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RESISTENZA AL FUOCO DELLE
STRUTTURE ANNESSI NAZIONALI
DEGLI EUROCODICI
dott ing LUCA PONTICELLICNVVF (Area V ndash
DCPST)
Seminario tecnicoParma 18 settembre 2013
1 IL COMPORTAMENTO AL
FUOCO DEI MATERIALI DA COSTRUZIONE
ASPETTI GENERALI
DA UN PUNTO DI VISTA qualitativo NEI CONFRONTI DELLrsquoINCENDIO
23
CA LEGNO METALLO
1
LE STRUTTURE IN CA
Caratteristiche salientiPREGIbull
Incombustibilitagrave
bull
Bassa conducibilitagrave
(150 dellrsquoacciaio ca)bull
Sezioni molto spesse (bassi ldquofattori di sezionerdquo)
DIFETTIbull
Presenza di acqua nel materiale (ldquospallingrdquo
dei
cls HSC)
RISCALDAMENTO
Temperatura (degC) Cosa accade
1000
900 In genere questa egrave
la massima temperatura
800
700
600 Perdita della capacitagrave
portante
500 Limite convenzionale per le sezioni resistenti
400
300 Il cls assume colore rosato
200 ndash
400 Possibili fenomeni di spalling
DANNEGGIAMENTI ldquoTIPICIrdquo
DEL CA
LE STRUTTURE IN LEGNO
Caratteristiche salientiPREGIbull
Bassa conducibilitagrave
dello strato carbonizzato
bull
Sezioni massicce (bassi ldquofattori di sezionerdquo)
DIFETTIbull
Combustibilitagrave
RISCALDAMENTO
Temperatura (degC) Cosa accade
1000
900 In genere questa egrave
la massima temperatura
800
700
600
500
400
300
lt 200 Ersquo
la temperatura del legno non carbonizzato
SEZIONE RESIDUA
SEZIONE RESIDUA
DANNEGGIAMENTO TIPICO DELLE STRUTTURE IN LEGNO
LE STRUTTURE IN METALLO (acciaio ed alluminio)
Caratteristiche salientiPREGIbull
Incombustibilitagrave
bull
Assenza di acqua nel materiale
DIFETTIbull
Alta conducibilitagrave
bull
Sezioni snelle (alti ldquofattori di sezionerdquo)
RIS
CA
LDA
ME
NTO Temperatura (degC) Cosa accade
1000
900 In genere questa egrave
la massima temperatura
800
700
600
500 Perdita della capacitagrave
portante
400
300
200 ndash
400
Acciaio
Alluminio
DANNEGGIAMENTI TIPICI DELLE STRUTTURE METALLICHE
2 LE METODOLOGIE PER LA
VERIFICA AL FUOCO DI ELEMENTI STRUTTURALI
CAMPO DI APPLICAZIONEIl DM 16207 si applica ai prodotti ed agli elementi costruttivi incorporati permanentemente in opere civili e per i quali egrave
richiesto il requisito di ldquoresistenza al
fuocordquo
La prestazione nei confronti della resistenza al fuoco di un prodotto o di un elemento costruttivo puograve essere effettuata mediante
VALUTAZIONE DELLA PRESTAZIONE
PROVE SPERIMENTALI CALCOLI ANALITICI CONFRONTO CON TABELLE
LA CLASSIFICAZIONE DI RESISTENZA AL FUOCO
Simbolo Significato Campo di applicazione Simbolo Significato Campo di applicazione
R Capacitagrave
portante Muri solai tetti travi colonne balconi scale passerelle controsoffitti pavimenti sopraelevati
PPH
Continuitagrave
di corrente o capacitagrave
di segnalazione
Cavi elettrici e loro sistemi di protezione dal
fuoco
E Tenuta
Muri solai tetti controsoffitti facciate continue pavimenti
sopraelevati sistemi di sigillatura porte canalizzazioni condotte di ventilazione serrande tagliafuoco condotti di
estrazione del fumoG
Resistenza allrsquoincendio della
fuliggineCamini
I Isolamento
Muri solai tetti controsoffitti facciate continue pavimenti
sopraelevati sistemi di sigillatura porte canalizzazioni condotte di ventilazione serrande tagliafuoco condotti di
estrazione del fumoK Capacitagrave
di protezione al fuoco
Rivestimenti per pareti e soffitti
W Irraggiamento Muri facciate continue porte chiusure DDurata della stabilitagrave
a temperatura costante
M Azione meccanica Muri DHDurata della stabilitagrave
lungo la curva standard temperatura
ndash
tempo
CDispositivo
automatico di chiusura
Porte chiusure di passaggi FFunzionalitagrave
degli evacuatori motorizzati
di fumo e calore
Evacuatori di fumo motorizzati
S Tenuta al fumo Serrande tagliafuoco condotti di estrazione del fumo BFunzionalitagrave
degli evacuatori naturali di
fumo e calore
Evacuatori di fumo naturali
Classi 15 20 30 45 60 90 120 180 240 360 minuti
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOAllegato C ndash
Modalitagrave
per la classificazione in base ai risultati di calcoli
C1 I metodi di calcolo della resistenza al fuoco hanno lobiettivo di consentire la progettazione di elementi costruttivi portanti separanti o non separanti resistenti al fuoco anche prendendo in considerazione i collegamenti e le mutue interazioni con altri elementi sotto specifiche condizioni di esposizione al fuoco e attraverso il rispetto di criteri prestazionali e ladozione di particolari costruttivi
C2 Le condizioni di esposizione al fuoco sono definite in specifici regolamenti e basate sugli scenari di incendio in essi prescritti o su quelli attesi Nei medesimi regolamenti sono definite le combinazioni di carico da considerare agenti
insieme allazione del fuoco e i coefficienti di sicurezza sui materiali e sui modelli
Condizioni di esposizione al fuoco (ossia incendi di progetto)
Definiti nelle regole tecniche di prevenzione incendi o nel DM 9
marzo 2007
Definiti nel DM 14 gennaio 2008 (NTC) per le attivitagrave
non soggette ai controlli VF in base al DPR 1512011
Combinazioni di carico e coefficienti di sicurezza
Definiti nel DM 14 gennaio 2008 (NTC)
RIASSUMENDO IL QUADRO NORMATIVO
SIgrave NO
APPROCCIO PRESCRITTIVO (classe RREI imposta dal
DM xxxx)
SIgrave
SIgrave
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
NO
VERIFICA PER TUTTA LA DURATA DELLrsquoINCENDIO
(ed anche con classe RREI ridotta)
NO
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
SIgrave
ATTIVITAgrave NORMATA DA SPECIFICHE DISPOSIZIONI DI
PREVENZIONE INCENDI (DM xxxx)
ATTIVITAgrave SOGGETTA AI CONTROLLI VVF (DM 1621982)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 932007)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 1412008)
APPROCCIO PRESCRITTIVO =
APPROCCIO PRESTAZIONALE =
LEGENDA
DPR 1512011
COMBINAZIONI DELLE AZIONI - DM 932007 punto 5
SUCCESSIVA- MENTE
ENTRARONO IN VIGORE LE
NTC 2008
NTC 2008 (DM 1412008 ndash in corso di revisionehellip)
G
G
Q
G
MUTUE INTERAZIONI TRA GLI ELEMENTI
DM 932007 punto 5
QUINDI LrsquoANALISI STRUTTURALE CON CURVE NATURALI DI INCENDIO VA CONDOTTA DI NORMA SULLrsquoINTERA STRUTTURA
APPROCCI ALLrsquoANALISI STRUTTURALE
ANALISI PER SINGOLI ELEMENTICOMODA ED USATA GENERALMENTE SE LrsquoINCENDIO EgraveMODELLATO CON CURVE
NOMINALI
ANALISI DI PARTI DI STRUTTURE O DELLrsquoINTERO COMPLESSO
DA USARE SE LrsquoINCENDIO Egrave
MODELLATO CON CURVE NATURALI
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC3 I metodi di calcolo da utilizzare ai fini del presente decreto sono quelli contenuti negli Eurocodici di seguito indicati se completi delle appendici
contenenti i parametri
definiti a livello nazionale (NOPS
)
C31 EN 1991-1-2 laquoAzioni sulle strutture -
Parte 1-2 Azioni generali -
Azioni sulle strutture esposte al fuocoraquo
C32 EN 1992-1-2 laquoProgettazione delle strutture di calcestruzzo -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C33 EN 1993-1-2 laquoProgettazione delle strutture di acciaio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C34 EN 1994-1-2 laquoProgettazione delle strutture miste acciaio calcestruzzo - Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C35 EN 1995-1-2 laquoProgettazione delle strutture di legno -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C36 EN 1996-1-2 laquoProgettazione delle strutture di muratura -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C37 EN 1999-1-2 laquo(Progettazione delle strutture di alluminio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
GLI ANNESSI NAZIONALI DEGLI EUROCODICI E LA CIRCOLARE 4638 DEL 5 APRILE 2013
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC4 In attesa della pubblicazione delle appendici nazionali degli Eurocodici egrave
possibile limitare limpiego dei metodi di calcolo alla sola verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti con riferimento agli Eurocodici indicati in C32 C33 C34 e C35 con i valori dei parametri da definire a li-vello nazionale presenti nelle norme stesse come valori di riferimento ovvero con riferimento alle norme UNI di seguito indicate
C41 UNI 9502 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di conglomerato cementizio armato normale e precompressoraquo
C42 UNI 9503 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di acciaioraquo
CA3 UNI
9504 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di legnoraquo
POSSIBILITAgrave CESSATA
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC5 I metodi di calcolo di cui in C3 e C4 possono necessitare della determinazione al variare delle temperature dei parametri termofisici dei sistemi protettivi eventualmente presenti sugli elementi costruttivi portanti In questi casi i valori che assumono detti parametri vanno determinati esclusivamente attraverso le prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto ed elencate nella tabella A3 dellallegato A (Norme EN ndr)
I valori dei parametri presenti nelle norme citate in C4 possono essere ancora utilizzati purcheacute
il produttore sulla base di idonee esperienze sperimentali dichiari
sotto la propria responsabilitagrave che il sistema protettivo garantisca le prestazioni definite in suddette norme noncheacute
aderenza e coesione per tutto il tempo
necessario e ne fornisca le indicazioni circa i cicli di posa o di installazione Tale possibilitagrave
decade con lobbligo della marcatura CE dei sistemi protettivi
prevista in
conformitagrave
alla pertinenti specificazioni tecniche ovvero dopo 3 anni dallentrata in vigore del presente decreto (possibilitagrave decaduta ndr)
Elaborazioni numeriche dei valori di detti parametri che esulano dallambito delle prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto o dalle norme citate in C4 sotto le condizioni suddette non sono valide ai fini della verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti (si seguono esclusivamente le norme di prova ndr)
IL METODO TABELLARE
LrsquoUNICO METODO TABELLARE INTESO NEL
SENSO FORNITO DAL DM 4 maggio 1998 Egrave QUELLO DEL
DM 16 febbraio 2007
IPOTESI DI BASEbull
IL METODO TABELLARE Egrave
UN METODO RIGIDO
NON SONO AMMESSE INTERPOLAZIONI O ESTRAPOLAZIONI
bull
GLI ELEMENTI TRUTTURALI SONO ESPOSTI ALLrsquoINCENDIO STANDARD
bull
SONO ESCLUSI I PROFILATI DI CLASSE 4bull
SI CONSIDERANO TRAVI APPOGIATE COLONNE E TIRANTI
bull
IL PRODUTTORE DEI RIVESTIMENTI DEVE DICHIARARNE LrsquoIDONEITArsquo
bull
LA POSSIBILITArsquo
DI RICORRERE ALLE TABELLE DELLrsquoACCIAIO Ersquo
DECADUTA IL 2592010
3 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN ACCIAIO
ACCIAIO
METODI ANALITICI SEMPLIFICATI DELLrsquoEUROCODICE 3 PARTE 1-2
IL METODO DELLA ldquotemperatura criticardquo
Nellrsquoipotesi di distribuzione uniforme della temperatura la condizione di collasso si verifica quando lrsquoeffetto dei carichi (eventualmente ridotti a seguito di ridistribuzione) eguaglia la resistenza della membratura
Efid = Rfid(θcr)
Nellrsquoipotesi che la resistenza a caldo si possa esprimere come aliquota di quella ad inizio incendio mediante il coefficiente di riduzione della tensione di snervamento (e dunque NON NEL CASO DI VEIRFICHE DI STABILITAgrave)
Efid = k(θcr)sdotRfid0 Introdotto il coefficiente di utilizzazione ad inizio incendio μ0
d0fi
dfi0 R
E=μ
La condizione di collasso diviene
da cui si deduce la θcrμ0 = kyθcr
(1)
(2)
(3)
(4)Per le sezioni
snelle
in
acciaio θcra
= 350degC
ESPRESSIONE DELLA TEMPERATURA CRITICA
LrsquoANALISI TERMICA
( )t
VA
cK
a
g Δsdotsdot
minussdot=Δ
aρθ
θθ
Analisi semplificata
Modellazione dellrsquoincendio
Proprietagrave del materiale
Analisi FEM
hellip materiale non protetto hellip
Fattoredi sezione
Ksdot(θg ndash θ) sdotdt sdotA = δQ = dU = ρ sdotV sdotca sdotdθ
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
1 IL COMPORTAMENTO AL
FUOCO DEI MATERIALI DA COSTRUZIONE
ASPETTI GENERALI
DA UN PUNTO DI VISTA qualitativo NEI CONFRONTI DELLrsquoINCENDIO
23
CA LEGNO METALLO
1
LE STRUTTURE IN CA
Caratteristiche salientiPREGIbull
Incombustibilitagrave
bull
Bassa conducibilitagrave
(150 dellrsquoacciaio ca)bull
Sezioni molto spesse (bassi ldquofattori di sezionerdquo)
DIFETTIbull
Presenza di acqua nel materiale (ldquospallingrdquo
dei
cls HSC)
RISCALDAMENTO
Temperatura (degC) Cosa accade
1000
900 In genere questa egrave
la massima temperatura
800
700
600 Perdita della capacitagrave
portante
500 Limite convenzionale per le sezioni resistenti
400
300 Il cls assume colore rosato
200 ndash
400 Possibili fenomeni di spalling
DANNEGGIAMENTI ldquoTIPICIrdquo
DEL CA
LE STRUTTURE IN LEGNO
Caratteristiche salientiPREGIbull
Bassa conducibilitagrave
dello strato carbonizzato
bull
Sezioni massicce (bassi ldquofattori di sezionerdquo)
DIFETTIbull
Combustibilitagrave
RISCALDAMENTO
Temperatura (degC) Cosa accade
1000
900 In genere questa egrave
la massima temperatura
800
700
600
500
400
300
lt 200 Ersquo
la temperatura del legno non carbonizzato
SEZIONE RESIDUA
SEZIONE RESIDUA
DANNEGGIAMENTO TIPICO DELLE STRUTTURE IN LEGNO
LE STRUTTURE IN METALLO (acciaio ed alluminio)
Caratteristiche salientiPREGIbull
Incombustibilitagrave
bull
Assenza di acqua nel materiale
DIFETTIbull
Alta conducibilitagrave
bull
Sezioni snelle (alti ldquofattori di sezionerdquo)
RIS
CA
LDA
ME
NTO Temperatura (degC) Cosa accade
1000
900 In genere questa egrave
la massima temperatura
800
700
600
500 Perdita della capacitagrave
portante
400
300
200 ndash
400
Acciaio
Alluminio
DANNEGGIAMENTI TIPICI DELLE STRUTTURE METALLICHE
2 LE METODOLOGIE PER LA
VERIFICA AL FUOCO DI ELEMENTI STRUTTURALI
CAMPO DI APPLICAZIONEIl DM 16207 si applica ai prodotti ed agli elementi costruttivi incorporati permanentemente in opere civili e per i quali egrave
richiesto il requisito di ldquoresistenza al
fuocordquo
La prestazione nei confronti della resistenza al fuoco di un prodotto o di un elemento costruttivo puograve essere effettuata mediante
VALUTAZIONE DELLA PRESTAZIONE
PROVE SPERIMENTALI CALCOLI ANALITICI CONFRONTO CON TABELLE
LA CLASSIFICAZIONE DI RESISTENZA AL FUOCO
Simbolo Significato Campo di applicazione Simbolo Significato Campo di applicazione
R Capacitagrave
portante Muri solai tetti travi colonne balconi scale passerelle controsoffitti pavimenti sopraelevati
PPH
Continuitagrave
di corrente o capacitagrave
di segnalazione
Cavi elettrici e loro sistemi di protezione dal
fuoco
E Tenuta
Muri solai tetti controsoffitti facciate continue pavimenti
sopraelevati sistemi di sigillatura porte canalizzazioni condotte di ventilazione serrande tagliafuoco condotti di
estrazione del fumoG
Resistenza allrsquoincendio della
fuliggineCamini
I Isolamento
Muri solai tetti controsoffitti facciate continue pavimenti
sopraelevati sistemi di sigillatura porte canalizzazioni condotte di ventilazione serrande tagliafuoco condotti di
estrazione del fumoK Capacitagrave
di protezione al fuoco
Rivestimenti per pareti e soffitti
W Irraggiamento Muri facciate continue porte chiusure DDurata della stabilitagrave
a temperatura costante
M Azione meccanica Muri DHDurata della stabilitagrave
lungo la curva standard temperatura
ndash
tempo
CDispositivo
automatico di chiusura
Porte chiusure di passaggi FFunzionalitagrave
degli evacuatori motorizzati
di fumo e calore
Evacuatori di fumo motorizzati
S Tenuta al fumo Serrande tagliafuoco condotti di estrazione del fumo BFunzionalitagrave
degli evacuatori naturali di
fumo e calore
Evacuatori di fumo naturali
Classi 15 20 30 45 60 90 120 180 240 360 minuti
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOAllegato C ndash
Modalitagrave
per la classificazione in base ai risultati di calcoli
C1 I metodi di calcolo della resistenza al fuoco hanno lobiettivo di consentire la progettazione di elementi costruttivi portanti separanti o non separanti resistenti al fuoco anche prendendo in considerazione i collegamenti e le mutue interazioni con altri elementi sotto specifiche condizioni di esposizione al fuoco e attraverso il rispetto di criteri prestazionali e ladozione di particolari costruttivi
C2 Le condizioni di esposizione al fuoco sono definite in specifici regolamenti e basate sugli scenari di incendio in essi prescritti o su quelli attesi Nei medesimi regolamenti sono definite le combinazioni di carico da considerare agenti
insieme allazione del fuoco e i coefficienti di sicurezza sui materiali e sui modelli
Condizioni di esposizione al fuoco (ossia incendi di progetto)
Definiti nelle regole tecniche di prevenzione incendi o nel DM 9
marzo 2007
Definiti nel DM 14 gennaio 2008 (NTC) per le attivitagrave
non soggette ai controlli VF in base al DPR 1512011
Combinazioni di carico e coefficienti di sicurezza
Definiti nel DM 14 gennaio 2008 (NTC)
RIASSUMENDO IL QUADRO NORMATIVO
SIgrave NO
APPROCCIO PRESCRITTIVO (classe RREI imposta dal
DM xxxx)
SIgrave
SIgrave
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
NO
VERIFICA PER TUTTA LA DURATA DELLrsquoINCENDIO
(ed anche con classe RREI ridotta)
NO
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
SIgrave
ATTIVITAgrave NORMATA DA SPECIFICHE DISPOSIZIONI DI
PREVENZIONE INCENDI (DM xxxx)
ATTIVITAgrave SOGGETTA AI CONTROLLI VVF (DM 1621982)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 932007)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 1412008)
APPROCCIO PRESCRITTIVO =
APPROCCIO PRESTAZIONALE =
LEGENDA
DPR 1512011
COMBINAZIONI DELLE AZIONI - DM 932007 punto 5
SUCCESSIVA- MENTE
ENTRARONO IN VIGORE LE
NTC 2008
NTC 2008 (DM 1412008 ndash in corso di revisionehellip)
G
G
Q
G
MUTUE INTERAZIONI TRA GLI ELEMENTI
DM 932007 punto 5
QUINDI LrsquoANALISI STRUTTURALE CON CURVE NATURALI DI INCENDIO VA CONDOTTA DI NORMA SULLrsquoINTERA STRUTTURA
APPROCCI ALLrsquoANALISI STRUTTURALE
ANALISI PER SINGOLI ELEMENTICOMODA ED USATA GENERALMENTE SE LrsquoINCENDIO EgraveMODELLATO CON CURVE
NOMINALI
ANALISI DI PARTI DI STRUTTURE O DELLrsquoINTERO COMPLESSO
DA USARE SE LrsquoINCENDIO Egrave
MODELLATO CON CURVE NATURALI
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC3 I metodi di calcolo da utilizzare ai fini del presente decreto sono quelli contenuti negli Eurocodici di seguito indicati se completi delle appendici
contenenti i parametri
definiti a livello nazionale (NOPS
)
C31 EN 1991-1-2 laquoAzioni sulle strutture -
Parte 1-2 Azioni generali -
Azioni sulle strutture esposte al fuocoraquo
C32 EN 1992-1-2 laquoProgettazione delle strutture di calcestruzzo -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C33 EN 1993-1-2 laquoProgettazione delle strutture di acciaio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C34 EN 1994-1-2 laquoProgettazione delle strutture miste acciaio calcestruzzo - Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C35 EN 1995-1-2 laquoProgettazione delle strutture di legno -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C36 EN 1996-1-2 laquoProgettazione delle strutture di muratura -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C37 EN 1999-1-2 laquo(Progettazione delle strutture di alluminio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
GLI ANNESSI NAZIONALI DEGLI EUROCODICI E LA CIRCOLARE 4638 DEL 5 APRILE 2013
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC4 In attesa della pubblicazione delle appendici nazionali degli Eurocodici egrave
possibile limitare limpiego dei metodi di calcolo alla sola verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti con riferimento agli Eurocodici indicati in C32 C33 C34 e C35 con i valori dei parametri da definire a li-vello nazionale presenti nelle norme stesse come valori di riferimento ovvero con riferimento alle norme UNI di seguito indicate
C41 UNI 9502 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di conglomerato cementizio armato normale e precompressoraquo
C42 UNI 9503 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di acciaioraquo
CA3 UNI
9504 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di legnoraquo
POSSIBILITAgrave CESSATA
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC5 I metodi di calcolo di cui in C3 e C4 possono necessitare della determinazione al variare delle temperature dei parametri termofisici dei sistemi protettivi eventualmente presenti sugli elementi costruttivi portanti In questi casi i valori che assumono detti parametri vanno determinati esclusivamente attraverso le prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto ed elencate nella tabella A3 dellallegato A (Norme EN ndr)
I valori dei parametri presenti nelle norme citate in C4 possono essere ancora utilizzati purcheacute
il produttore sulla base di idonee esperienze sperimentali dichiari
sotto la propria responsabilitagrave che il sistema protettivo garantisca le prestazioni definite in suddette norme noncheacute
aderenza e coesione per tutto il tempo
necessario e ne fornisca le indicazioni circa i cicli di posa o di installazione Tale possibilitagrave
decade con lobbligo della marcatura CE dei sistemi protettivi
prevista in
conformitagrave
alla pertinenti specificazioni tecniche ovvero dopo 3 anni dallentrata in vigore del presente decreto (possibilitagrave decaduta ndr)
Elaborazioni numeriche dei valori di detti parametri che esulano dallambito delle prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto o dalle norme citate in C4 sotto le condizioni suddette non sono valide ai fini della verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti (si seguono esclusivamente le norme di prova ndr)
IL METODO TABELLARE
LrsquoUNICO METODO TABELLARE INTESO NEL
SENSO FORNITO DAL DM 4 maggio 1998 Egrave QUELLO DEL
DM 16 febbraio 2007
IPOTESI DI BASEbull
IL METODO TABELLARE Egrave
UN METODO RIGIDO
NON SONO AMMESSE INTERPOLAZIONI O ESTRAPOLAZIONI
bull
GLI ELEMENTI TRUTTURALI SONO ESPOSTI ALLrsquoINCENDIO STANDARD
bull
SONO ESCLUSI I PROFILATI DI CLASSE 4bull
SI CONSIDERANO TRAVI APPOGIATE COLONNE E TIRANTI
bull
IL PRODUTTORE DEI RIVESTIMENTI DEVE DICHIARARNE LrsquoIDONEITArsquo
bull
LA POSSIBILITArsquo
DI RICORRERE ALLE TABELLE DELLrsquoACCIAIO Ersquo
DECADUTA IL 2592010
3 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN ACCIAIO
ACCIAIO
METODI ANALITICI SEMPLIFICATI DELLrsquoEUROCODICE 3 PARTE 1-2
IL METODO DELLA ldquotemperatura criticardquo
Nellrsquoipotesi di distribuzione uniforme della temperatura la condizione di collasso si verifica quando lrsquoeffetto dei carichi (eventualmente ridotti a seguito di ridistribuzione) eguaglia la resistenza della membratura
Efid = Rfid(θcr)
Nellrsquoipotesi che la resistenza a caldo si possa esprimere come aliquota di quella ad inizio incendio mediante il coefficiente di riduzione della tensione di snervamento (e dunque NON NEL CASO DI VEIRFICHE DI STABILITAgrave)
Efid = k(θcr)sdotRfid0 Introdotto il coefficiente di utilizzazione ad inizio incendio μ0
d0fi
dfi0 R
E=μ
La condizione di collasso diviene
da cui si deduce la θcrμ0 = kyθcr
(1)
(2)
(3)
(4)Per le sezioni
snelle
in
acciaio θcra
= 350degC
ESPRESSIONE DELLA TEMPERATURA CRITICA
LrsquoANALISI TERMICA
( )t
VA
cK
a
g Δsdotsdot
minussdot=Δ
aρθ
θθ
Analisi semplificata
Modellazione dellrsquoincendio
Proprietagrave del materiale
Analisi FEM
hellip materiale non protetto hellip
Fattoredi sezione
Ksdot(θg ndash θ) sdotdt sdotA = δQ = dU = ρ sdotV sdotca sdotdθ
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
DA UN PUNTO DI VISTA qualitativo NEI CONFRONTI DELLrsquoINCENDIO
23
CA LEGNO METALLO
1
LE STRUTTURE IN CA
Caratteristiche salientiPREGIbull
Incombustibilitagrave
bull
Bassa conducibilitagrave
(150 dellrsquoacciaio ca)bull
Sezioni molto spesse (bassi ldquofattori di sezionerdquo)
DIFETTIbull
Presenza di acqua nel materiale (ldquospallingrdquo
dei
cls HSC)
RISCALDAMENTO
Temperatura (degC) Cosa accade
1000
900 In genere questa egrave
la massima temperatura
800
700
600 Perdita della capacitagrave
portante
500 Limite convenzionale per le sezioni resistenti
400
300 Il cls assume colore rosato
200 ndash
400 Possibili fenomeni di spalling
DANNEGGIAMENTI ldquoTIPICIrdquo
DEL CA
LE STRUTTURE IN LEGNO
Caratteristiche salientiPREGIbull
Bassa conducibilitagrave
dello strato carbonizzato
bull
Sezioni massicce (bassi ldquofattori di sezionerdquo)
DIFETTIbull
Combustibilitagrave
RISCALDAMENTO
Temperatura (degC) Cosa accade
1000
900 In genere questa egrave
la massima temperatura
800
700
600
500
400
300
lt 200 Ersquo
la temperatura del legno non carbonizzato
SEZIONE RESIDUA
SEZIONE RESIDUA
DANNEGGIAMENTO TIPICO DELLE STRUTTURE IN LEGNO
LE STRUTTURE IN METALLO (acciaio ed alluminio)
Caratteristiche salientiPREGIbull
Incombustibilitagrave
bull
Assenza di acqua nel materiale
DIFETTIbull
Alta conducibilitagrave
bull
Sezioni snelle (alti ldquofattori di sezionerdquo)
RIS
CA
LDA
ME
NTO Temperatura (degC) Cosa accade
1000
900 In genere questa egrave
la massima temperatura
800
700
600
500 Perdita della capacitagrave
portante
400
300
200 ndash
400
Acciaio
Alluminio
DANNEGGIAMENTI TIPICI DELLE STRUTTURE METALLICHE
2 LE METODOLOGIE PER LA
VERIFICA AL FUOCO DI ELEMENTI STRUTTURALI
CAMPO DI APPLICAZIONEIl DM 16207 si applica ai prodotti ed agli elementi costruttivi incorporati permanentemente in opere civili e per i quali egrave
