona
• Métodos de cálculo avanzados

Esta vez omitimos los demás métodos simplificados y nos propusimos desarrollar el método de cálculo más avanzado que puede utilizar. Y ese es el análisis térmico (AT). Aunque encontrará el análisis más avanzado en las aplicaciones de IDEA StatiCa, los flujos de trabajo se mantienen tan sencillos como sea posible. Por lo tanto, el diseño y la verificación de estructuras de hormigón para la resistencia al fuego es de nuevo muy sencillo.

Comportamiento frente al fuego de vigas y columnas de hormigón armado en pocos pasos

Geometría

Los elementos analizados pueden ser vigas, columnas o pórticos de cualquier forma de sección transversal.

Datos de incendio y cargas

Si desea ejecutar un análisis térmico, primero debe establecer los datos de exposición al fuego. Clase de resistencia al fuego, humedad del hormigón, temperatura del elemento y qué partes y bordes del elemento analizado están expuestos al fuego.

Análisis térmico

El análisis térmico se basa en la realización de una transferencia de calor no estacionaria a través de una sección transversal (la temperatura varía en el tiempo). En cuanto a las propiedades del material del hormigón y la armadura y el rango de temperatura, este método es no lineal. La condición inicial es la temperatura del entorno en el tiempo según el Eurocódigo 1991-1-2. 

De manera similar al análisis no lineal geométrico y material (GMNA), implementado en IDEA StatiCa Member, el elemento analizado se divide en secciones que se mallean en elementos finitos dentro de los cuales se calcula la transferencia de calor.

El resultado del análisis térmico es un campo de temperaturas dentro de la sección transversal en el momento indicado por la clase de resistencia al fuego (R 60, por ejemplo). Dicha distribución de la temperatura dentro de la sección transversal se utiliza para determinar las propiedades del material del hormigón y la armadura y la deformación térmica. La degradación del material respeta las tablas indicadas en el Eurocódigo EN 1992-1-2 o puede ser definida por el usuario y guardada en las plantillas.

Puede ver la distribución de la temperatura en vistas generales o detalladas. 

Análisis no lineal geométrico y material

Tras realizar el análisis térmico (AT), el análisis no lineal geométrico y material (GMNA) se inicia automáticamente utilizando los resultados del análisis térmico como estado inicial del elemento analizado. Los resultados del GMNA son tensiones y deformaciones que se comparan con los valores límite (degradados). 

Valores de tensión en el hormigón a compresión (el hormigón a tracción queda excluido).

Valores de tensión en la armadura

Disponible en las ediciones Expert y Enhanced de IDEA StatiCa Concrete and Prestressing.