Modelos de Cálculo Simplificados en Estructuras Mixtas Expuestas a Fuego

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Principio de Cálculo para Estructuras Mixtas

Este tipo de modelo de cálculo es aplicable a los siguientes elementos de estructura:

• Vigas mixtas acero-hormigón con o sin recubrimiento de hormigón del perfil metálico.
• Pilares mixtas parcialmente recubiertas o tubos rellenos de hormigón.
• Losas mixtas con chapas nervadas de acero colaborantes.

Sección eficaz reducida del pilar mixto con perfil parcialmente embebido en hormigón

Para tener en cuenta la transferencia térmica de los elementos, la sección transversal de los pilares está dividida en una cuadrícula simplificada. Cada zona contiene un mismo material a la misma temperatura media, resultado de la experiencia y de los cálculos. Cada una de estas partes es evaluada sobre la base de una resistencia y rigidez reducida en función de la temperatura media después de un tiempo de exposición correspondiente a la clase de resistencia ISO requerida.

Las reglas de cálculo simplificadas no se aplican más uqe para las condiciones de fuego normalizado y expuestas sobre 4 caras.

Ejemplo: Viga Mixta Acero-Hormigón Sometida al Incendio sin Protección

Para el modelo de cálculo simplificado, la temperatura del perfil metálico puede tener tres valores diferentes, respectivamente en la parte inferior del perfil metálico. En lo que concierne a la temperatura de la losa de hormigón, hay que considerar un gradiente de temperatura unidimensional función del espesor.

Así, es relativamente fácil de establecer el diagrama de esfuerzos del momento plástico y obtener el valor del momento resistente de la sección mixta a partir del cual puede determinarse la capacidad portante de la viga.

Tengamos en cuenta que este procedimiento en la práctica no es posible más que en la clase R30. Conduce generalmente a un sobredimensionado importante, del perfil necesario siendo a menudo superior al que sería necesario en frío y sin considerar la colaboración de la losa.

Ejemplo del modelo de cálculo simplificado con perfil mixto acero-hormigón sobre apoyos simples sometido a incendio

Ejemplo: Pilares Mixtos con Perfil de Acero Parcialmente Recubierto de Hormigón

En la aplicación del método, se definen diferentes zonas para cada clase de resistencia posible (R30,..R120). Las características mecánicas progresivamente reducidas son atribuidas a cada zona en función de su clase ( ver figura siguiente).

A continuación, la capacidad portante puede ser definida relacionando la resistencia plástica de la seccióna temperaturas elevadas N_fi,pl,Rd con el coeficiente de reducción de la curva de pandeo específico:

El coeficiente de reducción de la curva de pandeo específico depende del empuje reducido en situación de incendio:

Que es deducido en cambio de la resistencia plástica de la sección a temperaturas elevadas N_fi,pl,Rd, de la rigidez eficaz de la sección (El) _eff,fi y de la longitud de pandeo L_fi en situación de incendio.

Ejemplo de modelo de cálculo simplificado para pilares mixtos con perfil metálico parcialmente embebido en hormigón

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