richiesto il requisito di ldquoresistenza al
fuocordquo
La prestazione nei confronti della resistenza al fuoco di un prodotto o di un elemento costruttivo puograve essere effettuata mediante
VALUTAZIONE DELLA PRESTAZIONE
PROVE SPERIMENTALI CALCOLI ANALITICI CONFRONTO CON TABELLE
LA CLASSIFICAZIONE DI RESISTENZA AL FUOCO
Simbolo Significato Campo di applicazione Simbolo Significato Campo di applicazione
R Capacitagrave
portante Muri solai tetti travi colonne balconi scale passerelle controsoffitti pavimenti sopraelevati
PPH
Continuitagrave
di corrente o capacitagrave
di segnalazione
Cavi elettrici e loro sistemi di protezione dal
fuoco
E Tenuta
Muri solai tetti controsoffitti facciate continue pavimenti
sopraelevati sistemi di sigillatura porte canalizzazioni condotte di ventilazione serrande tagliafuoco condotti di
estrazione del fumoG
Resistenza allrsquoincendio della
fuliggineCamini
I Isolamento
Muri solai tetti controsoffitti facciate continue pavimenti
sopraelevati sistemi di sigillatura porte canalizzazioni condotte di ventilazione serrande tagliafuoco condotti di
estrazione del fumoK Capacitagrave
di protezione al fuoco
Rivestimenti per pareti e soffitti
W Irraggiamento Muri facciate continue porte chiusure DDurata della stabilitagrave
a temperatura costante
M Azione meccanica Muri DHDurata della stabilitagrave
lungo la curva standard temperatura
ndash
tempo
CDispositivo
automatico di chiusura
Porte chiusure di passaggi FFunzionalitagrave
degli evacuatori motorizzati
di fumo e calore
Evacuatori di fumo motorizzati
S Tenuta al fumo Serrande tagliafuoco condotti di estrazione del fumo BFunzionalitagrave
degli evacuatori naturali di
fumo e calore
Evacuatori di fumo naturali
Classi 15 20 30 45 60 90 120 180 240 360 minuti
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOAllegato C ndash
Modalitagrave
per la classificazione in base ai risultati di calcoli
C1 I metodi di calcolo della resistenza al fuoco hanno lobiettivo di consentire la progettazione di elementi costruttivi portanti separanti o non separanti resistenti al fuoco anche prendendo in considerazione i collegamenti e le mutue interazioni con altri elementi sotto specifiche condizioni di esposizione al fuoco e attraverso il rispetto di criteri prestazionali e ladozione di particolari costruttivi
C2 Le condizioni di esposizione al fuoco sono definite in specifici regolamenti e basate sugli scenari di incendio in essi prescritti o su quelli attesi Nei medesimi regolamenti sono definite le combinazioni di carico da considerare agenti
insieme allazione del fuoco e i coefficienti di sicurezza sui materiali e sui modelli
Condizioni di esposizione al fuoco (ossia incendi di progetto)
Definiti nelle regole tecniche di prevenzione incendi o nel DM 9
marzo 2007
Definiti nel DM 14 gennaio 2008 (NTC) per le attivitagrave
non soggette ai controlli VF in base al DPR 1512011
Combinazioni di carico e coefficienti di sicurezza
Definiti nel DM 14 gennaio 2008 (NTC)
RIASSUMENDO IL QUADRO NORMATIVO
SIgrave NO
APPROCCIO PRESCRITTIVO (classe RREI imposta dal
DM xxxx)
SIgrave
SIgrave
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
NO
VERIFICA PER TUTTA LA DURATA DELLrsquoINCENDIO
(ed anche con classe RREI ridotta)
NO
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
SIgrave
ATTIVITAgrave NORMATA DA SPECIFICHE DISPOSIZIONI DI
PREVENZIONE INCENDI (DM xxxx)
ATTIVITAgrave SOGGETTA AI CONTROLLI VVF (DM 1621982)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 932007)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 1412008)
APPROCCIO PRESCRITTIVO =
APPROCCIO PRESTAZIONALE =
LEGENDA
DPR 1512011
COMBINAZIONI DELLE AZIONI - DM 932007 punto 5
SUCCESSIVA- MENTE
ENTRARONO IN VIGORE LE
NTC 2008
NTC 2008 (DM 1412008 ndash in corso di revisionehellip)
G
G
Q
G
MUTUE INTERAZIONI TRA GLI ELEMENTI
DM 932007 punto 5
QUINDI LrsquoANALISI STRUTTURALE CON CURVE NATURALI DI INCENDIO VA CONDOTTA DI NORMA SULLrsquoINTERA STRUTTURA
APPROCCI ALLrsquoANALISI STRUTTURALE
ANALISI PER SINGOLI ELEMENTICOMODA ED USATA GENERALMENTE SE LrsquoINCENDIO EgraveMODELLATO CON CURVE
NOMINALI
ANALISI DI PARTI DI STRUTTURE O DELLrsquoINTERO COMPLESSO
DA USARE SE LrsquoINCENDIO Egrave
MODELLATO CON CURVE NATURALI
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC3 I metodi di calcolo da utilizzare ai fini del presente decreto sono quelli contenuti negli Eurocodici di seguito indicati se completi delle appendici
contenenti i parametri
definiti a livello nazionale (NOPS
)
C31 EN 1991-1-2 laquoAzioni sulle strutture -
Parte 1-2 Azioni generali -
Azioni sulle strutture esposte al fuocoraquo
C32 EN 1992-1-2 laquoProgettazione delle strutture di calcestruzzo -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C33 EN 1993-1-2 laquoProgettazione delle strutture di acciaio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C34 EN 1994-1-2 laquoProgettazione delle strutture miste acciaio calcestruzzo - Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C35 EN 1995-1-2 laquoProgettazione delle strutture di legno -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C36 EN 1996-1-2 laquoProgettazione delle strutture di muratura -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C37 EN 1999-1-2 laquo(Progettazione delle strutture di alluminio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
GLI ANNESSI NAZIONALI DEGLI EUROCODICI E LA CIRCOLARE 4638 DEL 5 APRILE 2013
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC4 In attesa della pubblicazione delle appendici nazionali degli Eurocodici egrave
possibile limitare limpiego dei metodi di calcolo alla sola verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti con riferimento agli Eurocodici indicati in C32 C33 C34 e C35 con i valori dei parametri da definire a li-vello nazionale presenti nelle norme stesse come valori di riferimento ovvero con riferimento alle norme UNI di seguito indicate
C41 UNI 9502 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di conglomerato cementizio armato normale e precompressoraquo
C42 UNI 9503 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di acciaioraquo
CA3 UNI
9504 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di legnoraquo
POSSIBILITAgrave CESSATA
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC5 I metodi di calcolo di cui in C3 e C4 possono necessitare della determinazione al variare delle temperature dei parametri termofisici dei sistemi protettivi eventualmente presenti sugli elementi costruttivi portanti In questi casi i valori che assumono detti parametri vanno determinati esclusivamente attraverso le prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto ed elencate nella tabella A3 dellallegato A (Norme EN ndr)
I valori dei parametri presenti nelle norme citate in C4 possono essere ancora utilizzati purcheacute
il produttore sulla base di idonee esperienze sperimentali dichiari
sotto la propria responsabilitagrave che il sistema protettivo garantisca le prestazioni definite in suddette norme noncheacute
aderenza e coesione per tutto il tempo
necessario e ne fornisca le indicazioni circa i cicli di posa o di installazione Tale possibilitagrave
decade con lobbligo della marcatura CE dei sistemi protettivi
prevista in
conformitagrave
alla pertinenti specificazioni tecniche ovvero dopo 3 anni dallentrata in vigore del presente decreto (possibilitagrave decaduta ndr)
Elaborazioni numeriche dei valori di detti parametri che esulano dallambito delle prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto o dalle norme citate in C4 sotto le condizioni suddette non sono valide ai fini della verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti (si seguono esclusivamente le norme di prova ndr)
IL METODO TABELLARE
LrsquoUNICO METODO TABELLARE INTESO NEL
SENSO FORNITO DAL DM 4 maggio 1998 Egrave QUELLO DEL
DM 16 febbraio 2007
IPOTESI DI BASEbull
IL METODO TABELLARE Egrave
UN METODO RIGIDO
NON SONO AMMESSE INTERPOLAZIONI O ESTRAPOLAZIONI
bull
GLI ELEMENTI TRUTTURALI SONO ESPOSTI ALLrsquoINCENDIO STANDARD
bull
SONO ESCLUSI I PROFILATI DI CLASSE 4bull
SI CONSIDERANO TRAVI APPOGIATE COLONNE E TIRANTI
bull
IL PRODUTTORE DEI RIVESTIMENTI DEVE DICHIARARNE LrsquoIDONEITArsquo
bull
LA POSSIBILITArsquo
DI RICORRERE ALLE TABELLE DELLrsquoACCIAIO Ersquo
DECADUTA IL 2592010
3 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN ACCIAIO
ACCIAIO
METODI ANALITICI SEMPLIFICATI DELLrsquoEUROCODICE 3 PARTE 1-2
IL METODO DELLA ldquotemperatura criticardquo
Nellrsquoipotesi di distribuzione uniforme della temperatura la condizione di collasso si verifica quando lrsquoeffetto dei carichi (eventualmente ridotti a seguito di ridistribuzione) eguaglia la resistenza della membratura
Efid = Rfid(θcr)
Nellrsquoipotesi che la resistenza a caldo si possa esprimere come aliquota di quella ad inizio incendio mediante il coefficiente di riduzione della tensione di snervamento (e dunque NON NEL CASO DI VEIRFICHE DI STABILITAgrave)
Efid = k(θcr)sdotRfid0 Introdotto il coefficiente di utilizzazione ad inizio incendio μ0
d0fi
dfi0 R
E=μ
La condizione di collasso diviene
da cui si deduce la θcrμ0 = kyθcr
(1)
(2)
(3)
(4)Per le sezioni
snelle
in
acciaio θcra
= 350degC
ESPRESSIONE DELLA TEMPERATURA CRITICA
LrsquoANALISI TERMICA
( )t
VA
cK
a
g Δsdotsdot
minussdot=Δ
aρθ
θθ
Analisi semplificata
Modellazione dellrsquoincendio
Proprietagrave del materiale
Analisi FEM
hellip materiale non protetto hellip
Fattoredi sezione
Ksdot(θg ndash θ) sdotdt sdotA = δQ = dU = ρ sdotV sdotca sdotdθ
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
LE STRUTTURE IN CA
Caratteristiche salientiPREGIbull
Incombustibilitagrave
bull
Bassa conducibilitagrave
(150 dellrsquoacciaio ca)bull
Sezioni molto spesse (bassi ldquofattori di sezionerdquo)
DIFETTIbull
Presenza di acqua nel materiale (ldquospallingrdquo
dei
cls HSC)
RISCALDAMENTO
Temperatura (degC) Cosa accade
1000
900 In genere questa egrave
la massima temperatura
800
700
600 Perdita della capacitagrave
portante
500 Limite convenzionale per le sezioni resistenti
400
300 Il cls assume colore rosato
200 ndash
400 Possibili fenomeni di spalling
DANNEGGIAMENTI ldquoTIPICIrdquo
DEL CA
LE STRUTTURE IN LEGNO
Caratteristiche salientiPREGIbull
Bassa conducibilitagrave
dello strato carbonizzato
bull
Sezioni massicce (bassi ldquofattori di sezionerdquo)
DIFETTIbull
Combustibilitagrave
RISCALDAMENTO
Temperatura (degC) Cosa accade
1000
900 In genere questa egrave
la massima temperatura
800
700
600
500
400
300
lt 200 Ersquo
la temperatura del legno non carbonizzato
SEZIONE RESIDUA
SEZIONE RESIDUA
DANNEGGIAMENTO TIPICO DELLE STRUTTURE IN LEGNO
LE STRUTTURE IN METALLO (acciaio ed alluminio)
Caratteristiche salientiPREGIbull
Incombustibilitagrave
bull
Assenza di acqua nel materiale
DIFETTIbull
Alta conducibilitagrave
bull
Sezioni snelle (alti ldquofattori di sezionerdquo)
RIS
CA
LDA
ME
NTO Temperatura (degC) Cosa accade
1000
900 In genere questa egrave
la massima temperatura
800
700
600
500 Perdita della capacitagrave
portante
400
300
200 ndash
400
Acciaio
Alluminio
DANNEGGIAMENTI TIPICI DELLE STRUTTURE METALLICHE
2 LE METODOLOGIE PER LA
VERIFICA AL FUOCO DI ELEMENTI STRUTTURALI
CAMPO DI APPLICAZIONEIl DM 16207 si applica ai prodotti ed agli elementi costruttivi incorporati permanentemente in opere civili e per i quali egrave
richiesto il requisito di ldquoresistenza al
fuocordquo
La prestazione nei confronti della resistenza al fuoco di un prodotto o di un elemento costruttivo puograve essere effettuata mediante
VALUTAZIONE DELLA PRESTAZIONE
PROVE SPERIMENTALI CALCOLI ANALITICI CONFRONTO CON TABELLE
LA CLASSIFICAZIONE DI RESISTENZA AL FUOCO
Simbolo Significato Campo di applicazione Simbolo Significato Campo di applicazione
R Capacitagrave
portante Muri solai tetti travi colonne balconi scale passerelle controsoffitti pavimenti sopraelevati
PPH
Continuitagrave
di corrente o capacitagrave
di segnalazione
Cavi elettrici e loro sistemi di protezione dal
fuoco
E Tenuta
Muri solai tetti controsoffitti facciate continue pavimenti
sopraelevati sistemi di sigillatura porte canalizzazioni condotte di ventilazione serrande tagliafuoco condotti di
estrazione del fumoG
Resistenza allrsquoincendio della
fuliggineCamini
I Isolamento
Muri solai tetti controsoffitti facciate continue pavimenti
sopraelevati sistemi di sigillatura porte canalizzazioni condotte di ventilazione serrande tagliafuoco condotti di
estrazione del fumoK Capacitagrave
di protezione al fuoco
Rivestimenti per pareti e soffitti
W Irraggiamento Muri facciate continue porte chiusure DDurata della stabilitagrave
a temperatura costante
M Azione meccanica Muri DHDurata della stabilitagrave
lungo la curva standard temperatura
ndash
tempo
CDispositivo
automatico di chiusura
Porte chiusure di passaggi FFunzionalitagrave
degli evacuatori motorizzati
di fumo e calore
Evacuatori di fumo motorizzati
S Tenuta al fumo Serrande tagliafuoco condotti di estrazione del fumo BFunzionalitagrave
degli evacuatori naturali di
fumo e calore
Evacuatori di fumo naturali
Classi 15 20 30 45 60 90 120 180 240 360 minuti
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOAllegato C ndash
Modalitagrave
per la classificazione in base ai risultati di calcoli
C1 I metodi di calcolo della resistenza al fuoco hanno lobiettivo di consentire la progettazione di elementi costruttivi portanti separanti o non separanti resistenti al fuoco anche prendendo in considerazione i collegamenti e le mutue interazioni con altri elementi sotto specifiche condizioni di esposizione al fuoco e attraverso il rispetto di criteri prestazionali e ladozione di particolari costruttivi
C2 Le condizioni di esposizione al fuoco sono definite in specifici regolamenti e basate sugli scenari di incendio in essi prescritti o su quelli attesi Nei medesimi regolamenti sono definite le combinazioni di carico da considerare agenti
insieme allazione del fuoco e i coefficienti di sicurezza sui materiali e sui modelli
Condizioni di esposizione al fuoco (ossia incendi di progetto)
Definiti nelle regole tecniche di prevenzione incendi o nel DM 9
marzo 2007
Definiti nel DM 14 gennaio 2008 (NTC) per le attivitagrave
non soggette ai controlli VF in base al DPR 1512011
Combinazioni di carico e coefficienti di sicurezza
Definiti nel DM 14 gennaio 2008 (NTC)
RIASSUMENDO IL QUADRO NORMATIVO
SIgrave NO
APPROCCIO PRESCRITTIVO (classe RREI imposta dal
DM xxxx)
SIgrave
SIgrave
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
NO
VERIFICA PER TUTTA LA DURATA DELLrsquoINCENDIO
(ed anche con classe RREI ridotta)
NO
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
SIgrave
ATTIVITAgrave NORMATA DA SPECIFICHE DISPOSIZIONI DI
PREVENZIONE INCENDI (DM xxxx)
ATTIVITAgrave SOGGETTA AI CONTROLLI VVF (DM 1621982)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 932007)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 1412008)
APPROCCIO PRESCRITTIVO =
APPROCCIO PRESTAZIONALE =
LEGENDA
DPR 1512011
COMBINAZIONI DELLE AZIONI - DM 932007 punto 5
SUCCESSIVA- MENTE
ENTRARONO IN VIGORE LE
NTC 2008
NTC 2008 (DM 1412008 ndash in corso di revisionehellip)
G
G
Q
G
MUTUE INTERAZIONI TRA GLI ELEMENTI
DM 932007 punto 5
QUINDI LrsquoANALISI STRUTTURALE CON CURVE NATURALI DI INCENDIO VA CONDOTTA DI NORMA SULLrsquoINTERA STRUTTURA
APPROCCI ALLrsquoANALISI STRUTTURALE
ANALISI PER SINGOLI ELEMENTICOMODA ED USATA GENERALMENTE SE LrsquoINCENDIO EgraveMODELLATO CON CURVE
NOMINALI
ANALISI DI PARTI DI STRUTTURE O DELLrsquoINTERO COMPLESSO
DA USARE SE LrsquoINCENDIO Egrave
MODELLATO CON CURVE NATURALI
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC3 I metodi di calcolo da utilizzare ai fini del presente decreto sono quelli contenuti negli Eurocodici di seguito indicati se completi delle appendici
contenenti i parametri
definiti a livello nazionale (NOPS
)
C31 EN 1991-1-2 laquoAzioni sulle strutture -
Parte 1-2 Azioni generali -
Azioni sulle strutture esposte al fuocoraquo
C32 EN 1992-1-2 laquoProgettazione delle strutture di calcestruzzo -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C33 EN 1993-1-2 laquoProgettazione delle strutture di acciaio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C34 EN 1994-1-2 laquoProgettazione delle strutture miste acciaio calcestruzzo - Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C35 EN 1995-1-2 laquoProgettazione delle strutture di legno -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C36 EN 1996-1-2 laquoProgettazione delle strutture di muratura -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C37 EN 1999-1-2 laquo(Progettazione delle strutture di alluminio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
GLI ANNESSI NAZIONALI DEGLI EUROCODICI E LA CIRCOLARE 4638 DEL 5 APRILE 2013
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC4 In attesa della pubblicazione delle appendici nazionali degli Eurocodici egrave
possibile limitare limpiego dei metodi di calcolo alla sola verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti con riferimento agli Eurocodici indicati in C32 C33 C34 e C35 con i valori dei parametri da definire a li-vello nazionale presenti nelle norme stesse come valori di riferimento ovvero con riferimento alle norme UNI di seguito indicate
C41 UNI 9502 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di conglomerato cementizio armato normale e precompressoraquo
C42 UNI 9503 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di acciaioraquo
CA3 UNI
9504 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di legnoraquo
POSSIBILITAgrave CESSATA
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC5 I metodi di calcolo di cui in C3 e C4 possono necessitare della determinazione al variare delle temperature dei parametri termofisici dei sistemi protettivi eventualmente presenti sugli elementi costruttivi portanti In questi casi i valori che assumono detti parametri vanno determinati esclusivamente attraverso le prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto ed elencate nella tabella A3 dellallegato A (Norme EN ndr)
I valori dei parametri presenti nelle norme citate in C4 possono essere ancora utilizzati purcheacute
il produttore sulla base di idonee esperienze sperimentali dichiari
sotto la propria responsabilitagrave che il sistema protettivo garantisca le prestazioni definite in suddette norme noncheacute
aderenza e coesione per tutto il tempo
necessario e ne fornisca le indicazioni circa i cicli di posa o di installazione Tale possibilitagrave
decade con lobbligo della marcatura CE dei sistemi protettivi
prevista in
conformitagrave
alla pertinenti specificazioni tecniche ovvero dopo 3 anni dallentrata in vigore del presente decreto (possibilitagrave decaduta ndr)
Elaborazioni numeriche dei valori di detti parametri che esulano dallambito delle prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto o dalle norme citate in C4 sotto le condizioni suddette non sono valide ai fini della verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti (si seguono esclusivamente le norme di prova ndr)
IL METODO TABELLARE
LrsquoUNICO METODO TABELLARE INTESO NEL
SENSO FORNITO DAL DM 4 maggio 1998 Egrave QUELLO DEL
DM 16 febbraio 2007
IPOTESI DI BASEbull
IL METODO TABELLARE Egrave
UN METODO RIGIDO
NON SONO AMMESSE INTERPOLAZIONI O ESTRAPOLAZIONI
bull
GLI ELEMENTI TRUTTURALI SONO ESPOSTI ALLrsquoINCENDIO STANDARD
bull
SONO ESCLUSI I PROFILATI DI CLASSE 4bull
SI CONSIDERANO TRAVI APPOGIATE COLONNE E TIRANTI
bull
IL PRODUTTORE DEI RIVESTIMENTI DEVE DICHIARARNE LrsquoIDONEITArsquo
bull
LA POSSIBILITArsquo
DI RICORRERE ALLE TABELLE DELLrsquoACCIAIO Ersquo
DECADUTA IL 2592010
3 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN ACCIAIO
ACCIAIO
METODI ANALITICI SEMPLIFICATI DELLrsquoEUROCODICE 3 PARTE 1-2
IL METODO DELLA ldquotemperatura criticardquo
Nellrsquoipotesi di distribuzione uniforme della temperatura la condizione di collasso si verifica quando lrsquoeffetto dei carichi (eventualmente ridotti a seguito di ridistribuzione) eguaglia la resistenza della membratura
Efid = Rfid(θcr)
Nellrsquoipotesi che la resistenza a caldo si possa esprimere come aliquota di quella ad inizio incendio mediante il coefficiente di riduzione della tensione di snervamento (e dunque NON NEL CASO DI VEIRFICHE DI STABILITAgrave)
Efid = k(θcr)sdotRfid0 Introdotto il coefficiente di utilizzazione ad inizio incendio μ0
d0fi
dfi0 R
E=μ
La condizione di collasso diviene
da cui si deduce la θcrμ0 = kyθcr
(1)
(2)
(3)
(4)Per le sezioni
snelle
in
acciaio θcra
= 350degC
ESPRESSIONE DELLA TEMPERATURA CRITICA
LrsquoANALISI TERMICA
( )t
VA
cK
a
g Δsdotsdot
minussdot=Δ
aρθ
θθ
Analisi semplificata
Modellazione dellrsquoincendio
Proprietagrave del materiale
Analisi FEM
hellip materiale non protetto hellip
Fattoredi sezione
Ksdot(θg ndash θ) sdotdt sdotA = δQ = dU = ρ sdotV sdotca sdotdθ
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
RISCALDAMENTO
Temperatura (degC) Cosa accade
1000
900 In genere questa egrave
la massima temperatura
800
700
600 Perdita della capacitagrave
portante
500 Limite convenzionale per le sezioni resistenti
400
300 Il cls assume colore rosato
200 ndash
400 Possibili fenomeni di spalling
DANNEGGIAMENTI ldquoTIPICIrdquo
DEL CA
LE STRUTTURE IN LEGNO
Caratteristiche salientiPREGIbull
Bassa conducibilitagrave
dello strato carbonizzato
bull
Sezioni massicce (bassi ldquofattori di sezionerdquo)
DIFETTIbull
Combustibilitagrave
RISCALDAMENTO
Temperatura (degC) Cosa accade
1000
900 In genere questa egrave
la massima temperatura
800
700
600
500
400
300
lt 200 Ersquo
la temperatura del legno non carbonizzato
SEZIONE RESIDUA
SEZIONE RESIDUA
DANNEGGIAMENTO TIPICO DELLE STRUTTURE IN LEGNO
LE STRUTTURE IN METALLO (acciaio ed alluminio)
Caratteristiche salientiPREGIbull
Incombustibilitagrave
bull
Assenza di acqua nel materiale
DIFETTIbull
Alta conducibilitagrave
bull
Sezioni snelle (alti ldquofattori di sezionerdquo)
RIS
CA
LDA
ME
NTO Temperatura (degC) Cosa accade
1000
900 In genere questa egrave
la massima temperatura
800
700
600
500 Perdita della capacitagrave
portante
400
300
200 ndash
400
Acciaio
Alluminio
DANNEGGIAMENTI TIPICI DELLE STRUTTURE METALLICHE
2 LE METODOLOGIE PER LA
VERIFICA AL FUOCO DI ELEMENTI STRUTTURALI
CAMPO DI APPLICAZIONEIl DM 16207 si applica ai prodotti ed agli elementi costruttivi incorporati permanentemente in opere civili e per i quali egrave
richiesto il requisito di ldquoresistenza al
fuocordquo
La prestazione nei confronti della resistenza al fuoco di un prodotto o di un elemento costruttivo puograve essere effettuata mediante
VALUTAZIONE DELLA PRESTAZIONE
PROVE SPERIMENTALI CALCOLI ANALITICI CONFRONTO CON TABELLE
LA CLASSIFICAZIONE DI RESISTENZA AL FUOCO
Simbolo Significato Campo di applicazione Simbolo Significato Campo di applicazione
R Capacitagrave
portante Muri solai tetti travi colonne balconi scale passerelle controsoffitti pavimenti sopraelevati
PPH
Continuitagrave
di corrente o capacitagrave
di segnalazione
Cavi elettrici e loro sistemi di protezione dal
fuoco
E Tenuta
Muri solai tetti controsoffitti facciate continue pavimenti
sopraelevati sistemi di sigillatura porte canalizzazioni condotte di ventilazione serrande tagliafuoco condotti di
estrazione del fumoG
Resistenza allrsquoincendio della
fuliggineCamini
I Isolamento
Muri solai tetti controsoffitti facciate continue pavimenti
sopraelevati sistemi di sigillatura porte canalizzazioni condotte di ventilazione serrande tagliafuoco condotti di
estrazione del fumoK Capacitagrave
di protezione al fuoco
Rivestimenti per pareti e soffitti
W Irraggiamento Muri facciate continue porte chiusure DDurata della stabilitagrave
a temperatura costante
M Azione meccanica Muri DHDurata della stabilitagrave
lungo la curva standard temperatura
ndash
tempo
CDispositivo
automatico di chiusura
Porte chiusure di passaggi FFunzionalitagrave
degli evacuatori motorizzati
di fumo e calore
Evacuatori di fumo motorizzati
S Tenuta al fumo Serrande tagliafuoco condotti di estrazione del fumo BFunzionalitagrave
degli evacuatori naturali di
fumo e calore
Evacuatori di fumo naturali
Classi 15 20 30 45 60 90 120 180 240 360 minuti
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOAllegato C ndash
Modalitagrave
per la classificazione in base ai risultati di calcoli
C1 I metodi di calcolo della resistenza al fuoco hanno lobiettivo di consentire la progettazione di elementi costruttivi portanti separanti o non separanti resistenti al fuoco anche prendendo in considerazione i collegamenti e le mutue interazioni con altri elementi sotto specifiche condizioni di esposizione al fuoco e attraverso il rispetto di criteri prestazionali e ladozione di particolari costruttivi
C2 Le condizioni di esposizione al fuoco sono definite in specifici regolamenti e basate sugli scenari di incendio in essi prescritti o su quelli attesi Nei medesimi regolamenti sono definite le combinazioni di carico da considerare agenti
insieme allazione del fuoco e i coefficienti di sicurezza sui materiali e sui modelli
Condizioni di esposizione al fuoco (ossia incendi di progetto)
Definiti nelle regole tecniche di prevenzione incendi o nel DM 9
marzo 2007
Definiti nel DM 14 gennaio 2008 (NTC) per le attivitagrave
non soggette ai controlli VF in base al DPR 1512011
Combinazioni di carico e coefficienti di sicurezza
Definiti nel DM 14 gennaio 2008 (NTC)
RIASSUMENDO IL QUADRO NORMATIVO
SIgrave NO
APPROCCIO PRESCRITTIVO (classe RREI imposta dal
DM xxxx)
SIgrave
SIgrave
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
NO
VERIFICA PER TUTTA LA DURATA DELLrsquoINCENDIO
(ed anche con classe RREI ridotta)
NO
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
SIgrave
ATTIVITAgrave NORMATA DA SPECIFICHE DISPOSIZIONI DI
PREVENZIONE INCENDI (DM xxxx)
ATTIVITAgrave SOGGETTA AI CONTROLLI VVF (DM 1621982)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 932007)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 1412008)
APPROCCIO PRESCRITTIVO =
APPROCCIO PRESTAZIONALE =
LEGENDA
DPR 1512011
COMBINAZIONI DELLE AZIONI - DM 932007 punto 5
SUCCESSIVA- MENTE
ENTRARONO IN VIGORE LE
NTC 2008
NTC 2008 (DM 1412008 ndash in corso di revisionehellip)
G
G
Q
G
MUTUE INTERAZIONI TRA GLI ELEMENTI
DM 932007 punto 5
QUINDI LrsquoANALISI STRUTTURALE CON CURVE NATURALI DI INCENDIO VA CONDOTTA DI NORMA SULLrsquoINTERA STRUTTURA
APPROCCI ALLrsquoANALISI STRUTTURALE
ANALISI PER SINGOLI ELEMENTICOMODA ED USATA GENERALMENTE SE LrsquoINCENDIO EgraveMODELLATO CON CURVE
NOMINALI
ANALISI DI PARTI DI STRUTTURE O DELLrsquoINTERO COMPLESSO
DA USARE SE LrsquoINCENDIO Egrave
MODELLATO CON CURVE NATURALI
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC3 I metodi di calcolo da utilizzare ai fini del presente decreto sono quelli contenuti negli Eurocodici di seguito indicati se completi delle appendici
contenenti i parametri
definiti a livello nazionale (NOPS
)
C31 EN 1991-1-2 laquoAzioni sulle strutture -
Parte 1-2 Azioni generali -
Azioni sulle strutture esposte al fuocoraquo
C32 EN 1992-1-2 laquoProgettazione delle strutture di calcestruzzo -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C33 EN 1993-1-2 laquoProgettazione delle strutture di acciaio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C34 EN 1994-1-2 laquoProgettazione delle strutture miste acciaio calcestruzzo - Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C35 EN 1995-1-2 laquoProgettazione delle strutture di legno -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C36 EN 1996-1-2 laquoProgettazione delle strutture di muratura -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C37 EN 1999-1-2 laquo(Progettazione delle strutture di alluminio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
GLI ANNESSI NAZIONALI DEGLI EUROCODICI E LA CIRCOLARE 4638 DEL 5 APRILE 2013
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC4 In attesa della pubblicazione delle appendici nazionali degli Eurocodici egrave
possibile limitare limpiego dei metodi di calcolo alla sola verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti con riferimento agli Eurocodici indicati in C32 C33 C34 e C35 con i valori dei parametri da definire a li-vello nazionale presenti nelle norme stesse come valori di riferimento ovvero con riferimento alle norme UNI di seguito indicate
C41 UNI 9502 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di conglomerato cementizio armato normale e precompressoraquo
C42 UNI 9503 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di acciaioraquo
CA3 UNI
9504 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di legnoraquo
POSSIBILITAgrave CESSATA
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC5 I metodi di calcolo di cui in C3 e C4 possono necessitare della determinazione al variare delle temperature dei parametri termofisici dei sistemi protettivi eventualmente presenti sugli elementi costruttivi portanti In questi casi i valori che assumono detti parametri vanno determinati esclusivamente attraverso le prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto ed elencate nella tabella A3 dellallegato A (Norme EN ndr)
I valori dei parametri presenti nelle norme citate in C4 possono essere ancora utilizzati purcheacute
il produttore sulla base di idonee esperienze sperimentali dichiari
sotto la propria responsabilitagrave che il sistema protettivo garantisca le prestazioni definite in suddette norme noncheacute
aderenza e coesione per tutto il tempo
necessario e ne fornisca le indicazioni circa i cicli di posa o di installazione Tale possibilitagrave
decade con lobbligo della marcatura CE dei sistemi protettivi
prevista in
conformitagrave
alla pertinenti specificazioni tecniche ovvero dopo 3 anni dallentrata in vigore del presente decreto (possibilitagrave decaduta ndr)
Elaborazioni numeriche dei valori di detti parametri che esulano dallambito delle prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto o dalle norme citate in C4 sotto le condizioni suddette non sono valide ai fini della verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti (si seguono esclusivamente le norme di prova ndr)
IL METODO TABELLARE
LrsquoUNICO METODO TABELLARE INTESO NEL
SENSO FORNITO DAL DM 4 maggio 1998 Egrave QUELLO DEL
DM 16 febbraio 2007
IPOTESI DI BASEbull
IL METODO TABELLARE Egrave
UN METODO RIGIDO
NON SONO AMMESSE INTERPOLAZIONI O ESTRAPOLAZIONI
bull
GLI ELEMENTI TRUTTURALI SONO ESPOSTI ALLrsquoINCENDIO STANDARD
bull
SONO ESCLUSI I PROFILATI DI CLASSE 4bull
SI CONSIDERANO TRAVI APPOGIATE COLONNE E TIRANTI
bull
IL PRODUTTORE DEI RIVESTIMENTI DEVE DICHIARARNE LrsquoIDONEITArsquo
bull
LA POSSIBILITArsquo
DI RICORRERE ALLE TABELLE DELLrsquoACCIAIO Ersquo
DECADUTA IL 2592010
3 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN ACCIAIO
ACCIAIO
METODI ANALITICI SEMPLIFICATI DELLrsquoEUROCODICE 3 PARTE 1-2
IL METODO DELLA ldquotemperatura criticardquo
Nellrsquoipotesi di distribuzione uniforme della temperatura la condizione di collasso si verifica quando lrsquoeffetto dei carichi (eventualmente ridotti a seguito di ridistribuzione) eguaglia la resistenza della membratura
Efid = Rfid(θcr)
Nellrsquoipotesi che la resistenza a caldo si possa esprimere come aliquota di quella ad inizio incendio mediante il coefficiente di riduzione della tensione di snervamento (e dunque NON NEL CASO DI VEIRFICHE DI STABILITAgrave)
Efid = k(θcr)sdotRfid0 Introdotto il coefficiente di utilizzazione ad inizio incendio μ0
d0fi
dfi0 R
E=μ
La condizione di collasso diviene
da cui si deduce la θcrμ0 = kyθcr
(1)
(2)
(3)
(4)Per le sezioni
snelle
in
acciaio θcra
= 350degC
ESPRESSIONE DELLA TEMPERATURA CRITICA
LrsquoANALISI TERMICA
( )t
VA
cK
a
g Δsdotsdot
minussdot=Δ
aρθ
θθ
Analisi semplificata
Modellazione dellrsquoincendio
Proprietagrave del materiale
Analisi FEM
hellip materiale non protetto hellip
Fattoredi sezione
Ksdot(θg ndash θ) sdotdt sdotA = δQ = dU = ρ sdotV sdotca sdotdθ
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
DANNEGGIAMENTI ldquoTIPICIrdquo
DEL CA
LE STRUTTURE IN LEGNO
Caratteristiche salientiPREGIbull
Bassa conducibilitagrave
dello strato carbonizzato
bull
Sezioni massicce (bassi ldquofattori di sezionerdquo)
DIFETTIbull
Combustibilitagrave
RISCALDAMENTO
Temperatura (degC) Cosa accade
1000
900 In genere questa egrave
la massima temperatura
800
700
600
500
400
300
lt 200 Ersquo
la temperatura del legno non carbonizzato
SEZIONE RESIDUA
SEZIONE RESIDUA
DANNEGGIAMENTO TIPICO DELLE STRUTTURE IN LEGNO
LE STRUTTURE IN METALLO (acciaio ed alluminio)
Caratteristiche salientiPREGIbull
Incombustibilitagrave
bull
Assenza di acqua nel materiale
DIFETTIbull
Alta conducibilitagrave
bull
Sezioni snelle (alti ldquofattori di sezionerdquo)
RIS
CA
LDA
ME
NTO Temperatura (degC) Cosa accade
1000
900 In genere questa egrave
la massima temperatura
800
700
600
500 Perdita della capacitagrave
portante
400
300
200 ndash
400
Acciaio
Alluminio
DANNEGGIAMENTI TIPICI DELLE STRUTTURE METALLICHE
2 LE METODOLOGIE PER LA
VERIFICA AL FUOCO DI ELEMENTI STRUTTURALI
CAMPO DI APPLICAZIONEIl DM 16207 si applica ai prodotti ed agli elementi costruttivi incorporati permanentemente in opere civili e per i quali egrave
richiesto il requisito di ldquoresistenza al
fuocordquo
La prestazione nei confronti della resistenza al fuoco di un prodotto o di un elemento costruttivo puograve essere effettuata mediante
VALUTAZIONE DELLA PRESTAZIONE
PROVE SPERIMENTALI CALCOLI ANALITICI CONFRONTO CON TABELLE
LA CLASSIFICAZIONE DI RESISTENZA AL FUOCO
Simbolo Significato Campo di applicazione Simbolo Significato Campo di applicazione
R Capacitagrave
portante Muri solai tetti travi colonne balconi scale passerelle controsoffitti pavimenti sopraelevati
PPH
Continuitagrave
di corrente o capacitagrave
di segnalazione
Cavi elettrici e loro sistemi di protezione dal
fuoco
E Tenuta
Muri solai tetti controsoffitti facciate continue pavimenti
sopraelevati sistemi di sigillatura porte canalizzazioni condotte di ventilazione serrande tagliafuoco condotti di
estrazione del fumoG
Resistenza allrsquoincendio della
fuliggineCamini
I Isolamento
Muri solai tetti controsoffitti facciate continue pavimenti
sopraelevati sistemi di sigillatura porte canalizzazioni condotte di ventilazione serrande tagliafuoco condotti di
estrazione del fumoK Capacitagrave
di protezione al fuoco
Rivestimenti per pareti e soffitti
W Irraggiamento Muri facciate continue porte chiusure DDurata della stabilitagrave
a temperatura costante
M Azione meccanica Muri DHDurata della stabilitagrave
lungo la curva standard temperatura
ndash
tempo
CDispositivo
automatico di chiusura
Porte chiusure di passaggi FFunzionalitagrave
degli evacuatori motorizzati
di fumo e calore
Evacuatori di fumo motorizzati
S Tenuta al fumo Serrande tagliafuoco condotti di estrazione del fumo BFunzionalitagrave
degli evacuatori naturali di
fumo e calore
Evacuatori di fumo naturali
Classi 15 20 30 45 60 90 120 180 240 360 minuti
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOAllegato C ndash
Modalitagrave
per la classificazione in base ai risultati di calcoli
C1 I metodi di calcolo della resistenza al fuoco hanno lobiettivo di consentire la progettazione di elementi costruttivi portanti separanti o non separanti resistenti al fuoco anche prendendo in considerazione i collegamenti e le mutue interazioni con altri elementi sotto specifiche condizioni di esposizione al fuoco e attraverso il rispetto di criteri prestazionali e ladozione di particolari costruttivi
C2 Le condizioni di esposizione al fuoco sono definite in specifici regolamenti e basate sugli scenari di incendio in essi prescritti o su quelli attesi Nei medesimi regolamenti sono definite le combinazioni di carico da considerare agenti
insieme allazione del fuoco e i coefficienti di sicurezza sui materiali e sui modelli
Condizioni di esposizione al fuoco (ossia incendi di progetto)
Definiti nelle regole tecniche di prevenzione incendi o nel DM 9
marzo 2007
Definiti nel DM 14 gennaio 2008 (NTC) per le attivitagrave
non soggette ai controlli VF in base al DPR 1512011
Combinazioni di carico e coefficienti di sicurezza
Definiti nel DM 14 gennaio 2008 (NTC)
RIASSUMENDO IL QUADRO NORMATIVO
SIgrave NO
APPROCCIO PRESCRITTIVO (classe RREI imposta dal
DM xxxx)
SIgrave
SIgrave
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
NO
VERIFICA PER TUTTA LA DURATA DELLrsquoINCENDIO
(ed anche con classe RREI ridotta)
NO
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
SIgrave
ATTIVITAgrave NORMATA DA SPECIFICHE DISPOSIZIONI DI
PREVENZIONE INCENDI (DM xxxx)
ATTIVITAgrave SOGGETTA AI CONTROLLI VVF (DM 1621982)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 932007)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 1412008)
APPROCCIO PRESCRITTIVO =
APPROCCIO PRESTAZIONALE =
LEGENDA
DPR 1512011
COMBINAZIONI DELLE AZIONI - DM 932007 punto 5
SUCCESSIVA- MENTE
ENTRARONO IN VIGORE LE
NTC 2008
NTC 2008 (DM 1412008 ndash in corso di revisionehellip)
G
G
Q
G
MUTUE INTERAZIONI TRA GLI ELEMENTI
DM 932007 punto 5
QUINDI LrsquoANALISI STRUTTURALE CON CURVE NATURALI DI INCENDIO VA CONDOTTA DI NORMA SULLrsquoINTERA STRUTTURA
APPROCCI ALLrsquoANALISI STRUTTURALE
ANALISI PER SINGOLI ELEMENTICOMODA ED USATA GENERALMENTE SE LrsquoINCENDIO EgraveMODELLATO CON CURVE
NOMINALI
ANALISI DI PARTI DI STRUTTURE O DELLrsquoINTERO COMPLESSO
DA USARE SE LrsquoINCENDIO Egrave
MODELLATO CON CURVE NATURALI
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC3 I metodi di calcolo da utilizzare ai fini del presente decreto sono quelli contenuti negli Eurocodici di seguito indicati se completi delle appendici
contenenti i parametri
definiti a livello nazionale (NOPS
)
C31 EN 1991-1-2 laquoAzioni sulle strutture -
Parte 1-2 Azioni generali -
Azioni sulle strutture esposte al fuocoraquo
C32 EN 1992-1-2 laquoProgettazione delle strutture di calcestruzzo -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C33 EN 1993-1-2 laquoProgettazione delle strutture di acciaio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C34 EN 1994-1-2 laquoProgettazione delle strutture miste acciaio calcestruzzo - Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C35 EN 1995-1-2 laquoProgettazione delle strutture di legno -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C36 EN 1996-1-2 laquoProgettazione delle strutture di muratura -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C37 EN 1999-1-2 laquo(Progettazione delle strutture di alluminio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
GLI ANNESSI NAZIONALI DEGLI EUROCODICI E LA CIRCOLARE 4638 DEL 5 APRILE 2013
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC4 In attesa della pubblicazione delle appendici nazionali degli Eurocodici egrave
possibile limitare limpiego dei metodi di calcolo alla sola verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti con riferimento agli Eurocodici indicati in C32 C33 C34 e C35 con i valori dei parametri da definire a li-vello nazionale presenti nelle norme stesse come valori di riferimento ovvero con riferimento alle norme UNI di seguito indicate
C41 UNI 9502 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di conglomerato cementizio armato normale e precompressoraquo
C42 UNI 9503 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di acciaioraquo
CA3 UNI
9504 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di legnoraquo
POSSIBILITAgrave CESSATA
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC5 I metodi di calcolo di cui in C3 e C4 possono necessitare della determinazione al variare delle temperature dei parametri termofisici dei sistemi protettivi eventualmente presenti sugli elementi costruttivi portanti In questi casi i valori che assumono detti parametri vanno determinati esclusivamente attraverso le prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto ed elencate nella tabella A3 dellallegato A (Norme EN ndr)
I valori dei parametri presenti nelle norme citate in C4 possono essere ancora utilizzati purcheacute
il produttore sulla base di idonee esperienze sperimentali dichiari
sotto la propria responsabilitagrave che il sistema protettivo garantisca le prestazioni definite in suddette norme noncheacute
aderenza e coesione per tutto il tempo
necessario e ne fornisca le indicazioni circa i cicli di posa o di installazione Tale possibilitagrave
decade con lobbligo della marcatura CE dei sistemi protettivi
prevista in
conformitagrave
alla pertinenti specificazioni tecniche ovvero dopo 3 anni dallentrata in vigore del presente decreto (possibilitagrave decaduta ndr)
Elaborazioni numeriche dei valori di detti parametri che esulano dallambito delle prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto o dalle norme citate in C4 sotto le condizioni suddette non sono valide ai fini della verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti (si seguono esclusivamente le norme di prova ndr)
IL METODO TABELLARE
LrsquoUNICO METODO TABELLARE INTESO NEL
SENSO FORNITO DAL DM 4 maggio 1998 Egrave QUELLO DEL
DM 16 febbraio 2007
IPOTESI DI BASEbull
IL METODO TABELLARE Egrave
UN METODO RIGIDO
NON SONO AMMESSE INTERPOLAZIONI O ESTRAPOLAZIONI
bull
GLI ELEMENTI TRUTTURALI SONO ESPOSTI ALLrsquoINCENDIO STANDARD
bull
SONO ESCLUSI I PROFILATI DI CLASSE 4bull
SI CONSIDERANO TRAVI APPOGIATE COLONNE E TIRANTI
bull
IL PRODUTTORE DEI RIVESTIMENTI DEVE DICHIARARNE LrsquoIDONEITArsquo
bull
LA POSSIBILITArsquo
DI RICORRERE ALLE TABELLE DELLrsquoACCIAIO Ersquo
DECADUTA IL 2592010
3 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN ACCIAIO
ACCIAIO
METODI ANALITICI SEMPLIFICATI DELLrsquoEUROCODICE 3 PARTE 1-2
IL METODO DELLA ldquotemperatura criticardquo
Nellrsquoipotesi di distribuzione uniforme della temperatura la condizione di collasso si verifica quando lrsquoeffetto dei carichi (eventualmente ridotti a seguito di ridistribuzione) eguaglia la resistenza della membratura
Efid = Rfid(θcr)
Nellrsquoipotesi che la resistenza a caldo si possa esprimere come aliquota di quella ad inizio incendio mediante il coefficiente di riduzione della tensione di snervamento (e dunque NON NEL CASO DI VEIRFICHE DI STABILITAgrave)
Efid = k(θcr)sdotRfid0 Introdotto il coefficiente di utilizzazione ad inizio incendio μ0
d0fi
dfi0 R
E=μ
La condizione di collasso diviene
da cui si deduce la θcrμ0 = kyθcr
(1)
(2)
(3)
(4)Per le sezioni
snelle
in
acciaio θcra
= 350degC
ESPRESSIONE DELLA TEMPERATURA CRITICA
LrsquoANALISI TERMICA
( )t
VA
cK
a
g Δsdotsdot
minussdot=Δ
aρθ
θθ
Analisi semplificata
Modellazione dellrsquoincendio
Proprietagrave del materiale
Analisi FEM
hellip materiale non protetto hellip
Fattoredi sezione
Ksdot(θg ndash θ) sdotdt sdotA = δQ = dU = ρ sdotV sdotca sdotdθ
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
LE STRUTTURE IN LEGNO
Caratteristiche salientiPREGIbull
Bassa conducibilitagrave
dello strato carbonizzato
bull
Sezioni massicce (bassi ldquofattori di sezionerdquo)
DIFETTIbull
Combustibilitagrave
RISCALDAMENTO
Temperatura (degC) Cosa accade
1000
900 In genere questa egrave
la massima temperatura
800
700
600
500
400
300
lt 200 Ersquo
la temperatura del legno non carbonizzato
SEZIONE RESIDUA
SEZIONE RESIDUA
DANNEGGIAMENTO TIPICO DELLE STRUTTURE IN LEGNO
LE STRUTTURE IN METALLO (acciaio ed alluminio)
Caratteristiche salientiPREGIbull
Incombustibilitagrave
bull
Assenza di acqua nel materiale
DIFETTIbull
Alta conducibilitagrave
bull
Sezioni snelle (alti ldquofattori di sezionerdquo)
RIS
CA
LDA
ME
NTO Temperatura (degC) Cosa accade
1000
900 In genere questa egrave
la massima temperatura
800
700
600
500 Perdita della capacitagrave
portante
400
300
200 ndash
400
Acciaio
Alluminio
DANNEGGIAMENTI TIPICI DELLE STRUTTURE METALLICHE
2 LE METODOLOGIE PER LA
VERIFICA AL FUOCO DI ELEMENTI STRUTTURALI
CAMPO DI APPLICAZIONEIl DM 16207 si applica ai prodotti ed agli elementi costruttivi incorporati permanentemente in opere civili e per i quali egrave
richiesto il requisito di ldquoresistenza al
fuocordquo
La prestazione nei confronti della resistenza al fuoco di un prodotto o di un elemento costruttivo puograve essere effettuata mediante
VALUTAZIONE DELLA PRESTAZIONE
PROVE SPERIMENTALI CALCOLI ANALITICI CONFRONTO CON TABELLE
LA CLASSIFICAZIONE DI RESISTENZA AL FUOCO
Simbolo Significato Campo di applicazione Simbolo Significato Campo di applicazione
R Capacitagrave
portante Muri solai tetti travi colonne balconi scale passerelle controsoffitti pavimenti sopraelevati
PPH
Continuitagrave
di corrente o capacitagrave
di segnalazione
Cavi elettrici e loro sistemi di protezione dal
fuoco
E Tenuta
Muri solai tetti controsoffitti facciate continue pavimenti
sopraelevati sistemi di sigillatura porte canalizzazioni condotte di ventilazione serrande tagliafuoco condotti di
estrazione del fumoG
Resistenza allrsquoincendio della
fuliggineCamini
I Isolamento
Muri solai tetti controsoffitti facciate continue pavimenti
sopraelevati sistemi di sigillatura porte canalizzazioni condotte di ventilazione serrande tagliafuoco condotti di
estrazione del fumoK Capacitagrave
di protezione al fuoco
Rivestimenti per pareti e soffitti
W Irraggiamento Muri facciate continue porte chiusure DDurata della stabilitagrave
a temperatura costante
M Azione meccanica Muri DHDurata della stabilitagrave
lungo la curva standard temperatura
ndash
tempo
CDispositivo
automatico di chiusura
Porte chiusure di passaggi FFunzionalitagrave
degli evacuatori motorizzati
di fumo e calore
Evacuatori di fumo motorizzati
S Tenuta al fumo Serrande tagliafuoco condotti di estrazione del fumo BFunzionalitagrave
degli evacuatori naturali di
fumo e calore
Evacuatori di fumo naturali
Classi 15 20 30 45 60 90 120 180 240 360 minuti
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOAllegato C ndash
Modalitagrave
per la classificazione in base ai risultati di calcoli
C1 I metodi di calcolo della resistenza al fuoco hanno lobiettivo di consentire la progettazione di elementi costruttivi portanti separanti o non separanti resistenti al fuoco anche prendendo in considerazione i collegamenti e le mutue interazioni con altri elementi sotto specifiche condizioni di esposizione al fuoco e attraverso il rispetto di criteri prestazionali e ladozione di particolari costruttivi
C2 Le condizioni di esposizione al fuoco sono definite in specifici regolamenti e basate sugli scenari di incendio in essi prescritti o su quelli attesi Nei medesimi regolamenti sono definite le combinazioni di carico da considerare agenti
insieme allazione del fuoco e i coefficienti di sicurezza sui materiali e sui modelli
Condizioni di esposizione al fuoco (ossia incendi di progetto)
Definiti nelle regole tecniche di prevenzione incendi o nel DM 9
marzo 2007
Definiti nel DM 14 gennaio 2008 (NTC) per le attivitagrave
non soggette ai controlli VF in base al DPR 1512011
Combinazioni di carico e coefficienti di sicurezza
Definiti nel DM 14 gennaio 2008 (NTC)
RIASSUMENDO IL QUADRO NORMATIVO
SIgrave NO
APPROCCIO PRESCRITTIVO (classe RREI imposta dal
DM xxxx)
SIgrave
SIgrave
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
NO
VERIFICA PER TUTTA LA DURATA DELLrsquoINCENDIO
(ed anche con classe RREI ridotta)
NO
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
SIgrave
ATTIVITAgrave NORMATA DA SPECIFICHE DISPOSIZIONI DI
PREVENZIONE INCENDI (DM xxxx)
ATTIVITAgrave SOGGETTA AI CONTROLLI VVF (DM 1621982)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 932007)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 1412008)
APPROCCIO PRESCRITTIVO =
APPROCCIO PRESTAZIONALE =
LEGENDA
DPR 1512011
COMBINAZIONI DELLE AZIONI - DM 932007 punto 5
SUCCESSIVA- MENTE
ENTRARONO IN VIGORE LE
NTC 2008
NTC 2008 (DM 1412008 ndash in corso di revisionehellip)
G
G
Q
G
MUTUE INTERAZIONI TRA GLI ELEMENTI
DM 932007 punto 5
QUINDI LrsquoANALISI STRUTTURALE CON CURVE NATURALI DI INCENDIO VA CONDOTTA DI NORMA SULLrsquoINTERA STRUTTURA
APPROCCI ALLrsquoANALISI STRUTTURALE
ANALISI PER SINGOLI ELEMENTICOMODA ED USATA GENERALMENTE SE LrsquoINCENDIO EgraveMODELLATO CON CURVE
NOMINALI
ANALISI DI PARTI DI STRUTTURE O DELLrsquoINTERO COMPLESSO
DA USARE SE LrsquoINCENDIO Egrave
MODELLATO CON CURVE NATURALI
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC3 I metodi di calcolo da utilizzare ai fini del presente decreto sono quelli contenuti negli Eurocodici di seguito indicati se completi delle appendici
contenenti i parametri
definiti a livello nazionale (NOPS
)
C31 EN 1991-1-2 laquoAzioni sulle strutture -
Parte 1-2 Azioni generali -
Azioni sulle strutture esposte al fuocoraquo
C32 EN 1992-1-2 laquoProgettazione delle strutture di calcestruzzo -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C33 EN 1993-1-2 laquoProgettazione delle strutture di acciaio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C34 EN 1994-1-2 laquoProgettazione delle strutture miste acciaio calcestruzzo - Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C35 EN 1995-1-2 laquoProgettazione delle strutture di legno -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C36 EN 1996-1-2 laquoProgettazione delle strutture di muratura -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C37 EN 1999-1-2 laquo(Progettazione delle strutture di alluminio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
GLI ANNESSI NAZIONALI DEGLI EUROCODICI E LA CIRCOLARE 4638 DEL 5 APRILE 2013
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC4 In attesa della pubblicazione delle appendici nazionali degli Eurocodici egrave
possibile limitare limpiego dei metodi di calcolo alla sola verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti con riferimento agli Eurocodici indicati in C32 C33 C34 e C35 con i valori dei parametri da definire a li-vello nazionale presenti nelle norme stesse come valori di riferimento ovvero con riferimento alle norme UNI di seguito indicate
C41 UNI 9502 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di conglomerato cementizio armato normale e precompressoraquo
C42 UNI 9503 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di acciaioraquo
CA3 UNI
9504 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di legnoraquo
POSSIBILITAgrave CESSATA
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC5 I metodi di calcolo di cui in C3 e C4 possono necessitare della determinazione al variare delle temperature dei parametri termofisici dei sistemi protettivi eventualmente presenti sugli elementi costruttivi portanti In questi casi i valori che assumono detti parametri vanno determinati esclusivamente attraverso le prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto ed elencate nella tabella A3 dellallegato A (Norme EN ndr)
I valori dei parametri presenti nelle norme citate in C4 possono essere ancora utilizzati purcheacute
il produttore sulla base di idonee esperienze sperimentali dichiari
sotto la propria responsabilitagrave che il sistema protettivo garantisca le prestazioni definite in suddette norme noncheacute
aderenza e coesione per tutto il tempo
necessario e ne fornisca le indicazioni circa i cicli di posa o di installazione Tale possibilitagrave
decade con lobbligo della marcatura CE dei sistemi protettivi
prevista in
conformitagrave
alla pertinenti specificazioni tecniche ovvero dopo 3 anni dallentrata in vigore del presente decreto (possibilitagrave decaduta ndr)
Elaborazioni numeriche dei valori di detti parametri che esulano dallambito delle prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto o dalle norme citate in C4 sotto le condizioni suddette non sono valide ai fini della verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti (si seguono esclusivamente le norme di prova ndr)
IL METODO TABELLARE
LrsquoUNICO METODO TABELLARE INTESO NEL
SENSO FORNITO DAL DM 4 maggio 1998 Egrave QUELLO DEL
DM 16 febbraio 2007
IPOTESI DI BASEbull
IL METODO TABELLARE Egrave
UN METODO RIGIDO
NON SONO AMMESSE INTERPOLAZIONI O ESTRAPOLAZIONI
bull
GLI ELEMENTI TRUTTURALI SONO ESPOSTI ALLrsquoINCENDIO STANDARD
bull
SONO ESCLUSI I PROFILATI DI CLASSE 4bull
SI CONSIDERANO TRAVI APPOGIATE COLONNE E TIRANTI
bull
IL PRODUTTORE DEI RIVESTIMENTI DEVE DICHIARARNE LrsquoIDONEITArsquo
bull
LA POSSIBILITArsquo
DI RICORRERE ALLE TABELLE DELLrsquoACCIAIO Ersquo
DECADUTA IL 2592010
3 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN ACCIAIO
ACCIAIO
METODI ANALITICI SEMPLIFICATI DELLrsquoEUROCODICE 3 PARTE 1-2
IL METODO DELLA ldquotemperatura criticardquo
Nellrsquoipotesi di distribuzione uniforme della temperatura la condizione di collasso si verifica quando lrsquoeffetto dei carichi (eventualmente ridotti a seguito di ridistribuzione) eguaglia la resistenza della membratura
Efid = Rfid(θcr)
Nellrsquoipotesi che la resistenza a caldo si possa esprimere come aliquota di quella ad inizio incendio mediante il coefficiente di riduzione della tensione di snervamento (e dunque NON NEL CASO DI VEIRFICHE DI STABILITAgrave)
Efid = k(θcr)sdotRfid0 Introdotto il coefficiente di utilizzazione ad inizio incendio μ0
d0fi
dfi0 R
E=μ
La condizione di collasso diviene
da cui si deduce la θcrμ0 = kyθcr
(1)
(2)
(3)
(4)Per le sezioni
snelle
in
acciaio θcra
= 350degC
ESPRESSIONE DELLA TEMPERATURA CRITICA
LrsquoANALISI TERMICA
( )t
VA
cK
a
g Δsdotsdot
minussdot=Δ
aρθ
θθ
Analisi semplificata
Modellazione dellrsquoincendio
Proprietagrave del materiale
Analisi FEM
hellip materiale non protetto hellip
Fattoredi sezione
Ksdot(θg ndash θ) sdotdt sdotA = δQ = dU = ρ sdotV sdotca sdotdθ
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
RISCALDAMENTO
Temperatura (degC) Cosa accade
1000
900 In genere questa egrave
la massima temperatura
800
700
600
500
400
300
lt 200 Ersquo
la temperatura del legno non carbonizzato
SEZIONE RESIDUA
SEZIONE RESIDUA
DANNEGGIAMENTO TIPICO DELLE STRUTTURE IN LEGNO
LE STRUTTURE IN METALLO (acciaio ed alluminio)
Caratteristiche salientiPREGIbull
Incombustibilitagrave
bull
Assenza di acqua nel materiale
DIFETTIbull
Alta conducibilitagrave
bull
Sezioni snelle (alti ldquofattori di sezionerdquo)
RIS
CA
LDA
ME
NTO Temperatura (degC) Cosa accade
1000
900 In genere questa egrave
la massima temperatura
800
700
600
500 Perdita della capacitagrave
portante
400
300
200 ndash
400
Acciaio
Alluminio
DANNEGGIAMENTI TIPICI DELLE STRUTTURE METALLICHE
2 LE METODOLOGIE PER LA
VERIFICA AL FUOCO DI ELEMENTI STRUTTURALI
CAMPO DI APPLICAZIONEIl DM 16207 si applica ai prodotti ed agli elementi costruttivi incorporati permanentemente in opere civili e per i quali egrave
richiesto il requisito di ldquoresistenza al
fuocordquo
La prestazione nei confronti della resistenza al fuoco di un prodotto o di un elemento costruttivo puograve essere effettuata mediante
VALUTAZIONE DELLA PRESTAZIONE
PROVE SPERIMENTALI CALCOLI ANALITICI CONFRONTO CON TABELLE
LA CLASSIFICAZIONE DI RESISTENZA AL FUOCO
Simbolo Significato Campo di applicazione Simbolo Significato Campo di applicazione
R Capacitagrave
portante Muri solai tetti travi colonne balconi scale passerelle controsoffitti pavimenti sopraelevati
PPH
Continuitagrave
di corrente o capacitagrave
di segnalazione
Cavi elettrici e loro sistemi di protezione dal
fuoco
E Tenuta
Muri solai tetti controsoffitti facciate continue pavimenti
sopraelevati sistemi di sigillatura porte canalizzazioni condotte di ventilazione serrande tagliafuoco condotti di
estrazione del fumoG
Resistenza allrsquoincendio della
fuliggineCamini
I Isolamento
Muri solai tetti controsoffitti facciate continue pavimenti
sopraelevati sistemi di sigillatura porte canalizzazioni condotte di ventilazione serrande tagliafuoco condotti di
estrazione del fumoK Capacitagrave
di protezione al fuoco
Rivestimenti per pareti e soffitti
W Irraggiamento Muri facciate continue porte chiusure DDurata della stabilitagrave
a temperatura costante
M Azione meccanica Muri DHDurata della stabilitagrave
lungo la curva standard temperatura
ndash
tempo
CDispositivo
automatico di chiusura
Porte chiusure di passaggi FFunzionalitagrave
degli evacuatori motorizzati
di fumo e calore
Evacuatori di fumo motorizzati
S Tenuta al fumo Serrande tagliafuoco condotti di estrazione del fumo BFunzionalitagrave
degli evacuatori naturali di
fumo e calore
Evacuatori di fumo naturali
Classi 15 20 30 45 60 90 120 180 240 360 minuti
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOAllegato C ndash
Modalitagrave
per la classificazione in base ai risultati di calcoli
C1 I metodi di calcolo della resistenza al fuoco hanno lobiettivo di consentire la progettazione di elementi costruttivi portanti separanti o non separanti resistenti al fuoco anche prendendo in considerazione i collegamenti e le mutue interazioni con altri elementi sotto specifiche condizioni di esposizione al fuoco e attraverso il rispetto di criteri prestazionali e ladozione di particolari costruttivi
C2 Le condizioni di esposizione al fuoco sono definite in specifici regolamenti e basate sugli scenari di incendio in essi prescritti o su quelli attesi Nei medesimi regolamenti sono definite le combinazioni di carico da considerare agenti
insieme allazione del fuoco e i coefficienti di sicurezza sui materiali e sui modelli
Condizioni di esposizione al fuoco (ossia incendi di progetto)
Definiti nelle regole tecniche di prevenzione incendi o nel DM 9
marzo 2007
Definiti nel DM 14 gennaio 2008 (NTC) per le attivitagrave
non soggette ai controlli VF in base al DPR 1512011
Combinazioni di carico e coefficienti di sicurezza
Definiti nel DM 14 gennaio 2008 (NTC)
RIASSUMENDO IL QUADRO NORMATIVO
SIgrave NO
APPROCCIO PRESCRITTIVO (classe RREI imposta dal
DM xxxx)
SIgrave
SIgrave
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
NO
VERIFICA PER TUTTA LA DURATA DELLrsquoINCENDIO
(ed anche con classe RREI ridotta)
NO
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
SIgrave
ATTIVITAgrave NORMATA DA SPECIFICHE DISPOSIZIONI DI
PREVENZIONE INCENDI (DM xxxx)
ATTIVITAgrave SOGGETTA AI CONTROLLI VVF (DM 1621982)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 932007)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 1412008)
APPROCCIO PRESCRITTIVO =
APPROCCIO PRESTAZIONALE =
LEGENDA
DPR 1512011
COMBINAZIONI DELLE AZIONI - DM 932007 punto 5
SUCCESSIVA- MENTE
ENTRARONO IN VIGORE LE
NTC 2008
NTC 2008 (DM 1412008 ndash in corso di revisionehellip)
G
G
Q
G
MUTUE INTERAZIONI TRA GLI ELEMENTI
DM 932007 punto 5
QUINDI LrsquoANALISI STRUTTURALE CON CURVE NATURALI DI INCENDIO VA CONDOTTA DI NORMA SULLrsquoINTERA STRUTTURA
APPROCCI ALLrsquoANALISI STRUTTURALE
ANALISI PER SINGOLI ELEMENTICOMODA ED USATA GENERALMENTE SE LrsquoINCENDIO EgraveMODELLATO CON CURVE
NOMINALI
ANALISI DI PARTI DI STRUTTURE O DELLrsquoINTERO COMPLESSO
DA USARE SE LrsquoINCENDIO Egrave
MODELLATO CON CURVE NATURALI
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC3 I metodi di calcolo da utilizzare ai fini del presente decreto sono quelli contenuti negli Eurocodici di seguito indicati se completi delle appendici
contenenti i parametri
definiti a livello nazionale (NOPS
)
C31 EN 1991-1-2 laquoAzioni sulle strutture -
Parte 1-2 Azioni generali -
Azioni sulle strutture esposte al fuocoraquo
C32 EN 1992-1-2 laquoProgettazione delle strutture di calcestruzzo -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C33 EN 1993-1-2 laquoProgettazione delle strutture di acciaio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C34 EN 1994-1-2 laquoProgettazione delle strutture miste acciaio calcestruzzo - Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C35 EN 1995-1-2 laquoProgettazione delle strutture di legno -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C36 EN 1996-1-2 laquoProgettazione delle strutture di muratura -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C37 EN 1999-1-2 laquo(Progettazione delle strutture di alluminio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
GLI ANNESSI NAZIONALI DEGLI EUROCODICI E LA CIRCOLARE 4638 DEL 5 APRILE 2013
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC4 In attesa della pubblicazione delle appendici nazionali degli Eurocodici egrave
possibile limitare limpiego dei metodi di calcolo alla sola verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti con riferimento agli Eurocodici indicati in C32 C33 C34 e C35 con i valori dei parametri da definire a li-vello nazionale presenti nelle norme stesse come valori di riferimento ovvero con riferimento alle norme UNI di seguito indicate
C41 UNI 9502 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di conglomerato cementizio armato normale e precompressoraquo
C42 UNI 9503 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di acciaioraquo
CA3 UNI
9504 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di legnoraquo
POSSIBILITAgrave CESSATA
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC5 I metodi di calcolo di cui in C3 e C4 possono necessitare della determinazione al variare delle temperature dei parametri termofisici dei sistemi protettivi eventualmente presenti sugli elementi costruttivi portanti In questi casi i valori che assumono detti parametri vanno determinati esclusivamente attraverso le prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto ed elencate nella tabella A3 dellallegato A (Norme EN ndr)
I valori dei parametri presenti nelle norme citate in C4 possono essere ancora utilizzati purcheacute
il produttore sulla base di idonee esperienze sperimentali dichiari
sotto la propria responsabilitagrave che il sistema protettivo garantisca le prestazioni definite in suddette norme noncheacute
aderenza e coesione per tutto il tempo
necessario e ne fornisca le indicazioni circa i cicli di posa o di installazione Tale possibilitagrave
decade con lobbligo della marcatura CE dei sistemi protettivi
prevista in
conformitagrave
alla pertinenti specificazioni tecniche ovvero dopo 3 anni dallentrata in vigore del presente decreto (possibilitagrave decaduta ndr)
Elaborazioni numeriche dei valori di detti parametri che esulano dallambito delle prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto o dalle norme citate in C4 sotto le condizioni suddette non sono valide ai fini della verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti (si seguono esclusivamente le norme di prova ndr)
IL METODO TABELLARE
LrsquoUNICO METODO TABELLARE INTESO NEL
SENSO FORNITO DAL DM 4 maggio 1998 Egrave QUELLO DEL
DM 16 febbraio 2007
IPOTESI DI BASEbull
IL METODO TABELLARE Egrave
UN METODO RIGIDO
NON SONO AMMESSE INTERPOLAZIONI O ESTRAPOLAZIONI
bull
GLI ELEMENTI TRUTTURALI SONO ESPOSTI ALLrsquoINCENDIO STANDARD
bull
SONO ESCLUSI I PROFILATI DI CLASSE 4bull
SI CONSIDERANO TRAVI APPOGIATE COLONNE E TIRANTI
bull
IL PRODUTTORE DEI RIVESTIMENTI DEVE DICHIARARNE LrsquoIDONEITArsquo
bull
LA POSSIBILITArsquo
DI RICORRERE ALLE TABELLE DELLrsquoACCIAIO Ersquo
DECADUTA IL 2592010
3 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN ACCIAIO
ACCIAIO
METODI ANALITICI SEMPLIFICATI DELLrsquoEUROCODICE 3 PARTE 1-2
IL METODO DELLA ldquotemperatura criticardquo
Nellrsquoipotesi di distribuzione uniforme della temperatura la condizione di collasso si verifica quando lrsquoeffetto dei carichi (eventualmente ridotti a seguito di ridistribuzione) eguaglia la resistenza della membratura
Efid = Rfid(θcr)
Nellrsquoipotesi che la resistenza a caldo si possa esprimere come aliquota di quella ad inizio incendio mediante il coefficiente di riduzione della tensione di snervamento (e dunque NON NEL CASO DI VEIRFICHE DI STABILITAgrave)
Efid = k(θcr)sdotRfid0 Introdotto il coefficiente di utilizzazione ad inizio incendio μ0
d0fi
dfi0 R
E=μ
La condizione di collasso diviene
da cui si deduce la θcrμ0 = kyθcr
(1)
(2)
(3)
(4)Per le sezioni
snelle
in
acciaio θcra
= 350degC
ESPRESSIONE DELLA TEMPERATURA CRITICA
LrsquoANALISI TERMICA
( )t
VA
cK
a
g Δsdotsdot
minussdot=Δ
aρθ
θθ
Analisi semplificata
Modellazione dellrsquoincendio
Proprietagrave del materiale
Analisi FEM
hellip materiale non protetto hellip
Fattoredi sezione
Ksdot(θg ndash θ) sdotdt sdotA = δQ = dU = ρ sdotV sdotca sdotdθ
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
DANNEGGIAMENTO TIPICO DELLE STRUTTURE IN LEGNO
LE STRUTTURE IN METALLO (acciaio ed alluminio)
Caratteristiche salientiPREGIbull
Incombustibilitagrave
bull
Assenza di acqua nel materiale
DIFETTIbull
Alta conducibilitagrave
bull
Sezioni snelle (alti ldquofattori di sezionerdquo)
RIS
CA
LDA
ME
NTO Temperatura (degC) Cosa accade
1000
900 In genere questa egrave
la massima temperatura
800
700
600
500 Perdita della capacitagrave
portante
400
300
200 ndash
400
Acciaio
Alluminio
DANNEGGIAMENTI TIPICI DELLE STRUTTURE METALLICHE
2 LE METODOLOGIE PER LA
VERIFICA AL FUOCO DI ELEMENTI STRUTTURALI
CAMPO DI APPLICAZIONEIl DM 16207 si applica ai prodotti ed agli elementi costruttivi incorporati permanentemente in opere civili e per i quali egrave
richiesto il requisito di ldquoresistenza al
fuocordquo
La prestazione nei confronti della resistenza al fuoco di un prodotto o di un elemento costruttivo puograve essere effettuata mediante
VALUTAZIONE DELLA PRESTAZIONE
PROVE SPERIMENTALI CALCOLI ANALITICI CONFRONTO CON TABELLE
LA CLASSIFICAZIONE DI RESISTENZA AL FUOCO
Simbolo Significato Campo di applicazione Simbolo Significato Campo di applicazione
R Capacitagrave
portante Muri solai tetti travi colonne balconi scale passerelle controsoffitti pavimenti sopraelevati
PPH
Continuitagrave
di corrente o capacitagrave
di segnalazione
Cavi elettrici e loro sistemi di protezione dal
fuoco
E Tenuta
Muri solai tetti controsoffitti facciate continue pavimenti
sopraelevati sistemi di sigillatura porte canalizzazioni condotte di ventilazione serrande tagliafuoco condotti di
estrazione del fumoG
Resistenza allrsquoincendio della
fuliggineCamini
I Isolamento
Muri solai tetti controsoffitti facciate continue pavimenti
sopraelevati sistemi di sigillatura porte canalizzazioni condotte di ventilazione serrande tagliafuoco condotti di
estrazione del fumoK Capacitagrave
di protezione al fuoco
Rivestimenti per pareti e soffitti
W Irraggiamento Muri facciate continue porte chiusure DDurata della stabilitagrave
a temperatura costante
M Azione meccanica Muri DHDurata della stabilitagrave
lungo la curva standard temperatura
ndash
tempo
CDispositivo
automatico di chiusura
Porte chiusure di passaggi FFunzionalitagrave
degli evacuatori motorizzati
di fumo e calore
Evacuatori di fumo motorizzati
S Tenuta al fumo Serrande tagliafuoco condotti di estrazione del fumo BFunzionalitagrave
degli evacuatori naturali di
fumo e calore
Evacuatori di fumo naturali
Classi 15 20 30 45 60 90 120 180 240 360 minuti
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOAllegato C ndash
Modalitagrave
per la classificazione in base ai risultati di calcoli
C1 I metodi di calcolo della resistenza al fuoco hanno lobiettivo di consentire la progettazione di elementi costruttivi portanti separanti o non separanti resistenti al fuoco anche prendendo in considerazione i collegamenti e le mutue interazioni con altri elementi sotto specifiche condizioni di esposizione al fuoco e attraverso il rispetto di criteri prestazionali e ladozione di particolari costruttivi
C2 Le condizioni di esposizione al fuoco sono definite in specifici regolamenti e basate sugli scenari di incendio in essi prescritti o su quelli attesi Nei medesimi regolamenti sono definite le combinazioni di carico da considerare agenti
insieme allazione del fuoco e i coefficienti di sicurezza sui materiali e sui modelli
Condizioni di esposizione al fuoco (ossia incendi di progetto)
Definiti nelle regole tecniche di prevenzione incendi o nel DM 9
marzo 2007
Definiti nel DM 14 gennaio 2008 (NTC) per le attivitagrave
non soggette ai controlli VF in base al DPR 1512011
Combinazioni di carico e coefficienti di sicurezza
Definiti nel DM 14 gennaio 2008 (NTC)
RIASSUMENDO IL QUADRO NORMATIVO
SIgrave NO
APPROCCIO PRESCRITTIVO (classe RREI imposta dal
DM xxxx)
SIgrave
SIgrave
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
NO
VERIFICA PER TUTTA LA DURATA DELLrsquoINCENDIO
(ed anche con classe RREI ridotta)
NO
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
SIgrave
ATTIVITAgrave NORMATA DA SPECIFICHE DISPOSIZIONI DI
PREVENZIONE INCENDI (DM xxxx)
ATTIVITAgrave SOGGETTA AI CONTROLLI VVF (DM 1621982)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 932007)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 1412008)
APPROCCIO PRESCRITTIVO =
APPROCCIO PRESTAZIONALE =
LEGENDA
DPR 1512011
COMBINAZIONI DELLE AZIONI - DM 932007 punto 5
SUCCESSIVA- MENTE
ENTRARONO IN VIGORE LE
NTC 2008
NTC 2008 (DM 1412008 ndash in corso di revisionehellip)
G
G
Q
G
MUTUE INTERAZIONI TRA GLI ELEMENTI
DM 932007 punto 5
QUINDI LrsquoANALISI STRUTTURALE CON CURVE NATURALI DI INCENDIO VA CONDOTTA DI NORMA SULLrsquoINTERA STRUTTURA
APPROCCI ALLrsquoANALISI STRUTTURALE
ANALISI PER SINGOLI ELEMENTICOMODA ED USATA GENERALMENTE SE LrsquoINCENDIO EgraveMODELLATO CON CURVE
NOMINALI
ANALISI DI PARTI DI STRUTTURE O DELLrsquoINTERO COMPLESSO
DA USARE SE LrsquoINCENDIO Egrave
MODELLATO CON CURVE NATURALI
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC3 I metodi di calcolo da utilizzare ai fini del presente decreto sono quelli contenuti negli Eurocodici di seguito indicati se completi delle appendici
contenenti i parametri
definiti a livello nazionale (NOPS
)
C31 EN 1991-1-2 laquoAzioni sulle strutture -
Parte 1-2 Azioni generali -
Azioni sulle strutture esposte al fuocoraquo
C32 EN 1992-1-2 laquoProgettazione delle strutture di calcestruzzo -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C33 EN 1993-1-2 laquoProgettazione delle strutture di acciaio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C34 EN 1994-1-2 laquoProgettazione delle strutture miste acciaio calcestruzzo - Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C35 EN 1995-1-2 laquoProgettazione delle strutture di legno -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C36 EN 1996-1-2 laquoProgettazione delle strutture di muratura -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C37 EN 1999-1-2 laquo(Progettazione delle strutture di alluminio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
GLI ANNESSI NAZIONALI DEGLI EUROCODICI E LA CIRCOLARE 4638 DEL 5 APRILE 2013
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC4 In attesa della pubblicazione delle appendici nazionali degli Eurocodici egrave
possibile limitare limpiego dei metodi di calcolo alla sola verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti con riferimento agli Eurocodici indicati in C32 C33 C34 e C35 con i valori dei parametri da definire a li-vello nazionale presenti nelle norme stesse come valori di riferimento ovvero con riferimento alle norme UNI di seguito indicate
C41 UNI 9502 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di conglomerato cementizio armato normale e precompressoraquo
C42 UNI 9503 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di acciaioraquo
CA3 UNI
9504 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di legnoraquo
POSSIBILITAgrave CESSATA
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC5 I metodi di calcolo di cui in C3 e C4 possono necessitare della determinazione al variare delle temperature dei parametri termofisici dei sistemi protettivi eventualmente presenti sugli elementi costruttivi portanti In questi casi i valori che assumono detti parametri vanno determinati esclusivamente attraverso le prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto ed elencate nella tabella A3 dellallegato A (Norme EN ndr)
I valori dei parametri presenti nelle norme citate in C4 possono essere ancora utilizzati purcheacute
il produttore sulla base di idonee esperienze sperimentali dichiari
sotto la propria responsabilitagrave che il sistema protettivo garantisca le prestazioni definite in suddette norme noncheacute
aderenza e coesione per tutto il tempo
necessario e ne fornisca le indicazioni circa i cicli di posa o di installazione Tale possibilitagrave
decade con lobbligo della marcatura CE dei sistemi protettivi
prevista in
conformitagrave
alla pertinenti specificazioni tecniche ovvero dopo 3 anni dallentrata in vigore del presente decreto (possibilitagrave decaduta ndr)
Elaborazioni numeriche dei valori di detti parametri che esulano dallambito delle prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto o dalle norme citate in C4 sotto le condizioni suddette non sono valide ai fini della verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti (si seguono esclusivamente le norme di prova ndr)
IL METODO TABELLARE
LrsquoUNICO METODO TABELLARE INTESO NEL
SENSO FORNITO DAL DM 4 maggio 1998 Egrave QUELLO DEL
DM 16 febbraio 2007
IPOTESI DI BASEbull
IL METODO TABELLARE Egrave
UN METODO RIGIDO
NON SONO AMMESSE INTERPOLAZIONI O ESTRAPOLAZIONI
bull
GLI ELEMENTI TRUTTURALI SONO ESPOSTI ALLrsquoINCENDIO STANDARD
bull
SONO ESCLUSI I PROFILATI DI CLASSE 4bull
SI CONSIDERANO TRAVI APPOGIATE COLONNE E TIRANTI
bull
IL PRODUTTORE DEI RIVESTIMENTI DEVE DICHIARARNE LrsquoIDONEITArsquo
bull
LA POSSIBILITArsquo
DI RICORRERE ALLE TABELLE DELLrsquoACCIAIO Ersquo
DECADUTA IL 2592010
3 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN ACCIAIO
ACCIAIO
METODI ANALITICI SEMPLIFICATI DELLrsquoEUROCODICE 3 PARTE 1-2
IL METODO DELLA ldquotemperatura criticardquo
Nellrsquoipotesi di distribuzione uniforme della temperatura la condizione di collasso si verifica quando lrsquoeffetto dei carichi (eventualmente ridotti a seguito di ridistribuzione) eguaglia la resistenza della membratura
Efid = Rfid(θcr)
Nellrsquoipotesi che la resistenza a caldo si possa esprimere come aliquota di quella ad inizio incendio mediante il coefficiente di riduzione della tensione di snervamento (e dunque NON NEL CASO DI VEIRFICHE DI STABILITAgrave)
Efid = k(θcr)sdotRfid0 Introdotto il coefficiente di utilizzazione ad inizio incendio μ0
d0fi
dfi0 R
E=μ
La condizione di collasso diviene
da cui si deduce la θcrμ0 = kyθcr
(1)
(2)
(3)
(4)Per le sezioni
snelle
in
acciaio θcra
= 350degC
ESPRESSIONE DELLA TEMPERATURA CRITICA
LrsquoANALISI TERMICA
( )t
VA
cK
a
g Δsdotsdot
minussdot=Δ
aρθ
θθ
Analisi semplificata
Modellazione dellrsquoincendio
Proprietagrave del materiale
Analisi FEM
hellip materiale non protetto hellip
Fattoredi sezione
Ksdot(θg ndash θ) sdotdt sdotA = δQ = dU = ρ sdotV sdotca sdotdθ
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
LE STRUTTURE IN METALLO (acciaio ed alluminio)
Caratteristiche salientiPREGIbull
Incombustibilitagrave
bull
Assenza di acqua nel materiale
DIFETTIbull
Alta conducibilitagrave
bull
Sezioni snelle (alti ldquofattori di sezionerdquo)
RIS
CA
LDA
ME
NTO Temperatura (degC) Cosa accade
1000
900 In genere questa egrave
la massima temperatura
800
700
600
500 Perdita della capacitagrave
portante
400
300
200 ndash
400
Acciaio
Alluminio
DANNEGGIAMENTI TIPICI DELLE STRUTTURE METALLICHE
2 LE METODOLOGIE PER LA
VERIFICA AL FUOCO DI ELEMENTI STRUTTURALI
CAMPO DI APPLICAZIONEIl DM 16207 si applica ai prodotti ed agli elementi costruttivi incorporati permanentemente in opere civili e per i quali egrave
richiesto il requisito di ldquoresistenza al
fuocordquo
La prestazione nei confronti della resistenza al fuoco di un prodotto o di un elemento costruttivo puograve essere effettuata mediante
VALUTAZIONE DELLA PRESTAZIONE
PROVE SPERIMENTALI CALCOLI ANALITICI CONFRONTO CON TABELLE
LA CLASSIFICAZIONE DI RESISTENZA AL FUOCO
Simbolo Significato Campo di applicazione Simbolo Significato Campo di applicazione
R Capacitagrave
portante Muri solai tetti travi colonne balconi scale passerelle controsoffitti pavimenti sopraelevati
PPH
Continuitagrave
di corrente o capacitagrave
di segnalazione
Cavi elettrici e loro sistemi di protezione dal
fuoco
E Tenuta
Muri solai tetti controsoffitti facciate continue pavimenti
sopraelevati sistemi di sigillatura porte canalizzazioni condotte di ventilazione serrande tagliafuoco condotti di
estrazione del fumoG
Resistenza allrsquoincendio della
fuliggineCamini
I Isolamento
Muri solai tetti controsoffitti facciate continue pavimenti
sopraelevati sistemi di sigillatura porte canalizzazioni condotte di ventilazione serrande tagliafuoco condotti di
estrazione del fumoK Capacitagrave
di protezione al fuoco
Rivestimenti per pareti e soffitti
W Irraggiamento Muri facciate continue porte chiusure DDurata della stabilitagrave
a temperatura costante
M Azione meccanica Muri DHDurata della stabilitagrave
lungo la curva standard temperatura
ndash
tempo
CDispositivo
automatico di chiusura
Porte chiusure di passaggi FFunzionalitagrave
degli evacuatori motorizzati
di fumo e calore
Evacuatori di fumo motorizzati
S Tenuta al fumo Serrande tagliafuoco condotti di estrazione del fumo BFunzionalitagrave
degli evacuatori naturali di
fumo e calore
Evacuatori di fumo naturali
Classi 15 20 30 45 60 90 120 180 240 360 minuti
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOAllegato C ndash
Modalitagrave
per la classificazione in base ai risultati di calcoli
C1 I metodi di calcolo della resistenza al fuoco hanno lobiettivo di consentire la progettazione di elementi costruttivi portanti separanti o non separanti resistenti al fuoco anche prendendo in considerazione i collegamenti e le mutue interazioni con altri elementi sotto specifiche condizioni di esposizione al fuoco e attraverso il rispetto di criteri prestazionali e ladozione di particolari costruttivi
C2 Le condizioni di esposizione al fuoco sono definite in specifici regolamenti e basate sugli scenari di incendio in essi prescritti o su quelli attesi Nei medesimi regolamenti sono definite le combinazioni di carico da considerare agenti
insieme allazione del fuoco e i coefficienti di sicurezza sui materiali e sui modelli
Condizioni di esposizione al fuoco (ossia incendi di progetto)
Definiti nelle regole tecniche di prevenzione incendi o nel DM 9
marzo 2007
Definiti nel DM 14 gennaio 2008 (NTC) per le attivitagrave
non soggette ai controlli VF in base al DPR 1512011
Combinazioni di carico e coefficienti di sicurezza
Definiti nel DM 14 gennaio 2008 (NTC)
RIASSUMENDO IL QUADRO NORMATIVO
SIgrave NO
APPROCCIO PRESCRITTIVO (classe RREI imposta dal
DM xxxx)
SIgrave
SIgrave
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
NO
VERIFICA PER TUTTA LA DURATA DELLrsquoINCENDIO
(ed anche con classe RREI ridotta)
NO
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
SIgrave
ATTIVITAgrave NORMATA DA SPECIFICHE DISPOSIZIONI DI
PREVENZIONE INCENDI (DM xxxx)
ATTIVITAgrave SOGGETTA AI CONTROLLI VVF (DM 1621982)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 932007)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 1412008)
APPROCCIO PRESCRITTIVO =
APPROCCIO PRESTAZIONALE =
LEGENDA
DPR 1512011
COMBINAZIONI DELLE AZIONI - DM 932007 punto 5
SUCCESSIVA- MENTE
ENTRARONO IN VIGORE LE
NTC 2008
NTC 2008 (DM 1412008 ndash in corso di revisionehellip)
G
G
Q
G
MUTUE INTERAZIONI TRA GLI ELEMENTI
DM 932007 punto 5
QUINDI LrsquoANALISI STRUTTURALE CON CURVE NATURALI DI INCENDIO VA CONDOTTA DI NORMA SULLrsquoINTERA STRUTTURA
APPROCCI ALLrsquoANALISI STRUTTURALE
ANALISI PER SINGOLI ELEMENTICOMODA ED USATA GENERALMENTE SE LrsquoINCENDIO EgraveMODELLATO CON CURVE
NOMINALI
ANALISI DI PARTI DI STRUTTURE O DELLrsquoINTERO COMPLESSO
DA USARE SE LrsquoINCENDIO Egrave
MODELLATO CON CURVE NATURALI
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC3 I metodi di calcolo da utilizzare ai fini del presente decreto sono quelli contenuti negli Eurocodici di seguito indicati se completi delle appendici
contenenti i parametri
definiti a livello nazionale (NOPS
)
C31 EN 1991-1-2 laquoAzioni sulle strutture -
Parte 1-2 Azioni generali -
Azioni sulle strutture esposte al fuocoraquo
C32 EN 1992-1-2 laquoProgettazione delle strutture di calcestruzzo -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C33 EN 1993-1-2 laquoProgettazione delle strutture di acciaio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C34 EN 1994-1-2 laquoProgettazione delle strutture miste acciaio calcestruzzo - Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C35 EN 1995-1-2 laquoProgettazione delle strutture di legno -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C36 EN 1996-1-2 laquoProgettazione delle strutture di muratura -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C37 EN 1999-1-2 laquo(Progettazione delle strutture di alluminio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
GLI ANNESSI NAZIONALI DEGLI EUROCODICI E LA CIRCOLARE 4638 DEL 5 APRILE 2013
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC4 In attesa della pubblicazione delle appendici nazionali degli Eurocodici egrave
possibile limitare limpiego dei metodi di calcolo alla sola verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti con riferimento agli Eurocodici indicati in C32 C33 C34 e C35 con i valori dei parametri da definire a li-vello nazionale presenti nelle norme stesse come valori di riferimento ovvero con riferimento alle norme UNI di seguito indicate
C41 UNI 9502 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di conglomerato cementizio armato normale e precompressoraquo
C42 UNI 9503 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di acciaioraquo
CA3 UNI
9504 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di legnoraquo
POSSIBILITAgrave CESSATA
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC5 I metodi di calcolo di cui in C3 e C4 possono necessitare della determinazione al variare delle temperature dei parametri termofisici dei sistemi protettivi eventualmente presenti sugli elementi costruttivi portanti In questi casi i valori che assumono detti parametri vanno determinati esclusivamente attraverso le prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto ed elencate nella tabella A3 dellallegato A (Norme EN ndr)
I valori dei parametri presenti nelle norme citate in C4 possono essere ancora utilizzati purcheacute
il produttore sulla base di idonee esperienze sperimentali dichiari
sotto la propria responsabilitagrave che il sistema protettivo garantisca le prestazioni definite in suddette norme noncheacute
aderenza e coesione per tutto il tempo
necessario e ne fornisca le indicazioni circa i cicli di posa o di installazione Tale possibilitagrave
decade con lobbligo della marcatura CE dei sistemi protettivi
prevista in
conformitagrave
alla pertinenti specificazioni tecniche ovvero dopo 3 anni dallentrata in vigore del presente decreto (possibilitagrave decaduta ndr)
Elaborazioni numeriche dei valori di detti parametri che esulano dallambito delle prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto o dalle norme citate in C4 sotto le condizioni suddette non sono valide ai fini della verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti (si seguono esclusivamente le norme di prova ndr)
IL METODO TABELLARE
LrsquoUNICO METODO TABELLARE INTESO NEL
SENSO FORNITO DAL DM 4 maggio 1998 Egrave QUELLO DEL
DM 16 febbraio 2007
IPOTESI DI BASEbull
IL METODO TABELLARE Egrave
UN METODO RIGIDO
NON SONO AMMESSE INTERPOLAZIONI O ESTRAPOLAZIONI
bull
GLI ELEMENTI TRUTTURALI SONO ESPOSTI ALLrsquoINCENDIO STANDARD
bull
SONO ESCLUSI I PROFILATI DI CLASSE 4bull
SI CONSIDERANO TRAVI APPOGIATE COLONNE E TIRANTI
bull
IL PRODUTTORE DEI RIVESTIMENTI DEVE DICHIARARNE LrsquoIDONEITArsquo
bull
LA POSSIBILITArsquo
DI RICORRERE ALLE TABELLE DELLrsquoACCIAIO Ersquo
DECADUTA IL 2592010
3 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN ACCIAIO
ACCIAIO
METODI ANALITICI SEMPLIFICATI DELLrsquoEUROCODICE 3 PARTE 1-2
IL METODO DELLA ldquotemperatura criticardquo
Nellrsquoipotesi di distribuzione uniforme della temperatura la condizione di collasso si verifica quando lrsquoeffetto dei carichi (eventualmente ridotti a seguito di ridistribuzione) eguaglia la resistenza della membratura
Efid = Rfid(θcr)
Nellrsquoipotesi che la resistenza a caldo si possa esprimere come aliquota di quella ad inizio incendio mediante il coefficiente di riduzione della tensione di snervamento (e dunque NON NEL CASO DI VEIRFICHE DI STABILITAgrave)
Efid = k(θcr)sdotRfid0 Introdotto il coefficiente di utilizzazione ad inizio incendio μ0
d0fi
dfi0 R
E=μ
La condizione di collasso diviene
da cui si deduce la θcrμ0 = kyθcr
(1)
(2)
(3)
(4)Per le sezioni
snelle
in
acciaio θcra
= 350degC
ESPRESSIONE DELLA TEMPERATURA CRITICA
LrsquoANALISI TERMICA
( )t
VA
cK
a
g Δsdotsdot
minussdot=Δ
aρθ
θθ
Analisi semplificata
Modellazione dellrsquoincendio
Proprietagrave del materiale
Analisi FEM
hellip materiale non protetto hellip
Fattoredi sezione
Ksdot(θg ndash θ) sdotdt sdotA = δQ = dU = ρ sdotV sdotca sdotdθ
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
RIS
CA
LDA
ME
NTO Temperatura (degC) Cosa accade
1000
900 In genere questa egrave
la massima temperatura
800
700
600
500 Perdita della capacitagrave
portante
400
300
200 ndash
400
Acciaio
Alluminio
DANNEGGIAMENTI TIPICI DELLE STRUTTURE METALLICHE
2 LE METODOLOGIE PER LA
VERIFICA AL FUOCO DI ELEMENTI STRUTTURALI
CAMPO DI APPLICAZIONEIl DM 16207 si applica ai prodotti ed agli elementi costruttivi incorporati permanentemente in opere civili e per i quali egrave
richiesto il requisito di ldquoresistenza al
fuocordquo
La prestazione nei confronti della resistenza al fuoco di un prodotto o di un elemento costruttivo puograve essere effettuata mediante
VALUTAZIONE DELLA PRESTAZIONE
PROVE SPERIMENTALI CALCOLI ANALITICI CONFRONTO CON TABELLE
LA CLASSIFICAZIONE DI RESISTENZA AL FUOCO
Simbolo Significato Campo di applicazione Simbolo Significato Campo di applicazione
R Capacitagrave
portante Muri solai tetti travi colonne balconi scale passerelle controsoffitti pavimenti sopraelevati
PPH
Continuitagrave
di corrente o capacitagrave
di segnalazione
Cavi elettrici e loro sistemi di protezione dal
fuoco
E Tenuta
Muri solai tetti controsoffitti facciate continue pavimenti
sopraelevati sistemi di sigillatura porte canalizzazioni condotte di ventilazione serrande tagliafuoco condotti di
estrazione del fumoG
Resistenza allrsquoincendio della
fuliggineCamini
I Isolamento
Muri solai tetti controsoffitti facciate continue pavimenti
sopraelevati sistemi di sigillatura porte canalizzazioni condotte di ventilazione serrande tagliafuoco condotti di
estrazione del fumoK Capacitagrave
di protezione al fuoco
Rivestimenti per pareti e soffitti
W Irraggiamento Muri facciate continue porte chiusure DDurata della stabilitagrave
a temperatura costante
M Azione meccanica Muri DHDurata della stabilitagrave
lungo la curva standard temperatura
ndash
tempo
CDispositivo
automatico di chiusura
Porte chiusure di passaggi FFunzionalitagrave
degli evacuatori motorizzati
di fumo e calore
Evacuatori di fumo motorizzati
S Tenuta al fumo Serrande tagliafuoco condotti di estrazione del fumo BFunzionalitagrave
degli evacuatori naturali di
fumo e calore
Evacuatori di fumo naturali
Classi 15 20 30 45 60 90 120 180 240 360 minuti
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOAllegato C ndash
Modalitagrave
per la classificazione in base ai risultati di calcoli
C1 I metodi di calcolo della resistenza al fuoco hanno lobiettivo di consentire la progettazione di elementi costruttivi portanti separanti o non separanti resistenti al fuoco anche prendendo in considerazione i collegamenti e le mutue interazioni con altri elementi sotto specifiche condizioni di esposizione al fuoco e attraverso il rispetto di criteri prestazionali e ladozione di particolari costruttivi
C2 Le condizioni di esposizione al fuoco sono definite in specifici regolamenti e basate sugli scenari di incendio in essi prescritti o su quelli attesi Nei medesimi regolamenti sono definite le combinazioni di carico da considerare agenti
insieme allazione del fuoco e i coefficienti di sicurezza sui materiali e sui modelli
Condizioni di esposizione al fuoco (ossia incendi di progetto)
Definiti nelle regole tecniche di prevenzione incendi o nel DM 9
marzo 2007
Definiti nel DM 14 gennaio 2008 (NTC) per le attivitagrave
non soggette ai controlli VF in base al DPR 1512011
Combinazioni di carico e coefficienti di sicurezza
Definiti nel DM 14 gennaio 2008 (NTC)
RIASSUMENDO IL QUADRO NORMATIVO
SIgrave NO
APPROCCIO PRESCRITTIVO (classe RREI imposta dal
DM xxxx)
SIgrave
SIgrave
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
NO
VERIFICA PER TUTTA LA DURATA DELLrsquoINCENDIO
(ed anche con classe RREI ridotta)
NO
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
SIgrave
ATTIVITAgrave NORMATA DA SPECIFICHE DISPOSIZIONI DI
PREVENZIONE INCENDI (DM xxxx)
ATTIVITAgrave SOGGETTA AI CONTROLLI VVF (DM 1621982)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 932007)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 1412008)
APPROCCIO PRESCRITTIVO =
APPROCCIO PRESTAZIONALE =
LEGENDA
DPR 1512011
COMBINAZIONI DELLE AZIONI - DM 932007 punto 5
SUCCESSIVA- MENTE
ENTRARONO IN VIGORE LE
NTC 2008
NTC 2008 (DM 1412008 ndash in corso di revisionehellip)
G
G
Q
G
MUTUE INTERAZIONI TRA GLI ELEMENTI
DM 932007 punto 5
QUINDI LrsquoANALISI STRUTTURALE CON CURVE NATURALI DI INCENDIO VA CONDOTTA DI NORMA SULLrsquoINTERA STRUTTURA
APPROCCI ALLrsquoANALISI STRUTTURALE
ANALISI PER SINGOLI ELEMENTICOMODA ED USATA GENERALMENTE SE LrsquoINCENDIO EgraveMODELLATO CON CURVE
NOMINALI
ANALISI DI PARTI DI STRUTTURE O DELLrsquoINTERO COMPLESSO
DA USARE SE LrsquoINCENDIO Egrave
MODELLATO CON CURVE NATURALI
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC3 I metodi di calcolo da utilizzare ai fini del presente decreto sono quelli contenuti negli Eurocodici di seguito indicati se completi delle appendici
contenenti i parametri
definiti a livello nazionale (NOPS
)
C31 EN 1991-1-2 laquoAzioni sulle strutture -
Parte 1-2 Azioni generali -
Azioni sulle strutture esposte al fuocoraquo
C32 EN 1992-1-2 laquoProgettazione delle strutture di calcestruzzo -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C33 EN 1993-1-2 laquoProgettazione delle strutture di acciaio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C34 EN 1994-1-2 laquoProgettazione delle strutture miste acciaio calcestruzzo - Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C35 EN 1995-1-2 laquoProgettazione delle strutture di legno -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C36 EN 1996-1-2 laquoProgettazione delle strutture di muratura -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C37 EN 1999-1-2 laquo(Progettazione delle strutture di alluminio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
GLI ANNESSI NAZIONALI DEGLI EUROCODICI E LA CIRCOLARE 4638 DEL 5 APRILE 2013
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC4 In attesa della pubblicazione delle appendici nazionali degli Eurocodici egrave
possibile limitare limpiego dei metodi di calcolo alla sola verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti con riferimento agli Eurocodici indicati in C32 C33 C34 e C35 con i valori dei parametri da definire a li-vello nazionale presenti nelle norme stesse come valori di riferimento ovvero con riferimento alle norme UNI di seguito indicate
C41 UNI 9502 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di conglomerato cementizio armato normale e precompressoraquo
C42 UNI 9503 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di acciaioraquo
CA3 UNI
9504 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di legnoraquo
POSSIBILITAgrave CESSATA
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC5 I metodi di calcolo di cui in C3 e C4 possono necessitare della determinazione al variare delle temperature dei parametri termofisici dei sistemi protettivi eventualmente presenti sugli elementi costruttivi portanti In questi casi i valori che assumono detti parametri vanno determinati esclusivamente attraverso le prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto ed elencate nella tabella A3 dellallegato A (Norme EN ndr)
I valori dei parametri presenti nelle norme citate in C4 possono essere ancora utilizzati purcheacute
il produttore sulla base di idonee esperienze sperimentali dichiari
sotto la propria responsabilitagrave che il sistema protettivo garantisca le prestazioni definite in suddette norme noncheacute
aderenza e coesione per tutto il tempo
necessario e ne fornisca le indicazioni circa i cicli di posa o di installazione Tale possibilitagrave
decade con lobbligo della marcatura CE dei sistemi protettivi
prevista in
conformitagrave
alla pertinenti specificazioni tecniche ovvero dopo 3 anni dallentrata in vigore del presente decreto (possibilitagrave decaduta ndr)
Elaborazioni numeriche dei valori di detti parametri che esulano dallambito delle prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto o dalle norme citate in C4 sotto le condizioni suddette non sono valide ai fini della verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti (si seguono esclusivamente le norme di prova ndr)
IL METODO TABELLARE
LrsquoUNICO METODO TABELLARE INTESO NEL
SENSO FORNITO DAL DM 4 maggio 1998 Egrave QUELLO DEL
DM 16 febbraio 2007
IPOTESI DI BASEbull
IL METODO TABELLARE Egrave
UN METODO RIGIDO
NON SONO AMMESSE INTERPOLAZIONI O ESTRAPOLAZIONI
bull
GLI ELEMENTI TRUTTURALI SONO ESPOSTI ALLrsquoINCENDIO STANDARD
bull
SONO ESCLUSI I PROFILATI DI CLASSE 4bull
SI CONSIDERANO TRAVI APPOGIATE COLONNE E TIRANTI
bull
IL PRODUTTORE DEI RIVESTIMENTI DEVE DICHIARARNE LrsquoIDONEITArsquo
bull
LA POSSIBILITArsquo
DI RICORRERE ALLE TABELLE DELLrsquoACCIAIO Ersquo
DECADUTA IL 2592010
3 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN ACCIAIO
ACCIAIO
METODI ANALITICI SEMPLIFICATI DELLrsquoEUROCODICE 3 PARTE 1-2
IL METODO DELLA ldquotemperatura criticardquo
Nellrsquoipotesi di distribuzione uniforme della temperatura la condizione di collasso si verifica quando lrsquoeffetto dei carichi (eventualmente ridotti a seguito di ridistribuzione) eguaglia la resistenza della membratura
Efid = Rfid(θcr)
Nellrsquoipotesi che la resistenza a caldo si possa esprimere come aliquota di quella ad inizio incendio mediante il coefficiente di riduzione della tensione di snervamento (e dunque NON NEL CASO DI VEIRFICHE DI STABILITAgrave)
Efid = k(θcr)sdotRfid0 Introdotto il coefficiente di utilizzazione ad inizio incendio μ0
d0fi
dfi0 R
E=μ
La condizione di collasso diviene
da cui si deduce la θcrμ0 = kyθcr
(1)
(2)
(3)
(4)Per le sezioni
snelle
in
acciaio θcra
= 350degC
ESPRESSIONE DELLA TEMPERATURA CRITICA
LrsquoANALISI TERMICA
( )t
VA
cK
a
g Δsdotsdot
minussdot=Δ
aρθ
θθ
Analisi semplificata
Modellazione dellrsquoincendio
Proprietagrave del materiale
Analisi FEM
hellip materiale non protetto hellip
Fattoredi sezione
Ksdot(θg ndash θ) sdotdt sdotA = δQ = dU = ρ sdotV sdotca sdotdθ
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
DANNEGGIAMENTI TIPICI DELLE STRUTTURE METALLICHE
2 LE METODOLOGIE PER LA
VERIFICA AL FUOCO DI ELEMENTI STRUTTURALI
CAMPO DI APPLICAZIONEIl DM 16207 si applica ai prodotti ed agli elementi costruttivi incorporati permanentemente in opere civili e per i quali egrave
richiesto il requisito di ldquoresistenza al
fuocordquo
La prestazione nei confronti della resistenza al fuoco di un prodotto o di un elemento costruttivo puograve essere effettuata mediante
VALUTAZIONE DELLA PRESTAZIONE
PROVE SPERIMENTALI CALCOLI ANALITICI CONFRONTO CON TABELLE
LA CLASSIFICAZIONE DI RESISTENZA AL FUOCO
Simbolo Significato Campo di applicazione Simbolo Significato Campo di applicazione
R Capacitagrave
portante Muri solai tetti travi colonne balconi scale passerelle controsoffitti pavimenti sopraelevati
PPH
Continuitagrave
di corrente o capacitagrave
di segnalazione
Cavi elettrici e loro sistemi di protezione dal
fuoco
E Tenuta
Muri solai tetti controsoffitti facciate continue pavimenti
sopraelevati sistemi di sigillatura porte canalizzazioni condotte di ventilazione serrande tagliafuoco condotti di
estrazione del fumoG
Resistenza allrsquoincendio della
fuliggineCamini
I Isolamento
Muri solai tetti controsoffitti facciate continue pavimenti
sopraelevati sistemi di sigillatura porte canalizzazioni condotte di ventilazione serrande tagliafuoco condotti di
estrazione del fumoK Capacitagrave
di protezione al fuoco
Rivestimenti per pareti e soffitti
W Irraggiamento Muri facciate continue porte chiusure DDurata della stabilitagrave
a temperatura costante
M Azione meccanica Muri DHDurata della stabilitagrave
lungo la curva standard temperatura
ndash
tempo
CDispositivo
automatico di chiusura
Porte chiusure di passaggi FFunzionalitagrave
degli evacuatori motorizzati
di fumo e calore
Evacuatori di fumo motorizzati
S Tenuta al fumo Serrande tagliafuoco condotti di estrazione del fumo BFunzionalitagrave
degli evacuatori naturali di
fumo e calore
Evacuatori di fumo naturali
Classi 15 20 30 45 60 90 120 180 240 360 minuti
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOAllegato C ndash
Modalitagrave
per la classificazione in base ai risultati di calcoli
C1 I metodi di calcolo della resistenza al fuoco hanno lobiettivo di consentire la progettazione di elementi costruttivi portanti separanti o non separanti resistenti al fuoco anche prendendo in considerazione i collegamenti e le mutue interazioni con altri elementi sotto specifiche condizioni di esposizione al fuoco e attraverso il rispetto di criteri prestazionali e ladozione di particolari costruttivi
C2 Le condizioni di esposizione al fuoco sono definite in specifici regolamenti e basate sugli scenari di incendio in essi prescritti o su quelli attesi Nei medesimi regolamenti sono definite le combinazioni di carico da considerare agenti
insieme allazione del fuoco e i coefficienti di sicurezza sui materiali e sui modelli
Condizioni di esposizione al fuoco (ossia incendi di progetto)
Definiti nelle regole tecniche di prevenzione incendi o nel DM 9
marzo 2007
Definiti nel DM 14 gennaio 2008 (NTC) per le attivitagrave
non soggette ai controlli VF in base al DPR 1512011
Combinazioni di carico e coefficienti di sicurezza
Definiti nel DM 14 gennaio 2008 (NTC)
RIASSUMENDO IL QUADRO NORMATIVO
SIgrave NO
APPROCCIO PRESCRITTIVO (classe RREI imposta dal
DM xxxx)
SIgrave
SIgrave
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
NO
VERIFICA PER TUTTA LA DURATA DELLrsquoINCENDIO
(ed anche con classe RREI ridotta)
NO
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
SIgrave
ATTIVITAgrave NORMATA DA SPECIFICHE DISPOSIZIONI DI
PREVENZIONE INCENDI (DM xxxx)
ATTIVITAgrave SOGGETTA AI CONTROLLI VVF (DM 1621982)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 932007)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 1412008)
APPROCCIO PRESCRITTIVO =
APPROCCIO PRESTAZIONALE =
LEGENDA
DPR 1512011
COMBINAZIONI DELLE AZIONI - DM 932007 punto 5
SUCCESSIVA- MENTE
ENTRARONO IN VIGORE LE
NTC 2008
NTC 2008 (DM 1412008 ndash in corso di revisionehellip)
G
G
Q
G
MUTUE INTERAZIONI TRA GLI ELEMENTI
DM 932007 punto 5
QUINDI LrsquoANALISI STRUTTURALE CON CURVE NATURALI DI INCENDIO VA CONDOTTA DI NORMA SULLrsquoINTERA STRUTTURA
APPROCCI ALLrsquoANALISI STRUTTURALE
ANALISI PER SINGOLI ELEMENTICOMODA ED USATA GENERALMENTE SE LrsquoINCENDIO EgraveMODELLATO CON CURVE
NOMINALI
ANALISI DI PARTI DI STRUTTURE O DELLrsquoINTERO COMPLESSO
DA USARE SE LrsquoINCENDIO Egrave
MODELLATO CON CURVE NATURALI
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC3 I metodi di calcolo da utilizzare ai fini del presente decreto sono quelli contenuti negli Eurocodici di seguito indicati se completi delle appendici
contenenti i parametri
definiti a livello nazionale (NOPS
)
C31 EN 1991-1-2 laquoAzioni sulle strutture -
Parte 1-2 Azioni generali -
Azioni sulle strutture esposte al fuocoraquo
C32 EN 1992-1-2 laquoProgettazione delle strutture di calcestruzzo -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C33 EN 1993-1-2 laquoProgettazione delle strutture di acciaio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C34 EN 1994-1-2 laquoProgettazione delle strutture miste acciaio calcestruzzo - Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C35 EN 1995-1-2 laquoProgettazione delle strutture di legno -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C36 EN 1996-1-2 laquoProgettazione delle strutture di muratura -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C37 EN 1999-1-2 laquo(Progettazione delle strutture di alluminio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
GLI ANNESSI NAZIONALI DEGLI EUROCODICI E LA CIRCOLARE 4638 DEL 5 APRILE 2013
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC4 In attesa della pubblicazione delle appendici nazionali degli Eurocodici egrave
possibile limitare limpiego dei metodi di calcolo alla sola verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti con riferimento agli Eurocodici indicati in C32 C33 C34 e C35 con i valori dei parametri da definire a li-vello nazionale presenti nelle norme stesse come valori di riferimento ovvero con riferimento alle norme UNI di seguito indicate
C41 UNI 9502 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di conglomerato cementizio armato normale e precompressoraquo
C42 UNI 9503 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di acciaioraquo
CA3 UNI
9504 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di legnoraquo
POSSIBILITAgrave CESSATA
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC5 I metodi di calcolo di cui in C3 e C4 possono necessitare della determinazione al variare delle temperature dei parametri termofisici dei sistemi protettivi eventualmente presenti sugli elementi costruttivi portanti In questi casi i valori che assumono detti parametri vanno determinati esclusivamente attraverso le prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto ed elencate nella tabella A3 dellallegato A (Norme EN ndr)
I valori dei parametri presenti nelle norme citate in C4 possono essere ancora utilizzati purcheacute
il produttore sulla base di idonee esperienze sperimentali dichiari
sotto la propria responsabilitagrave che il sistema protettivo garantisca le prestazioni definite in suddette norme noncheacute
aderenza e coesione per tutto il tempo
necessario e ne fornisca le indicazioni circa i cicli di posa o di installazione Tale possibilitagrave
decade con lobbligo della marcatura CE dei sistemi protettivi
prevista in
conformitagrave
alla pertinenti specificazioni tecniche ovvero dopo 3 anni dallentrata in vigore del presente decreto (possibilitagrave decaduta ndr)
Elaborazioni numeriche dei valori di detti parametri che esulano dallambito delle prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto o dalle norme citate in C4 sotto le condizioni suddette non sono valide ai fini della verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti (si seguono esclusivamente le norme di prova ndr)
IL METODO TABELLARE
LrsquoUNICO METODO TABELLARE INTESO NEL
SENSO FORNITO DAL DM 4 maggio 1998 Egrave QUELLO DEL
DM 16 febbraio 2007
IPOTESI DI BASEbull
IL METODO TABELLARE Egrave
UN METODO RIGIDO
NON SONO AMMESSE INTERPOLAZIONI O ESTRAPOLAZIONI
bull
GLI ELEMENTI TRUTTURALI SONO ESPOSTI ALLrsquoINCENDIO STANDARD
bull
SONO ESCLUSI I PROFILATI DI CLASSE 4bull
SI CONSIDERANO TRAVI APPOGIATE COLONNE E TIRANTI
bull
IL PRODUTTORE DEI RIVESTIMENTI DEVE DICHIARARNE LrsquoIDONEITArsquo
bull
LA POSSIBILITArsquo
DI RICORRERE ALLE TABELLE DELLrsquoACCIAIO Ersquo
DECADUTA IL 2592010
3 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN ACCIAIO
ACCIAIO
METODI ANALITICI SEMPLIFICATI DELLrsquoEUROCODICE 3 PARTE 1-2
IL METODO DELLA ldquotemperatura criticardquo
Nellrsquoipotesi di distribuzione uniforme della temperatura la condizione di collasso si verifica quando lrsquoeffetto dei carichi (eventualmente ridotti a seguito di ridistribuzione) eguaglia la resistenza della membratura
Efid = Rfid(θcr)
Nellrsquoipotesi che la resistenza a caldo si possa esprimere come aliquota di quella ad inizio incendio mediante il coefficiente di riduzione della tensione di snervamento (e dunque NON NEL CASO DI VEIRFICHE DI STABILITAgrave)
Efid = k(θcr)sdotRfid0 Introdotto il coefficiente di utilizzazione ad inizio incendio μ0
d0fi
dfi0 R
E=μ
La condizione di collasso diviene
da cui si deduce la θcrμ0 = kyθcr
(1)
(2)
(3)
(4)Per le sezioni
snelle
in
acciaio θcra
= 350degC
ESPRESSIONE DELLA TEMPERATURA CRITICA
LrsquoANALISI TERMICA
( )t
VA
cK
a
g Δsdotsdot
minussdot=Δ
aρθ
θθ
Analisi semplificata
Modellazione dellrsquoincendio
Proprietagrave del materiale
Analisi FEM
hellip materiale non protetto hellip
Fattoredi sezione
Ksdot(θg ndash θ) sdotdt sdotA = δQ = dU = ρ sdotV sdotca sdotdθ
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
2 LE METODOLOGIE PER LA
VERIFICA AL FUOCO DI ELEMENTI STRUTTURALI
CAMPO DI APPLICAZIONEIl DM 16207 si applica ai prodotti ed agli elementi costruttivi incorporati permanentemente in opere civili e per i quali egrave
richiesto il requisito di ldquoresistenza al
fuocordquo
La prestazione nei confronti della resistenza al fuoco di un prodotto o di un elemento costruttivo puograve essere effettuata mediante
VALUTAZIONE DELLA PRESTAZIONE
PROVE SPERIMENTALI CALCOLI ANALITICI CONFRONTO CON TABELLE
LA CLASSIFICAZIONE DI RESISTENZA AL FUOCO
Simbolo Significato Campo di applicazione Simbolo Significato Campo di applicazione
R Capacitagrave
portante Muri solai tetti travi colonne balconi scale passerelle controsoffitti pavimenti sopraelevati
PPH
Continuitagrave
di corrente o capacitagrave
di segnalazione
Cavi elettrici e loro sistemi di protezione dal
fuoco
E Tenuta
Muri solai tetti controsoffitti facciate continue pavimenti
sopraelevati sistemi di sigillatura porte canalizzazioni condotte di ventilazione serrande tagliafuoco condotti di
estrazione del fumoG
Resistenza allrsquoincendio della
fuliggineCamini
I Isolamento
Muri solai tetti controsoffitti facciate continue pavimenti
sopraelevati sistemi di sigillatura porte canalizzazioni condotte di ventilazione serrande tagliafuoco condotti di
estrazione del fumoK Capacitagrave
di protezione al fuoco
Rivestimenti per pareti e soffitti
W Irraggiamento Muri facciate continue porte chiusure DDurata della stabilitagrave
a temperatura costante
M Azione meccanica Muri DHDurata della stabilitagrave
lungo la curva standard temperatura
ndash
tempo
CDispositivo
automatico di chiusura
Porte chiusure di passaggi FFunzionalitagrave
degli evacuatori motorizzati
di fumo e calore
Evacuatori di fumo motorizzati
S Tenuta al fumo Serrande tagliafuoco condotti di estrazione del fumo BFunzionalitagrave
degli evacuatori naturali di
fumo e calore
Evacuatori di fumo naturali
Classi 15 20 30 45 60 90 120 180 240 360 minuti
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOAllegato C ndash
Modalitagrave
per la classificazione in base ai risultati di calcoli
C1 I metodi di calcolo della resistenza al fuoco hanno lobiettivo di consentire la progettazione di elementi costruttivi portanti separanti o non separanti resistenti al fuoco anche prendendo in considerazione i collegamenti e le mutue interazioni con altri elementi sotto specifiche condizioni di esposizione al fuoco e attraverso il rispetto di criteri prestazionali e ladozione di particolari costruttivi
C2 Le condizioni di esposizione al fuoco sono definite in specifici regolamenti e basate sugli scenari di incendio in essi prescritti o su quelli attesi Nei medesimi regolamenti sono definite le combinazioni di carico da considerare agenti
insieme allazione del fuoco e i coefficienti di sicurezza sui materiali e sui modelli
Condizioni di esposizione al fuoco (ossia incendi di progetto)
Definiti nelle regole tecniche di prevenzione incendi o nel DM 9
marzo 2007
Definiti nel DM 14 gennaio 2008 (NTC) per le attivitagrave
non soggette ai controlli VF in base al DPR 1512011
Combinazioni di carico e coefficienti di sicurezza
Definiti nel DM 14 gennaio 2008 (NTC)
RIASSUMENDO IL QUADRO NORMATIVO
SIgrave NO
APPROCCIO PRESCRITTIVO (classe RREI imposta dal
DM xxxx)
SIgrave
SIgrave
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
NO
VERIFICA PER TUTTA LA DURATA DELLrsquoINCENDIO
(ed anche con classe RREI ridotta)
NO
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
SIgrave
ATTIVITAgrave NORMATA DA SPECIFICHE DISPOSIZIONI DI
PREVENZIONE INCENDI (DM xxxx)
ATTIVITAgrave SOGGETTA AI CONTROLLI VVF (DM 1621982)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 932007)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 1412008)
APPROCCIO PRESCRITTIVO =
APPROCCIO PRESTAZIONALE =
LEGENDA
DPR 1512011
COMBINAZIONI DELLE AZIONI - DM 932007 punto 5
SUCCESSIVA- MENTE
ENTRARONO IN VIGORE LE
NTC 2008
NTC 2008 (DM 1412008 ndash in corso di revisionehellip)
G
G
Q
G
MUTUE INTERAZIONI TRA GLI ELEMENTI
DM 932007 punto 5
QUINDI LrsquoANALISI STRUTTURALE CON CURVE NATURALI DI INCENDIO VA CONDOTTA DI NORMA SULLrsquoINTERA STRUTTURA
APPROCCI ALLrsquoANALISI STRUTTURALE
ANALISI PER SINGOLI ELEMENTICOMODA ED USATA GENERALMENTE SE LrsquoINCENDIO EgraveMODELLATO CON CURVE
NOMINALI
ANALISI DI PARTI DI STRUTTURE O DELLrsquoINTERO COMPLESSO
DA USARE SE LrsquoINCENDIO Egrave
MODELLATO CON CURVE NATURALI
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC3 I metodi di calcolo da utilizzare ai fini del presente decreto sono quelli contenuti negli Eurocodici di seguito indicati se completi delle appendici
contenenti i parametri
definiti a livello nazionale (NOPS
)
C31 EN 1991-1-2 laquoAzioni sulle strutture -
Parte 1-2 Azioni generali -
Azioni sulle strutture esposte al fuocoraquo
C32 EN 1992-1-2 laquoProgettazione delle strutture di calcestruzzo -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C33 EN 1993-1-2 laquoProgettazione delle strutture di acciaio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C34 EN 1994-1-2 laquoProgettazione delle strutture miste acciaio calcestruzzo - Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C35 EN 1995-1-2 laquoProgettazione delle strutture di legno -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C36 EN 1996-1-2 laquoProgettazione delle strutture di muratura -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C37 EN 1999-1-2 laquo(Progettazione delle strutture di alluminio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
GLI ANNESSI NAZIONALI DEGLI EUROCODICI E LA CIRCOLARE 4638 DEL 5 APRILE 2013
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC4 In attesa della pubblicazione delle appendici nazionali degli Eurocodici egrave
possibile limitare limpiego dei metodi di calcolo alla sola verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti con riferimento agli Eurocodici indicati in C32 C33 C34 e C35 con i valori dei parametri da definire a li-vello nazionale presenti nelle norme stesse come valori di riferimento ovvero con riferimento alle norme UNI di seguito indicate
C41 UNI 9502 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di conglomerato cementizio armato normale e precompressoraquo
C42 UNI 9503 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di acciaioraquo
CA3 UNI
9504 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di legnoraquo
POSSIBILITAgrave CESSATA
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC5 I metodi di calcolo di cui in C3 e C4 possono necessitare della determinazione al variare delle temperature dei parametri termofisici dei sistemi protettivi eventualmente presenti sugli elementi costruttivi portanti In questi casi i valori che assumono detti parametri vanno determinati esclusivamente attraverso le prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto ed elencate nella tabella A3 dellallegato A (Norme EN ndr)
I valori dei parametri presenti nelle norme citate in C4 possono essere ancora utilizzati purcheacute
il produttore sulla base di idonee esperienze sperimentali dichiari
sotto la propria responsabilitagrave che il sistema protettivo garantisca le prestazioni definite in suddette norme noncheacute
aderenza e coesione per tutto il tempo
necessario e ne fornisca le indicazioni circa i cicli di posa o di installazione Tale possibilitagrave
decade con lobbligo della marcatura CE dei sistemi protettivi
prevista in
conformitagrave
alla pertinenti specificazioni tecniche ovvero dopo 3 anni dallentrata in vigore del presente decreto (possibilitagrave decaduta ndr)
Elaborazioni numeriche dei valori di detti parametri che esulano dallambito delle prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto o dalle norme citate in C4 sotto le condizioni suddette non sono valide ai fini della verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti (si seguono esclusivamente le norme di prova ndr)
IL METODO TABELLARE
LrsquoUNICO METODO TABELLARE INTESO NEL
SENSO FORNITO DAL DM 4 maggio 1998 Egrave QUELLO DEL
DM 16 febbraio 2007
IPOTESI DI BASEbull
IL METODO TABELLARE Egrave
UN METODO RIGIDO
NON SONO AMMESSE INTERPOLAZIONI O ESTRAPOLAZIONI
bull
GLI ELEMENTI TRUTTURALI SONO ESPOSTI ALLrsquoINCENDIO STANDARD
bull
SONO ESCLUSI I PROFILATI DI CLASSE 4bull
SI CONSIDERANO TRAVI APPOGIATE COLONNE E TIRANTI
bull
IL PRODUTTORE DEI RIVESTIMENTI DEVE DICHIARARNE LrsquoIDONEITArsquo
bull
LA POSSIBILITArsquo
DI RICORRERE ALLE TABELLE DELLrsquoACCIAIO Ersquo
DECADUTA IL 2592010
3 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN ACCIAIO
ACCIAIO
METODI ANALITICI SEMPLIFICATI DELLrsquoEUROCODICE 3 PARTE 1-2
IL METODO DELLA ldquotemperatura criticardquo
Nellrsquoipotesi di distribuzione uniforme della temperatura la condizione di collasso si verifica quando lrsquoeffetto dei carichi (eventualmente ridotti a seguito di ridistribuzione) eguaglia la resistenza della membratura
Efid = Rfid(θcr)
Nellrsquoipotesi che la resistenza a caldo si possa esprimere come aliquota di quella ad inizio incendio mediante il coefficiente di riduzione della tensione di snervamento (e dunque NON NEL CASO DI VEIRFICHE DI STABILITAgrave)
Efid = k(θcr)sdotRfid0 Introdotto il coefficiente di utilizzazione ad inizio incendio μ0
d0fi
dfi0 R
E=μ
La condizione di collasso diviene
da cui si deduce la θcrμ0 = kyθcr
(1)
(2)
(3)
(4)Per le sezioni
snelle
in
acciaio θcra
= 350degC
ESPRESSIONE DELLA TEMPERATURA CRITICA
LrsquoANALISI TERMICA
( )t
VA
cK
a
g Δsdotsdot
minussdot=Δ
aρθ
θθ
Analisi semplificata
Modellazione dellrsquoincendio
Proprietagrave del materiale
Analisi FEM
hellip materiale non protetto hellip
Fattoredi sezione
Ksdot(θg ndash θ) sdotdt sdotA = δQ = dU = ρ sdotV sdotca sdotdθ
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
CAMPO DI APPLICAZIONEIl DM 16207 si applica ai prodotti ed agli elementi costruttivi incorporati permanentemente in opere civili e per i quali egrave
richiesto il requisito di ldquoresistenza al
fuocordquo
La prestazione nei confronti della resistenza al fuoco di un prodotto o di un elemento costruttivo puograve essere effettuata mediante
VALUTAZIONE DELLA PRESTAZIONE
PROVE SPERIMENTALI CALCOLI ANALITICI CONFRONTO CON TABELLE
LA CLASSIFICAZIONE DI RESISTENZA AL FUOCO
Simbolo Significato Campo di applicazione Simbolo Significato Campo di applicazione
R Capacitagrave
portante Muri solai tetti travi colonne balconi scale passerelle controsoffitti pavimenti sopraelevati
PPH
Continuitagrave
di corrente o capacitagrave
di segnalazione
Cavi elettrici e loro sistemi di protezione dal
fuoco
E Tenuta
Muri solai tetti controsoffitti facciate continue pavimenti
sopraelevati sistemi di sigillatura porte canalizzazioni condotte di ventilazione serrande tagliafuoco condotti di
estrazione del fumoG
Resistenza allrsquoincendio della
fuliggineCamini
I Isolamento
Muri solai tetti controsoffitti facciate continue pavimenti
sopraelevati sistemi di sigillatura porte canalizzazioni condotte di ventilazione serrande tagliafuoco condotti di
estrazione del fumoK Capacitagrave
di protezione al fuoco
Rivestimenti per pareti e soffitti
W Irraggiamento Muri facciate continue porte chiusure DDurata della stabilitagrave
a temperatura costante
M Azione meccanica Muri DHDurata della stabilitagrave
lungo la curva standard temperatura
ndash
tempo
CDispositivo
automatico di chiusura
Porte chiusure di passaggi FFunzionalitagrave
degli evacuatori motorizzati
di fumo e calore
Evacuatori di fumo motorizzati
S Tenuta al fumo Serrande tagliafuoco condotti di estrazione del fumo BFunzionalitagrave
degli evacuatori naturali di
fumo e calore
Evacuatori di fumo naturali
Classi 15 20 30 45 60 90 120 180 240 360 minuti
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOAllegato C ndash
Modalitagrave
per la classificazione in base ai risultati di calcoli
C1 I metodi di calcolo della resistenza al fuoco hanno lobiettivo di consentire la progettazione di elementi costruttivi portanti separanti o non separanti resistenti al fuoco anche prendendo in considerazione i collegamenti e le mutue interazioni con altri elementi sotto specifiche condizioni di esposizione al fuoco e attraverso il rispetto di criteri prestazionali e ladozione di particolari costruttivi
C2 Le condizioni di esposizione al fuoco sono definite in specifici regolamenti e basate sugli scenari di incendio in essi prescritti o su quelli attesi Nei medesimi regolamenti sono definite le combinazioni di carico da considerare agenti
insieme allazione del fuoco e i coefficienti di sicurezza sui materiali e sui modelli
Condizioni di esposizione al fuoco (ossia incendi di progetto)
Definiti nelle regole tecniche di prevenzione incendi o nel DM 9
marzo 2007
Definiti nel DM 14 gennaio 2008 (NTC) per le attivitagrave
non soggette ai controlli VF in base al DPR 1512011
Combinazioni di carico e coefficienti di sicurezza
Definiti nel DM 14 gennaio 2008 (NTC)
RIASSUMENDO IL QUADRO NORMATIVO
SIgrave NO
APPROCCIO PRESCRITTIVO (classe RREI imposta dal
DM xxxx)
SIgrave
SIgrave
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
NO
VERIFICA PER TUTTA LA DURATA DELLrsquoINCENDIO
(ed anche con classe RREI ridotta)
NO
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
SIgrave
ATTIVITAgrave NORMATA DA SPECIFICHE DISPOSIZIONI DI
PREVENZIONE INCENDI (DM xxxx)
ATTIVITAgrave SOGGETTA AI CONTROLLI VVF (DM 1621982)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 932007)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 1412008)
APPROCCIO PRESCRITTIVO =
APPROCCIO PRESTAZIONALE =
LEGENDA
DPR 1512011
COMBINAZIONI DELLE AZIONI - DM 932007 punto 5
SUCCESSIVA- MENTE
ENTRARONO IN VIGORE LE
NTC 2008
NTC 2008 (DM 1412008 ndash in corso di revisionehellip)
G
G
Q
G
MUTUE INTERAZIONI TRA GLI ELEMENTI
DM 932007 punto 5
QUINDI LrsquoANALISI STRUTTURALE CON CURVE NATURALI DI INCENDIO VA CONDOTTA DI NORMA SULLrsquoINTERA STRUTTURA
APPROCCI ALLrsquoANALISI STRUTTURALE
ANALISI PER SINGOLI ELEMENTICOMODA ED USATA GENERALMENTE SE LrsquoINCENDIO EgraveMODELLATO CON CURVE
NOMINALI
ANALISI DI PARTI DI STRUTTURE O DELLrsquoINTERO COMPLESSO
DA USARE SE LrsquoINCENDIO Egrave
MODELLATO CON CURVE NATURALI
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC3 I metodi di calcolo da utilizzare ai fini del presente decreto sono quelli contenuti negli Eurocodici di seguito indicati se completi delle appendici
contenenti i parametri
definiti a livello nazionale (NOPS
)
C31 EN 1991-1-2 laquoAzioni sulle strutture -
Parte 1-2 Azioni generali -
Azioni sulle strutture esposte al fuocoraquo
C32 EN 1992-1-2 laquoProgettazione delle strutture di calcestruzzo -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C33 EN 1993-1-2 laquoProgettazione delle strutture di acciaio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C34 EN 1994-1-2 laquoProgettazione delle strutture miste acciaio calcestruzzo - Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C35 EN 1995-1-2 laquoProgettazione delle strutture di legno -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C36 EN 1996-1-2 laquoProgettazione delle strutture di muratura -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C37 EN 1999-1-2 laquo(Progettazione delle strutture di alluminio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
GLI ANNESSI NAZIONALI DEGLI EUROCODICI E LA CIRCOLARE 4638 DEL 5 APRILE 2013
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC4 In attesa della pubblicazione delle appendici nazionali degli Eurocodici egrave
possibile limitare limpiego dei metodi di calcolo alla sola verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti con riferimento agli Eurocodici indicati in C32 C33 C34 e C35 con i valori dei parametri da definire a li-vello nazionale presenti nelle norme stesse come valori di riferimento ovvero con riferimento alle norme UNI di seguito indicate
C41 UNI 9502 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di conglomerato cementizio armato normale e precompressoraquo
C42 UNI 9503 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di acciaioraquo
CA3 UNI
9504 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di legnoraquo
POSSIBILITAgrave CESSATA
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC5 I metodi di calcolo di cui in C3 e C4 possono necessitare della determinazione al variare delle temperature dei parametri termofisici dei sistemi protettivi eventualmente presenti sugli elementi costruttivi portanti In questi casi i valori che assumono detti parametri vanno determinati esclusivamente attraverso le prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto ed elencate nella tabella A3 dellallegato A (Norme EN ndr)
I valori dei parametri presenti nelle norme citate in C4 possono essere ancora utilizzati purcheacute
il produttore sulla base di idonee esperienze sperimentali dichiari
sotto la propria responsabilitagrave che il sistema protettivo garantisca le prestazioni definite in suddette norme noncheacute
aderenza e coesione per tutto il tempo
necessario e ne fornisca le indicazioni circa i cicli di posa o di installazione Tale possibilitagrave
decade con lobbligo della marcatura CE dei sistemi protettivi
prevista in
conformitagrave
alla pertinenti specificazioni tecniche ovvero dopo 3 anni dallentrata in vigore del presente decreto (possibilitagrave decaduta ndr)
Elaborazioni numeriche dei valori di detti parametri che esulano dallambito delle prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto o dalle norme citate in C4 sotto le condizioni suddette non sono valide ai fini della verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti (si seguono esclusivamente le norme di prova ndr)
IL METODO TABELLARE
LrsquoUNICO METODO TABELLARE INTESO NEL
SENSO FORNITO DAL DM 4 maggio 1998 Egrave QUELLO DEL
DM 16 febbraio 2007
IPOTESI DI BASEbull
IL METODO TABELLARE Egrave
UN METODO RIGIDO
NON SONO AMMESSE INTERPOLAZIONI O ESTRAPOLAZIONI
bull
GLI ELEMENTI TRUTTURALI SONO ESPOSTI ALLrsquoINCENDIO STANDARD
bull
SONO ESCLUSI I PROFILATI DI CLASSE 4bull
SI CONSIDERANO TRAVI APPOGIATE COLONNE E TIRANTI
bull
IL PRODUTTORE DEI RIVESTIMENTI DEVE DICHIARARNE LrsquoIDONEITArsquo
bull
LA POSSIBILITArsquo
DI RICORRERE ALLE TABELLE DELLrsquoACCIAIO Ersquo
DECADUTA IL 2592010
3 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN ACCIAIO
ACCIAIO
METODI ANALITICI SEMPLIFICATI DELLrsquoEUROCODICE 3 PARTE 1-2
IL METODO DELLA ldquotemperatura criticardquo
Nellrsquoipotesi di distribuzione uniforme della temperatura la condizione di collasso si verifica quando lrsquoeffetto dei carichi (eventualmente ridotti a seguito di ridistribuzione) eguaglia la resistenza della membratura
Efid = Rfid(θcr)
Nellrsquoipotesi che la resistenza a caldo si possa esprimere come aliquota di quella ad inizio incendio mediante il coefficiente di riduzione della tensione di snervamento (e dunque NON NEL CASO DI VEIRFICHE DI STABILITAgrave)
Efid = k(θcr)sdotRfid0 Introdotto il coefficiente di utilizzazione ad inizio incendio μ0
d0fi
dfi0 R
E=μ
La condizione di collasso diviene
da cui si deduce la θcrμ0 = kyθcr
(1)
(2)
(3)
(4)Per le sezioni
snelle
in
acciaio θcra
= 350degC
ESPRESSIONE DELLA TEMPERATURA CRITICA
LrsquoANALISI TERMICA
( )t
VA
cK
a
g Δsdotsdot
minussdot=Δ
aρθ
θθ
Analisi semplificata
Modellazione dellrsquoincendio
Proprietagrave del materiale
Analisi FEM
hellip materiale non protetto hellip
Fattoredi sezione
Ksdot(θg ndash θ) sdotdt sdotA = δQ = dU = ρ sdotV sdotca sdotdθ
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
LA CLASSIFICAZIONE DI RESISTENZA AL FUOCO
Simbolo Significato Campo di applicazione Simbolo Significato Campo di applicazione
R Capacitagrave
portante Muri solai tetti travi colonne balconi scale passerelle controsoffitti pavimenti sopraelevati
PPH
Continuitagrave
di corrente o capacitagrave
di segnalazione
Cavi elettrici e loro sistemi di protezione dal
fuoco
E Tenuta
Muri solai tetti controsoffitti facciate continue pavimenti
sopraelevati sistemi di sigillatura porte canalizzazioni condotte di ventilazione serrande tagliafuoco condotti di
estrazione del fumoG
Resistenza allrsquoincendio della
fuliggineCamini
I Isolamento
Muri solai tetti controsoffitti facciate continue pavimenti
sopraelevati sistemi di sigillatura porte canalizzazioni condotte di ventilazione serrande tagliafuoco condotti di
estrazione del fumoK Capacitagrave
di protezione al fuoco
Rivestimenti per pareti e soffitti
W Irraggiamento Muri facciate continue porte chiusure DDurata della stabilitagrave
a temperatura costante
M Azione meccanica Muri DHDurata della stabilitagrave
lungo la curva standard temperatura
ndash
tempo
CDispositivo
automatico di chiusura
Porte chiusure di passaggi FFunzionalitagrave
degli evacuatori motorizzati
di fumo e calore
Evacuatori di fumo motorizzati
S Tenuta al fumo Serrande tagliafuoco condotti di estrazione del fumo BFunzionalitagrave
degli evacuatori naturali di
fumo e calore
Evacuatori di fumo naturali
Classi 15 20 30 45 60 90 120 180 240 360 minuti
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOAllegato C ndash
Modalitagrave
per la classificazione in base ai risultati di calcoli
C1 I metodi di calcolo della resistenza al fuoco hanno lobiettivo di consentire la progettazione di elementi costruttivi portanti separanti o non separanti resistenti al fuoco anche prendendo in considerazione i collegamenti e le mutue interazioni con altri elementi sotto specifiche condizioni di esposizione al fuoco e attraverso il rispetto di criteri prestazionali e ladozione di particolari costruttivi
C2 Le condizioni di esposizione al fuoco sono definite in specifici regolamenti e basate sugli scenari di incendio in essi prescritti o su quelli attesi Nei medesimi regolamenti sono definite le combinazioni di carico da considerare agenti
insieme allazione del fuoco e i coefficienti di sicurezza sui materiali e sui modelli
Condizioni di esposizione al fuoco (ossia incendi di progetto)
Definiti nelle regole tecniche di prevenzione incendi o nel DM 9
marzo 2007
Definiti nel DM 14 gennaio 2008 (NTC) per le attivitagrave
non soggette ai controlli VF in base al DPR 1512011
Combinazioni di carico e coefficienti di sicurezza
Definiti nel DM 14 gennaio 2008 (NTC)
RIASSUMENDO IL QUADRO NORMATIVO
SIgrave NO
APPROCCIO PRESCRITTIVO (classe RREI imposta dal
DM xxxx)
SIgrave
SIgrave
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
NO
VERIFICA PER TUTTA LA DURATA DELLrsquoINCENDIO
(ed anche con classe RREI ridotta)
NO
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
SIgrave
ATTIVITAgrave NORMATA DA SPECIFICHE DISPOSIZIONI DI
PREVENZIONE INCENDI (DM xxxx)
ATTIVITAgrave SOGGETTA AI CONTROLLI VVF (DM 1621982)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 932007)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 1412008)
APPROCCIO PRESCRITTIVO =
APPROCCIO PRESTAZIONALE =
LEGENDA
DPR 1512011
COMBINAZIONI DELLE AZIONI - DM 932007 punto 5
SUCCESSIVA- MENTE
ENTRARONO IN VIGORE LE
NTC 2008
NTC 2008 (DM 1412008 ndash in corso di revisionehellip)
G
G
Q
G
MUTUE INTERAZIONI TRA GLI ELEMENTI
DM 932007 punto 5
QUINDI LrsquoANALISI STRUTTURALE CON CURVE NATURALI DI INCENDIO VA CONDOTTA DI NORMA SULLrsquoINTERA STRUTTURA
APPROCCI ALLrsquoANALISI STRUTTURALE
ANALISI PER SINGOLI ELEMENTICOMODA ED USATA GENERALMENTE SE LrsquoINCENDIO EgraveMODELLATO CON CURVE
NOMINALI
ANALISI DI PARTI DI STRUTTURE O DELLrsquoINTERO COMPLESSO
DA USARE SE LrsquoINCENDIO Egrave
MODELLATO CON CURVE NATURALI
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC3 I metodi di calcolo da utilizzare ai fini del presente decreto sono quelli contenuti negli Eurocodici di seguito indicati se completi delle appendici
contenenti i parametri
definiti a livello nazionale (NOPS
)
C31 EN 1991-1-2 laquoAzioni sulle strutture -
Parte 1-2 Azioni generali -
Azioni sulle strutture esposte al fuocoraquo
C32 EN 1992-1-2 laquoProgettazione delle strutture di calcestruzzo -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C33 EN 1993-1-2 laquoProgettazione delle strutture di acciaio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C34 EN 1994-1-2 laquoProgettazione delle strutture miste acciaio calcestruzzo - Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C35 EN 1995-1-2 laquoProgettazione delle strutture di legno -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C36 EN 1996-1-2 laquoProgettazione delle strutture di muratura -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C37 EN 1999-1-2 laquo(Progettazione delle strutture di alluminio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
GLI ANNESSI NAZIONALI DEGLI EUROCODICI E LA CIRCOLARE 4638 DEL 5 APRILE 2013
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC4 In attesa della pubblicazione delle appendici nazionali degli Eurocodici egrave
possibile limitare limpiego dei metodi di calcolo alla sola verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti con riferimento agli Eurocodici indicati in C32 C33 C34 e C35 con i valori dei parametri da definire a li-vello nazionale presenti nelle norme stesse come valori di riferimento ovvero con riferimento alle norme UNI di seguito indicate
C41 UNI 9502 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di conglomerato cementizio armato normale e precompressoraquo
C42 UNI 9503 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di acciaioraquo
CA3 UNI
9504 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di legnoraquo
POSSIBILITAgrave CESSATA
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC5 I metodi di calcolo di cui in C3 e C4 possono necessitare della determinazione al variare delle temperature dei parametri termofisici dei sistemi protettivi eventualmente presenti sugli elementi costruttivi portanti In questi casi i valori che assumono detti parametri vanno determinati esclusivamente attraverso le prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto ed elencate nella tabella A3 dellallegato A (Norme EN ndr)
I valori dei parametri presenti nelle norme citate in C4 possono essere ancora utilizzati purcheacute
il produttore sulla base di idonee esperienze sperimentali dichiari
sotto la propria responsabilitagrave che il sistema protettivo garantisca le prestazioni definite in suddette norme noncheacute
aderenza e coesione per tutto il tempo
necessario e ne fornisca le indicazioni circa i cicli di posa o di installazione Tale possibilitagrave
decade con lobbligo della marcatura CE dei sistemi protettivi
prevista in
conformitagrave
alla pertinenti specificazioni tecniche ovvero dopo 3 anni dallentrata in vigore del presente decreto (possibilitagrave decaduta ndr)
Elaborazioni numeriche dei valori di detti parametri che esulano dallambito delle prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto o dalle norme citate in C4 sotto le condizioni suddette non sono valide ai fini della verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti (si seguono esclusivamente le norme di prova ndr)
IL METODO TABELLARE
LrsquoUNICO METODO TABELLARE INTESO NEL
SENSO FORNITO DAL DM 4 maggio 1998 Egrave QUELLO DEL
DM 16 febbraio 2007
IPOTESI DI BASEbull
IL METODO TABELLARE Egrave
UN METODO RIGIDO
NON SONO AMMESSE INTERPOLAZIONI O ESTRAPOLAZIONI
bull
GLI ELEMENTI TRUTTURALI SONO ESPOSTI ALLrsquoINCENDIO STANDARD
bull
SONO ESCLUSI I PROFILATI DI CLASSE 4bull
SI CONSIDERANO TRAVI APPOGIATE COLONNE E TIRANTI
bull
IL PRODUTTORE DEI RIVESTIMENTI DEVE DICHIARARNE LrsquoIDONEITArsquo
bull
LA POSSIBILITArsquo
DI RICORRERE ALLE TABELLE DELLrsquoACCIAIO Ersquo
DECADUTA IL 2592010
3 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN ACCIAIO
ACCIAIO
METODI ANALITICI SEMPLIFICATI DELLrsquoEUROCODICE 3 PARTE 1-2
IL METODO DELLA ldquotemperatura criticardquo
Nellrsquoipotesi di distribuzione uniforme della temperatura la condizione di collasso si verifica quando lrsquoeffetto dei carichi (eventualmente ridotti a seguito di ridistribuzione) eguaglia la resistenza della membratura
Efid = Rfid(θcr)
Nellrsquoipotesi che la resistenza a caldo si possa esprimere come aliquota di quella ad inizio incendio mediante il coefficiente di riduzione della tensione di snervamento (e dunque NON NEL CASO DI VEIRFICHE DI STABILITAgrave)
Efid = k(θcr)sdotRfid0 Introdotto il coefficiente di utilizzazione ad inizio incendio μ0
d0fi
dfi0 R
E=μ
La condizione di collasso diviene
da cui si deduce la θcrμ0 = kyθcr
(1)
(2)
(3)
(4)Per le sezioni
snelle
in
acciaio θcra
= 350degC
ESPRESSIONE DELLA TEMPERATURA CRITICA
LrsquoANALISI TERMICA
( )t
VA
cK
a
g Δsdotsdot
minussdot=Δ
aρθ
θθ
Analisi semplificata
Modellazione dellrsquoincendio
Proprietagrave del materiale
Analisi FEM
hellip materiale non protetto hellip
Fattoredi sezione
Ksdot(θg ndash θ) sdotdt sdotA = δQ = dU = ρ sdotV sdotca sdotdθ
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOAllegato C ndash
Modalitagrave
per la classificazione in base ai risultati di calcoli
C1 I metodi di calcolo della resistenza al fuoco hanno lobiettivo di consentire la progettazione di elementi costruttivi portanti separanti o non separanti resistenti al fuoco anche prendendo in considerazione i collegamenti e le mutue interazioni con altri elementi sotto specifiche condizioni di esposizione al fuoco e attraverso il rispetto di criteri prestazionali e ladozione di particolari costruttivi
C2 Le condizioni di esposizione al fuoco sono definite in specifici regolamenti e basate sugli scenari di incendio in essi prescritti o su quelli attesi Nei medesimi regolamenti sono definite le combinazioni di carico da considerare agenti
insieme allazione del fuoco e i coefficienti di sicurezza sui materiali e sui modelli
Condizioni di esposizione al fuoco (ossia incendi di progetto)
Definiti nelle regole tecniche di prevenzione incendi o nel DM 9
marzo 2007
Definiti nel DM 14 gennaio 2008 (NTC) per le attivitagrave
non soggette ai controlli VF in base al DPR 1512011
Combinazioni di carico e coefficienti di sicurezza
Definiti nel DM 14 gennaio 2008 (NTC)
RIASSUMENDO IL QUADRO NORMATIVO
SIgrave NO
APPROCCIO PRESCRITTIVO (classe RREI imposta dal
DM xxxx)
SIgrave
SIgrave
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
NO
VERIFICA PER TUTTA LA DURATA DELLrsquoINCENDIO
(ed anche con classe RREI ridotta)
NO
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
SIgrave
ATTIVITAgrave NORMATA DA SPECIFICHE DISPOSIZIONI DI
PREVENZIONE INCENDI (DM xxxx)
ATTIVITAgrave SOGGETTA AI CONTROLLI VVF (DM 1621982)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 932007)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 1412008)
APPROCCIO PRESCRITTIVO =
APPROCCIO PRESTAZIONALE =
LEGENDA
DPR 1512011
COMBINAZIONI DELLE AZIONI - DM 932007 punto 5
SUCCESSIVA- MENTE
ENTRARONO IN VIGORE LE
NTC 2008
NTC 2008 (DM 1412008 ndash in corso di revisionehellip)
G
G
Q
G
MUTUE INTERAZIONI TRA GLI ELEMENTI
DM 932007 punto 5
QUINDI LrsquoANALISI STRUTTURALE CON CURVE NATURALI DI INCENDIO VA CONDOTTA DI NORMA SULLrsquoINTERA STRUTTURA
APPROCCI ALLrsquoANALISI STRUTTURALE
ANALISI PER SINGOLI ELEMENTICOMODA ED USATA GENERALMENTE SE LrsquoINCENDIO EgraveMODELLATO CON CURVE
NOMINALI
ANALISI DI PARTI DI STRUTTURE O DELLrsquoINTERO COMPLESSO
DA USARE SE LrsquoINCENDIO Egrave
MODELLATO CON CURVE NATURALI
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC3 I metodi di calcolo da utilizzare ai fini del presente decreto sono quelli contenuti negli Eurocodici di seguito indicati se completi delle appendici
contenenti i parametri
definiti a livello nazionale (NOPS
)
C31 EN 1991-1-2 laquoAzioni sulle strutture -
Parte 1-2 Azioni generali -
Azioni sulle strutture esposte al fuocoraquo
C32 EN 1992-1-2 laquoProgettazione delle strutture di calcestruzzo -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C33 EN 1993-1-2 laquoProgettazione delle strutture di acciaio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C34 EN 1994-1-2 laquoProgettazione delle strutture miste acciaio calcestruzzo - Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C35 EN 1995-1-2 laquoProgettazione delle strutture di legno -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C36 EN 1996-1-2 laquoProgettazione delle strutture di muratura -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C37 EN 1999-1-2 laquo(Progettazione delle strutture di alluminio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
GLI ANNESSI NAZIONALI DEGLI EUROCODICI E LA CIRCOLARE 4638 DEL 5 APRILE 2013
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC4 In attesa della pubblicazione delle appendici nazionali degli Eurocodici egrave
possibile limitare limpiego dei metodi di calcolo alla sola verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti con riferimento agli Eurocodici indicati in C32 C33 C34 e C35 con i valori dei parametri da definire a li-vello nazionale presenti nelle norme stesse come valori di riferimento ovvero con riferimento alle norme UNI di seguito indicate
C41 UNI 9502 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di conglomerato cementizio armato normale e precompressoraquo
C42 UNI 9503 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di acciaioraquo
CA3 UNI
9504 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di legnoraquo
POSSIBILITAgrave CESSATA
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC5 I metodi di calcolo di cui in C3 e C4 possono necessitare della determinazione al variare delle temperature dei parametri termofisici dei sistemi protettivi eventualmente presenti sugli elementi costruttivi portanti In questi casi i valori che assumono detti parametri vanno determinati esclusivamente attraverso le prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto ed elencate nella tabella A3 dellallegato A (Norme EN ndr)
I valori dei parametri presenti nelle norme citate in C4 possono essere ancora utilizzati purcheacute
il produttore sulla base di idonee esperienze sperimentali dichiari
sotto la propria responsabilitagrave che il sistema protettivo garantisca le prestazioni definite in suddette norme noncheacute
aderenza e coesione per tutto il tempo
necessario e ne fornisca le indicazioni circa i cicli di posa o di installazione Tale possibilitagrave
decade con lobbligo della marcatura CE dei sistemi protettivi
prevista in
conformitagrave
alla pertinenti specificazioni tecniche ovvero dopo 3 anni dallentrata in vigore del presente decreto (possibilitagrave decaduta ndr)
Elaborazioni numeriche dei valori di detti parametri che esulano dallambito delle prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto o dalle norme citate in C4 sotto le condizioni suddette non sono valide ai fini della verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti (si seguono esclusivamente le norme di prova ndr)
IL METODO TABELLARE
LrsquoUNICO METODO TABELLARE INTESO NEL
SENSO FORNITO DAL DM 4 maggio 1998 Egrave QUELLO DEL
DM 16 febbraio 2007
IPOTESI DI BASEbull
IL METODO TABELLARE Egrave
UN METODO RIGIDO
NON SONO AMMESSE INTERPOLAZIONI O ESTRAPOLAZIONI
bull
GLI ELEMENTI TRUTTURALI SONO ESPOSTI ALLrsquoINCENDIO STANDARD
bull
SONO ESCLUSI I PROFILATI DI CLASSE 4bull
SI CONSIDERANO TRAVI APPOGIATE COLONNE E TIRANTI
bull
IL PRODUTTORE DEI RIVESTIMENTI DEVE DICHIARARNE LrsquoIDONEITArsquo
bull
LA POSSIBILITArsquo
DI RICORRERE ALLE TABELLE DELLrsquoACCIAIO Ersquo
DECADUTA IL 2592010
3 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN ACCIAIO
ACCIAIO
METODI ANALITICI SEMPLIFICATI DELLrsquoEUROCODICE 3 PARTE 1-2
IL METODO DELLA ldquotemperatura criticardquo
Nellrsquoipotesi di distribuzione uniforme della temperatura la condizione di collasso si verifica quando lrsquoeffetto dei carichi (eventualmente ridotti a seguito di ridistribuzione) eguaglia la resistenza della membratura
Efid = Rfid(θcr)
Nellrsquoipotesi che la resistenza a caldo si possa esprimere come aliquota di quella ad inizio incendio mediante il coefficiente di riduzione della tensione di snervamento (e dunque NON NEL CASO DI VEIRFICHE DI STABILITAgrave)
Efid = k(θcr)sdotRfid0 Introdotto il coefficiente di utilizzazione ad inizio incendio μ0
d0fi
dfi0 R
E=μ
La condizione di collasso diviene
da cui si deduce la θcrμ0 = kyθcr
(1)
(2)
(3)
(4)Per le sezioni
snelle
in
acciaio θcra
= 350degC
ESPRESSIONE DELLA TEMPERATURA CRITICA
LrsquoANALISI TERMICA
( )t
VA
cK
a
g Δsdotsdot
minussdot=Δ
aρθ
θθ
Analisi semplificata
Modellazione dellrsquoincendio
Proprietagrave del materiale
Analisi FEM
hellip materiale non protetto hellip
Fattoredi sezione
Ksdot(θg ndash θ) sdotdt sdotA = δQ = dU = ρ sdotV sdotca sdotdθ
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
RIASSUMENDO IL QUADRO NORMATIVO
SIgrave NO
APPROCCIO PRESCRITTIVO (classe RREI imposta dal
DM xxxx)
SIgrave
SIgrave
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
NO
VERIFICA PER TUTTA LA DURATA DELLrsquoINCENDIO
(ed anche con classe RREI ridotta)
NO
CLASSE RREI IN FUNZIONE DEL LIVELLO DI
PRESTAZIONE IMPOSTO
SIgrave
ATTIVITAgrave NORMATA DA SPECIFICHE DISPOSIZIONI DI
PREVENZIONE INCENDI (DM xxxx)
ATTIVITAgrave SOGGETTA AI CONTROLLI VVF (DM 1621982)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 932007)
APPROCCIO PRESCRITTIVO (DM 1412008)
APPROCCIO PRESCRITTIVO =
APPROCCIO PRESTAZIONALE =
LEGENDA
DPR 1512011
COMBINAZIONI DELLE AZIONI - DM 932007 punto 5
SUCCESSIVA- MENTE
ENTRARONO IN VIGORE LE
NTC 2008
NTC 2008 (DM 1412008 ndash in corso di revisionehellip)
G
G
Q
G
MUTUE INTERAZIONI TRA GLI ELEMENTI
DM 932007 punto 5
QUINDI LrsquoANALISI STRUTTURALE CON CURVE NATURALI DI INCENDIO VA CONDOTTA DI NORMA SULLrsquoINTERA STRUTTURA
APPROCCI ALLrsquoANALISI STRUTTURALE
ANALISI PER SINGOLI ELEMENTICOMODA ED USATA GENERALMENTE SE LrsquoINCENDIO EgraveMODELLATO CON CURVE
NOMINALI
ANALISI DI PARTI DI STRUTTURE O DELLrsquoINTERO COMPLESSO
DA USARE SE LrsquoINCENDIO Egrave
MODELLATO CON CURVE NATURALI
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC3 I metodi di calcolo da utilizzare ai fini del presente decreto sono quelli contenuti negli Eurocodici di seguito indicati se completi delle appendici
contenenti i parametri
definiti a livello nazionale (NOPS
)
C31 EN 1991-1-2 laquoAzioni sulle strutture -
Parte 1-2 Azioni generali -
Azioni sulle strutture esposte al fuocoraquo
C32 EN 1992-1-2 laquoProgettazione delle strutture di calcestruzzo -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C33 EN 1993-1-2 laquoProgettazione delle strutture di acciaio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C34 EN 1994-1-2 laquoProgettazione delle strutture miste acciaio calcestruzzo - Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C35 EN 1995-1-2 laquoProgettazione delle strutture di legno -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C36 EN 1996-1-2 laquoProgettazione delle strutture di muratura -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C37 EN 1999-1-2 laquo(Progettazione delle strutture di alluminio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
GLI ANNESSI NAZIONALI DEGLI EUROCODICI E LA CIRCOLARE 4638 DEL 5 APRILE 2013
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC4 In attesa della pubblicazione delle appendici nazionali degli Eurocodici egrave
possibile limitare limpiego dei metodi di calcolo alla sola verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti con riferimento agli Eurocodici indicati in C32 C33 C34 e C35 con i valori dei parametri da definire a li-vello nazionale presenti nelle norme stesse come valori di riferimento ovvero con riferimento alle norme UNI di seguito indicate
C41 UNI 9502 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di conglomerato cementizio armato normale e precompressoraquo
C42 UNI 9503 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di acciaioraquo
CA3 UNI
9504 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di legnoraquo
POSSIBILITAgrave CESSATA
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC5 I metodi di calcolo di cui in C3 e C4 possono necessitare della determinazione al variare delle temperature dei parametri termofisici dei sistemi protettivi eventualmente presenti sugli elementi costruttivi portanti In questi casi i valori che assumono detti parametri vanno determinati esclusivamente attraverso le prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto ed elencate nella tabella A3 dellallegato A (Norme EN ndr)
I valori dei parametri presenti nelle norme citate in C4 possono essere ancora utilizzati purcheacute
il produttore sulla base di idonee esperienze sperimentali dichiari
sotto la propria responsabilitagrave che il sistema protettivo garantisca le prestazioni definite in suddette norme noncheacute
aderenza e coesione per tutto il tempo
necessario e ne fornisca le indicazioni circa i cicli di posa o di installazione Tale possibilitagrave
decade con lobbligo della marcatura CE dei sistemi protettivi
prevista in
conformitagrave
alla pertinenti specificazioni tecniche ovvero dopo 3 anni dallentrata in vigore del presente decreto (possibilitagrave decaduta ndr)
Elaborazioni numeriche dei valori di detti parametri che esulano dallambito delle prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto o dalle norme citate in C4 sotto le condizioni suddette non sono valide ai fini della verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti (si seguono esclusivamente le norme di prova ndr)
IL METODO TABELLARE
LrsquoUNICO METODO TABELLARE INTESO NEL
SENSO FORNITO DAL DM 4 maggio 1998 Egrave QUELLO DEL
DM 16 febbraio 2007
IPOTESI DI BASEbull
IL METODO TABELLARE Egrave
UN METODO RIGIDO
NON SONO AMMESSE INTERPOLAZIONI O ESTRAPOLAZIONI
bull
GLI ELEMENTI TRUTTURALI SONO ESPOSTI ALLrsquoINCENDIO STANDARD
bull
SONO ESCLUSI I PROFILATI DI CLASSE 4bull
SI CONSIDERANO TRAVI APPOGIATE COLONNE E TIRANTI
bull
IL PRODUTTORE DEI RIVESTIMENTI DEVE DICHIARARNE LrsquoIDONEITArsquo
bull
LA POSSIBILITArsquo
DI RICORRERE ALLE TABELLE DELLrsquoACCIAIO Ersquo
DECADUTA IL 2592010
3 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN ACCIAIO
ACCIAIO
METODI ANALITICI SEMPLIFICATI DELLrsquoEUROCODICE 3 PARTE 1-2
IL METODO DELLA ldquotemperatura criticardquo
Nellrsquoipotesi di distribuzione uniforme della temperatura la condizione di collasso si verifica quando lrsquoeffetto dei carichi (eventualmente ridotti a seguito di ridistribuzione) eguaglia la resistenza della membratura
Efid = Rfid(θcr)
Nellrsquoipotesi che la resistenza a caldo si possa esprimere come aliquota di quella ad inizio incendio mediante il coefficiente di riduzione della tensione di snervamento (e dunque NON NEL CASO DI VEIRFICHE DI STABILITAgrave)
Efid = k(θcr)sdotRfid0 Introdotto il coefficiente di utilizzazione ad inizio incendio μ0
d0fi
dfi0 R
E=μ
La condizione di collasso diviene
da cui si deduce la θcrμ0 = kyθcr
(1)
(2)
(3)
(4)Per le sezioni
snelle
in
acciaio θcra
= 350degC
ESPRESSIONE DELLA TEMPERATURA CRITICA
LrsquoANALISI TERMICA
( )t
VA
cK
a
g Δsdotsdot
minussdot=Δ
aρθ
θθ
Analisi semplificata
Modellazione dellrsquoincendio
Proprietagrave del materiale
Analisi FEM
hellip materiale non protetto hellip
Fattoredi sezione
Ksdot(θg ndash θ) sdotdt sdotA = δQ = dU = ρ sdotV sdotca sdotdθ
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
COMBINAZIONI DELLE AZIONI - DM 932007 punto 5
SUCCESSIVA- MENTE
ENTRARONO IN VIGORE LE
NTC 2008
NTC 2008 (DM 1412008 ndash in corso di revisionehellip)
G
G
Q
G
MUTUE INTERAZIONI TRA GLI ELEMENTI
DM 932007 punto 5
QUINDI LrsquoANALISI STRUTTURALE CON CURVE NATURALI DI INCENDIO VA CONDOTTA DI NORMA SULLrsquoINTERA STRUTTURA
APPROCCI ALLrsquoANALISI STRUTTURALE
ANALISI PER SINGOLI ELEMENTICOMODA ED USATA GENERALMENTE SE LrsquoINCENDIO EgraveMODELLATO CON CURVE
NOMINALI
ANALISI DI PARTI DI STRUTTURE O DELLrsquoINTERO COMPLESSO
DA USARE SE LrsquoINCENDIO Egrave
MODELLATO CON CURVE NATURALI
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC3 I metodi di calcolo da utilizzare ai fini del presente decreto sono quelli contenuti negli Eurocodici di seguito indicati se completi delle appendici
contenenti i parametri
definiti a livello nazionale (NOPS
)
C31 EN 1991-1-2 laquoAzioni sulle strutture -
Parte 1-2 Azioni generali -
Azioni sulle strutture esposte al fuocoraquo
C32 EN 1992-1-2 laquoProgettazione delle strutture di calcestruzzo -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C33 EN 1993-1-2 laquoProgettazione delle strutture di acciaio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C34 EN 1994-1-2 laquoProgettazione delle strutture miste acciaio calcestruzzo - Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C35 EN 1995-1-2 laquoProgettazione delle strutture di legno -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C36 EN 1996-1-2 laquoProgettazione delle strutture di muratura -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C37 EN 1999-1-2 laquo(Progettazione delle strutture di alluminio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
GLI ANNESSI NAZIONALI DEGLI EUROCODICI E LA CIRCOLARE 4638 DEL 5 APRILE 2013
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC4 In attesa della pubblicazione delle appendici nazionali degli Eurocodici egrave
possibile limitare limpiego dei metodi di calcolo alla sola verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti con riferimento agli Eurocodici indicati in C32 C33 C34 e C35 con i valori dei parametri da definire a li-vello nazionale presenti nelle norme stesse come valori di riferimento ovvero con riferimento alle norme UNI di seguito indicate
C41 UNI 9502 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di conglomerato cementizio armato normale e precompressoraquo
C42 UNI 9503 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di acciaioraquo
CA3 UNI
9504 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di legnoraquo
POSSIBILITAgrave CESSATA
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC5 I metodi di calcolo di cui in C3 e C4 possono necessitare della determinazione al variare delle temperature dei parametri termofisici dei sistemi protettivi eventualmente presenti sugli elementi costruttivi portanti In questi casi i valori che assumono detti parametri vanno determinati esclusivamente attraverso le prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto ed elencate nella tabella A3 dellallegato A (Norme EN ndr)
I valori dei parametri presenti nelle norme citate in C4 possono essere ancora utilizzati purcheacute
il produttore sulla base di idonee esperienze sperimentali dichiari
sotto la propria responsabilitagrave che il sistema protettivo garantisca le prestazioni definite in suddette norme noncheacute
aderenza e coesione per tutto il tempo
necessario e ne fornisca le indicazioni circa i cicli di posa o di installazione Tale possibilitagrave
decade con lobbligo della marcatura CE dei sistemi protettivi
prevista in
conformitagrave
alla pertinenti specificazioni tecniche ovvero dopo 3 anni dallentrata in vigore del presente decreto (possibilitagrave decaduta ndr)
Elaborazioni numeriche dei valori di detti parametri che esulano dallambito delle prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto o dalle norme citate in C4 sotto le condizioni suddette non sono valide ai fini della verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti (si seguono esclusivamente le norme di prova ndr)
IL METODO TABELLARE
LrsquoUNICO METODO TABELLARE INTESO NEL
SENSO FORNITO DAL DM 4 maggio 1998 Egrave QUELLO DEL
DM 16 febbraio 2007
IPOTESI DI BASEbull
IL METODO TABELLARE Egrave
UN METODO RIGIDO
NON SONO AMMESSE INTERPOLAZIONI O ESTRAPOLAZIONI
bull
GLI ELEMENTI TRUTTURALI SONO ESPOSTI ALLrsquoINCENDIO STANDARD
bull
SONO ESCLUSI I PROFILATI DI CLASSE 4bull
SI CONSIDERANO TRAVI APPOGIATE COLONNE E TIRANTI
bull
IL PRODUTTORE DEI RIVESTIMENTI DEVE DICHIARARNE LrsquoIDONEITArsquo
bull
LA POSSIBILITArsquo
DI RICORRERE ALLE TABELLE DELLrsquoACCIAIO Ersquo
DECADUTA IL 2592010
3 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN ACCIAIO
ACCIAIO
METODI ANALITICI SEMPLIFICATI DELLrsquoEUROCODICE 3 PARTE 1-2
IL METODO DELLA ldquotemperatura criticardquo
Nellrsquoipotesi di distribuzione uniforme della temperatura la condizione di collasso si verifica quando lrsquoeffetto dei carichi (eventualmente ridotti a seguito di ridistribuzione) eguaglia la resistenza della membratura
Efid = Rfid(θcr)
Nellrsquoipotesi che la resistenza a caldo si possa esprimere come aliquota di quella ad inizio incendio mediante il coefficiente di riduzione della tensione di snervamento (e dunque NON NEL CASO DI VEIRFICHE DI STABILITAgrave)
Efid = k(θcr)sdotRfid0 Introdotto il coefficiente di utilizzazione ad inizio incendio μ0
d0fi
dfi0 R
E=μ
La condizione di collasso diviene
da cui si deduce la θcrμ0 = kyθcr
(1)
(2)
(3)
(4)Per le sezioni
snelle
in
acciaio θcra
= 350degC
ESPRESSIONE DELLA TEMPERATURA CRITICA
LrsquoANALISI TERMICA
( )t
VA
cK
a
g Δsdotsdot
minussdot=Δ
aρθ
θθ
Analisi semplificata
Modellazione dellrsquoincendio
Proprietagrave del materiale
Analisi FEM
hellip materiale non protetto hellip
Fattoredi sezione
Ksdot(θg ndash θ) sdotdt sdotA = δQ = dU = ρ sdotV sdotca sdotdθ
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
NTC 2008 (DM 1412008 ndash in corso di revisionehellip)
G
G
Q
G
MUTUE INTERAZIONI TRA GLI ELEMENTI
DM 932007 punto 5
QUINDI LrsquoANALISI STRUTTURALE CON CURVE NATURALI DI INCENDIO VA CONDOTTA DI NORMA SULLrsquoINTERA STRUTTURA
APPROCCI ALLrsquoANALISI STRUTTURALE
ANALISI PER SINGOLI ELEMENTICOMODA ED USATA GENERALMENTE SE LrsquoINCENDIO EgraveMODELLATO CON CURVE
NOMINALI
ANALISI DI PARTI DI STRUTTURE O DELLrsquoINTERO COMPLESSO
DA USARE SE LrsquoINCENDIO Egrave
MODELLATO CON CURVE NATURALI
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC3 I metodi di calcolo da utilizzare ai fini del presente decreto sono quelli contenuti negli Eurocodici di seguito indicati se completi delle appendici
contenenti i parametri
definiti a livello nazionale (NOPS
)
C31 EN 1991-1-2 laquoAzioni sulle strutture -
Parte 1-2 Azioni generali -
Azioni sulle strutture esposte al fuocoraquo
C32 EN 1992-1-2 laquoProgettazione delle strutture di calcestruzzo -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C33 EN 1993-1-2 laquoProgettazione delle strutture di acciaio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C34 EN 1994-1-2 laquoProgettazione delle strutture miste acciaio calcestruzzo - Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C35 EN 1995-1-2 laquoProgettazione delle strutture di legno -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C36 EN 1996-1-2 laquoProgettazione delle strutture di muratura -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C37 EN 1999-1-2 laquo(Progettazione delle strutture di alluminio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
GLI ANNESSI NAZIONALI DEGLI EUROCODICI E LA CIRCOLARE 4638 DEL 5 APRILE 2013
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC4 In attesa della pubblicazione delle appendici nazionali degli Eurocodici egrave
possibile limitare limpiego dei metodi di calcolo alla sola verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti con riferimento agli Eurocodici indicati in C32 C33 C34 e C35 con i valori dei parametri da definire a li-vello nazionale presenti nelle norme stesse come valori di riferimento ovvero con riferimento alle norme UNI di seguito indicate
C41 UNI 9502 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di conglomerato cementizio armato normale e precompressoraquo
C42 UNI 9503 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di acciaioraquo
CA3 UNI
9504 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di legnoraquo
POSSIBILITAgrave CESSATA
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC5 I metodi di calcolo di cui in C3 e C4 possono necessitare della determinazione al variare delle temperature dei parametri termofisici dei sistemi protettivi eventualmente presenti sugli elementi costruttivi portanti In questi casi i valori che assumono detti parametri vanno determinati esclusivamente attraverso le prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto ed elencate nella tabella A3 dellallegato A (Norme EN ndr)
I valori dei parametri presenti nelle norme citate in C4 possono essere ancora utilizzati purcheacute
il produttore sulla base di idonee esperienze sperimentali dichiari
sotto la propria responsabilitagrave che il sistema protettivo garantisca le prestazioni definite in suddette norme noncheacute
aderenza e coesione per tutto il tempo
necessario e ne fornisca le indicazioni circa i cicli di posa o di installazione Tale possibilitagrave
decade con lobbligo della marcatura CE dei sistemi protettivi
prevista in
conformitagrave
alla pertinenti specificazioni tecniche ovvero dopo 3 anni dallentrata in vigore del presente decreto (possibilitagrave decaduta ndr)
Elaborazioni numeriche dei valori di detti parametri che esulano dallambito delle prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto o dalle norme citate in C4 sotto le condizioni suddette non sono valide ai fini della verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti (si seguono esclusivamente le norme di prova ndr)
IL METODO TABELLARE
LrsquoUNICO METODO TABELLARE INTESO NEL
SENSO FORNITO DAL DM 4 maggio 1998 Egrave QUELLO DEL
DM 16 febbraio 2007
IPOTESI DI BASEbull
IL METODO TABELLARE Egrave
UN METODO RIGIDO
NON SONO AMMESSE INTERPOLAZIONI O ESTRAPOLAZIONI
bull
GLI ELEMENTI TRUTTURALI SONO ESPOSTI ALLrsquoINCENDIO STANDARD
bull
SONO ESCLUSI I PROFILATI DI CLASSE 4bull
SI CONSIDERANO TRAVI APPOGIATE COLONNE E TIRANTI
bull
IL PRODUTTORE DEI RIVESTIMENTI DEVE DICHIARARNE LrsquoIDONEITArsquo
bull
LA POSSIBILITArsquo
DI RICORRERE ALLE TABELLE DELLrsquoACCIAIO Ersquo
DECADUTA IL 2592010
3 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN ACCIAIO
ACCIAIO
METODI ANALITICI SEMPLIFICATI DELLrsquoEUROCODICE 3 PARTE 1-2
IL METODO DELLA ldquotemperatura criticardquo
Nellrsquoipotesi di distribuzione uniforme della temperatura la condizione di collasso si verifica quando lrsquoeffetto dei carichi (eventualmente ridotti a seguito di ridistribuzione) eguaglia la resistenza della membratura
Efid = Rfid(θcr)
Nellrsquoipotesi che la resistenza a caldo si possa esprimere come aliquota di quella ad inizio incendio mediante il coefficiente di riduzione della tensione di snervamento (e dunque NON NEL CASO DI VEIRFICHE DI STABILITAgrave)
Efid = k(θcr)sdotRfid0 Introdotto il coefficiente di utilizzazione ad inizio incendio μ0
d0fi
dfi0 R
E=μ
La condizione di collasso diviene
da cui si deduce la θcrμ0 = kyθcr
(1)
(2)
(3)
(4)Per le sezioni
snelle
in
acciaio θcra
= 350degC
ESPRESSIONE DELLA TEMPERATURA CRITICA
LrsquoANALISI TERMICA
( )t
VA
cK
a
g Δsdotsdot
minussdot=Δ
aρθ
θθ
Analisi semplificata
Modellazione dellrsquoincendio
Proprietagrave del materiale
Analisi FEM
hellip materiale non protetto hellip
Fattoredi sezione
Ksdot(θg ndash θ) sdotdt sdotA = δQ = dU = ρ sdotV sdotca sdotdθ
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
MUTUE INTERAZIONI TRA GLI ELEMENTI
DM 932007 punto 5
QUINDI LrsquoANALISI STRUTTURALE CON CURVE NATURALI DI INCENDIO VA CONDOTTA DI NORMA SULLrsquoINTERA STRUTTURA
APPROCCI ALLrsquoANALISI STRUTTURALE
ANALISI PER SINGOLI ELEMENTICOMODA ED USATA GENERALMENTE SE LrsquoINCENDIO EgraveMODELLATO CON CURVE
NOMINALI
ANALISI DI PARTI DI STRUTTURE O DELLrsquoINTERO COMPLESSO
DA USARE SE LrsquoINCENDIO Egrave
MODELLATO CON CURVE NATURALI
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC3 I metodi di calcolo da utilizzare ai fini del presente decreto sono quelli contenuti negli Eurocodici di seguito indicati se completi delle appendici
contenenti i parametri
definiti a livello nazionale (NOPS
)
C31 EN 1991-1-2 laquoAzioni sulle strutture -
Parte 1-2 Azioni generali -
Azioni sulle strutture esposte al fuocoraquo
C32 EN 1992-1-2 laquoProgettazione delle strutture di calcestruzzo -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C33 EN 1993-1-2 laquoProgettazione delle strutture di acciaio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C34 EN 1994-1-2 laquoProgettazione delle strutture miste acciaio calcestruzzo - Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C35 EN 1995-1-2 laquoProgettazione delle strutture di legno -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C36 EN 1996-1-2 laquoProgettazione delle strutture di muratura -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C37 EN 1999-1-2 laquo(Progettazione delle strutture di alluminio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
GLI ANNESSI NAZIONALI DEGLI EUROCODICI E LA CIRCOLARE 4638 DEL 5 APRILE 2013
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC4 In attesa della pubblicazione delle appendici nazionali degli Eurocodici egrave
possibile limitare limpiego dei metodi di calcolo alla sola verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti con riferimento agli Eurocodici indicati in C32 C33 C34 e C35 con i valori dei parametri da definire a li-vello nazionale presenti nelle norme stesse come valori di riferimento ovvero con riferimento alle norme UNI di seguito indicate
C41 UNI 9502 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di conglomerato cementizio armato normale e precompressoraquo
C42 UNI 9503 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di acciaioraquo
CA3 UNI
9504 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di legnoraquo
POSSIBILITAgrave CESSATA
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC5 I metodi di calcolo di cui in C3 e C4 possono necessitare della determinazione al variare delle temperature dei parametri termofisici dei sistemi protettivi eventualmente presenti sugli elementi costruttivi portanti In questi casi i valori che assumono detti parametri vanno determinati esclusivamente attraverso le prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto ed elencate nella tabella A3 dellallegato A (Norme EN ndr)
I valori dei parametri presenti nelle norme citate in C4 possono essere ancora utilizzati purcheacute
il produttore sulla base di idonee esperienze sperimentali dichiari
sotto la propria responsabilitagrave che il sistema protettivo garantisca le prestazioni definite in suddette norme noncheacute
aderenza e coesione per tutto il tempo
necessario e ne fornisca le indicazioni circa i cicli di posa o di installazione Tale possibilitagrave
decade con lobbligo della marcatura CE dei sistemi protettivi
prevista in
conformitagrave
alla pertinenti specificazioni tecniche ovvero dopo 3 anni dallentrata in vigore del presente decreto (possibilitagrave decaduta ndr)
Elaborazioni numeriche dei valori di detti parametri che esulano dallambito delle prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto o dalle norme citate in C4 sotto le condizioni suddette non sono valide ai fini della verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti (si seguono esclusivamente le norme di prova ndr)
IL METODO TABELLARE
LrsquoUNICO METODO TABELLARE INTESO NEL
SENSO FORNITO DAL DM 4 maggio 1998 Egrave QUELLO DEL
DM 16 febbraio 2007
IPOTESI DI BASEbull
IL METODO TABELLARE Egrave
UN METODO RIGIDO
NON SONO AMMESSE INTERPOLAZIONI O ESTRAPOLAZIONI
bull
GLI ELEMENTI TRUTTURALI SONO ESPOSTI ALLrsquoINCENDIO STANDARD
bull
SONO ESCLUSI I PROFILATI DI CLASSE 4bull
SI CONSIDERANO TRAVI APPOGIATE COLONNE E TIRANTI
bull
IL PRODUTTORE DEI RIVESTIMENTI DEVE DICHIARARNE LrsquoIDONEITArsquo
bull
LA POSSIBILITArsquo
DI RICORRERE ALLE TABELLE DELLrsquoACCIAIO Ersquo
DECADUTA IL 2592010
3 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN ACCIAIO
ACCIAIO
METODI ANALITICI SEMPLIFICATI DELLrsquoEUROCODICE 3 PARTE 1-2
IL METODO DELLA ldquotemperatura criticardquo
Nellrsquoipotesi di distribuzione uniforme della temperatura la condizione di collasso si verifica quando lrsquoeffetto dei carichi (eventualmente ridotti a seguito di ridistribuzione) eguaglia la resistenza della membratura
Efid = Rfid(θcr)
Nellrsquoipotesi che la resistenza a caldo si possa esprimere come aliquota di quella ad inizio incendio mediante il coefficiente di riduzione della tensione di snervamento (e dunque NON NEL CASO DI VEIRFICHE DI STABILITAgrave)
Efid = k(θcr)sdotRfid0 Introdotto il coefficiente di utilizzazione ad inizio incendio μ0
d0fi
dfi0 R
E=μ
La condizione di collasso diviene
da cui si deduce la θcrμ0 = kyθcr
(1)
(2)
(3)
(4)Per le sezioni
snelle
in
acciaio θcra
= 350degC
ESPRESSIONE DELLA TEMPERATURA CRITICA
LrsquoANALISI TERMICA
( )t
VA
cK
a
g Δsdotsdot
minussdot=Δ
aρθ
θθ
Analisi semplificata
Modellazione dellrsquoincendio
Proprietagrave del materiale
Analisi FEM
hellip materiale non protetto hellip
Fattoredi sezione
Ksdot(θg ndash θ) sdotdt sdotA = δQ = dU = ρ sdotV sdotca sdotdθ
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
APPROCCI ALLrsquoANALISI STRUTTURALE
ANALISI PER SINGOLI ELEMENTICOMODA ED USATA GENERALMENTE SE LrsquoINCENDIO EgraveMODELLATO CON CURVE
NOMINALI
ANALISI DI PARTI DI STRUTTURE O DELLrsquoINTERO COMPLESSO
DA USARE SE LrsquoINCENDIO Egrave
MODELLATO CON CURVE NATURALI
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC3 I metodi di calcolo da utilizzare ai fini del presente decreto sono quelli contenuti negli Eurocodici di seguito indicati se completi delle appendici
contenenti i parametri
definiti a livello nazionale (NOPS
)
C31 EN 1991-1-2 laquoAzioni sulle strutture -
Parte 1-2 Azioni generali -
Azioni sulle strutture esposte al fuocoraquo
C32 EN 1992-1-2 laquoProgettazione delle strutture di calcestruzzo -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C33 EN 1993-1-2 laquoProgettazione delle strutture di acciaio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C34 EN 1994-1-2 laquoProgettazione delle strutture miste acciaio calcestruzzo - Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C35 EN 1995-1-2 laquoProgettazione delle strutture di legno -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C36 EN 1996-1-2 laquoProgettazione delle strutture di muratura -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C37 EN 1999-1-2 laquo(Progettazione delle strutture di alluminio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
GLI ANNESSI NAZIONALI DEGLI EUROCODICI E LA CIRCOLARE 4638 DEL 5 APRILE 2013
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC4 In attesa della pubblicazione delle appendici nazionali degli Eurocodici egrave
possibile limitare limpiego dei metodi di calcolo alla sola verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti con riferimento agli Eurocodici indicati in C32 C33 C34 e C35 con i valori dei parametri da definire a li-vello nazionale presenti nelle norme stesse come valori di riferimento ovvero con riferimento alle norme UNI di seguito indicate
C41 UNI 9502 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di conglomerato cementizio armato normale e precompressoraquo
C42 UNI 9503 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di acciaioraquo
CA3 UNI
9504 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di legnoraquo
POSSIBILITAgrave CESSATA
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC5 I metodi di calcolo di cui in C3 e C4 possono necessitare della determinazione al variare delle temperature dei parametri termofisici dei sistemi protettivi eventualmente presenti sugli elementi costruttivi portanti In questi casi i valori che assumono detti parametri vanno determinati esclusivamente attraverso le prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto ed elencate nella tabella A3 dellallegato A (Norme EN ndr)
I valori dei parametri presenti nelle norme citate in C4 possono essere ancora utilizzati purcheacute
il produttore sulla base di idonee esperienze sperimentali dichiari
sotto la propria responsabilitagrave che il sistema protettivo garantisca le prestazioni definite in suddette norme noncheacute
aderenza e coesione per tutto il tempo
necessario e ne fornisca le indicazioni circa i cicli di posa o di installazione Tale possibilitagrave
decade con lobbligo della marcatura CE dei sistemi protettivi
prevista in
conformitagrave
alla pertinenti specificazioni tecniche ovvero dopo 3 anni dallentrata in vigore del presente decreto (possibilitagrave decaduta ndr)
Elaborazioni numeriche dei valori di detti parametri che esulano dallambito delle prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto o dalle norme citate in C4 sotto le condizioni suddette non sono valide ai fini della verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti (si seguono esclusivamente le norme di prova ndr)
IL METODO TABELLARE
LrsquoUNICO METODO TABELLARE INTESO NEL
SENSO FORNITO DAL DM 4 maggio 1998 Egrave QUELLO DEL
DM 16 febbraio 2007
IPOTESI DI BASEbull
IL METODO TABELLARE Egrave
UN METODO RIGIDO
NON SONO AMMESSE INTERPOLAZIONI O ESTRAPOLAZIONI
bull
GLI ELEMENTI TRUTTURALI SONO ESPOSTI ALLrsquoINCENDIO STANDARD
bull
SONO ESCLUSI I PROFILATI DI CLASSE 4bull
SI CONSIDERANO TRAVI APPOGIATE COLONNE E TIRANTI
bull
IL PRODUTTORE DEI RIVESTIMENTI DEVE DICHIARARNE LrsquoIDONEITArsquo
bull
LA POSSIBILITArsquo
DI RICORRERE ALLE TABELLE DELLrsquoACCIAIO Ersquo
DECADUTA IL 2592010
3 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN ACCIAIO
ACCIAIO
METODI ANALITICI SEMPLIFICATI DELLrsquoEUROCODICE 3 PARTE 1-2
IL METODO DELLA ldquotemperatura criticardquo
Nellrsquoipotesi di distribuzione uniforme della temperatura la condizione di collasso si verifica quando lrsquoeffetto dei carichi (eventualmente ridotti a seguito di ridistribuzione) eguaglia la resistenza della membratura
Efid = Rfid(θcr)
Nellrsquoipotesi che la resistenza a caldo si possa esprimere come aliquota di quella ad inizio incendio mediante il coefficiente di riduzione della tensione di snervamento (e dunque NON NEL CASO DI VEIRFICHE DI STABILITAgrave)
Efid = k(θcr)sdotRfid0 Introdotto il coefficiente di utilizzazione ad inizio incendio μ0
d0fi
dfi0 R
E=μ
La condizione di collasso diviene
da cui si deduce la θcrμ0 = kyθcr
(1)
(2)
(3)
(4)Per le sezioni
snelle
in
acciaio θcra
= 350degC
ESPRESSIONE DELLA TEMPERATURA CRITICA
LrsquoANALISI TERMICA
( )t
VA
cK
a
g Δsdotsdot
minussdot=Δ
aρθ
θθ
Analisi semplificata
Modellazione dellrsquoincendio
Proprietagrave del materiale
Analisi FEM
hellip materiale non protetto hellip
Fattoredi sezione
Ksdot(θg ndash θ) sdotdt sdotA = δQ = dU = ρ sdotV sdotca sdotdθ
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC3 I metodi di calcolo da utilizzare ai fini del presente decreto sono quelli contenuti negli Eurocodici di seguito indicati se completi delle appendici
contenenti i parametri
definiti a livello nazionale (NOPS
)
C31 EN 1991-1-2 laquoAzioni sulle strutture -
Parte 1-2 Azioni generali -
Azioni sulle strutture esposte al fuocoraquo
C32 EN 1992-1-2 laquoProgettazione delle strutture di calcestruzzo -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C33 EN 1993-1-2 laquoProgettazione delle strutture di acciaio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C34 EN 1994-1-2 laquoProgettazione delle strutture miste acciaio calcestruzzo - Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C35 EN 1995-1-2 laquoProgettazione delle strutture di legno -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C36 EN 1996-1-2 laquoProgettazione delle strutture di muratura -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
C37 EN 1999-1-2 laquo(Progettazione delle strutture di alluminio -
Parte 1-2 Regole generali -
Progettazione strutturale contro lincendioraquo
GLI ANNESSI NAZIONALI DEGLI EUROCODICI E LA CIRCOLARE 4638 DEL 5 APRILE 2013
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC4 In attesa della pubblicazione delle appendici nazionali degli Eurocodici egrave
possibile limitare limpiego dei metodi di calcolo alla sola verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti con riferimento agli Eurocodici indicati in C32 C33 C34 e C35 con i valori dei parametri da definire a li-vello nazionale presenti nelle norme stesse come valori di riferimento ovvero con riferimento alle norme UNI di seguito indicate
C41 UNI 9502 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di conglomerato cementizio armato normale e precompressoraquo
C42 UNI 9503 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di acciaioraquo
CA3 UNI
9504 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di legnoraquo
POSSIBILITAgrave CESSATA
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC5 I metodi di calcolo di cui in C3 e C4 possono necessitare della determinazione al variare delle temperature dei parametri termofisici dei sistemi protettivi eventualmente presenti sugli elementi costruttivi portanti In questi casi i valori che assumono detti parametri vanno determinati esclusivamente attraverso le prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto ed elencate nella tabella A3 dellallegato A (Norme EN ndr)
I valori dei parametri presenti nelle norme citate in C4 possono essere ancora utilizzati purcheacute
il produttore sulla base di idonee esperienze sperimentali dichiari
sotto la propria responsabilitagrave che il sistema protettivo garantisca le prestazioni definite in suddette norme noncheacute
aderenza e coesione per tutto il tempo
necessario e ne fornisca le indicazioni circa i cicli di posa o di installazione Tale possibilitagrave
decade con lobbligo della marcatura CE dei sistemi protettivi
prevista in
conformitagrave
alla pertinenti specificazioni tecniche ovvero dopo 3 anni dallentrata in vigore del presente decreto (possibilitagrave decaduta ndr)
Elaborazioni numeriche dei valori di detti parametri che esulano dallambito delle prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto o dalle norme citate in C4 sotto le condizioni suddette non sono valide ai fini della verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti (si seguono esclusivamente le norme di prova ndr)
IL METODO TABELLARE
LrsquoUNICO METODO TABELLARE INTESO NEL
SENSO FORNITO DAL DM 4 maggio 1998 Egrave QUELLO DEL
DM 16 febbraio 2007
IPOTESI DI BASEbull
IL METODO TABELLARE Egrave
UN METODO RIGIDO
NON SONO AMMESSE INTERPOLAZIONI O ESTRAPOLAZIONI
bull
GLI ELEMENTI TRUTTURALI SONO ESPOSTI ALLrsquoINCENDIO STANDARD
bull
SONO ESCLUSI I PROFILATI DI CLASSE 4bull
SI CONSIDERANO TRAVI APPOGIATE COLONNE E TIRANTI
bull
IL PRODUTTORE DEI RIVESTIMENTI DEVE DICHIARARNE LrsquoIDONEITArsquo
bull
LA POSSIBILITArsquo
DI RICORRERE ALLE TABELLE DELLrsquoACCIAIO Ersquo
DECADUTA IL 2592010
3 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN ACCIAIO
ACCIAIO
METODI ANALITICI SEMPLIFICATI DELLrsquoEUROCODICE 3 PARTE 1-2
IL METODO DELLA ldquotemperatura criticardquo
Nellrsquoipotesi di distribuzione uniforme della temperatura la condizione di collasso si verifica quando lrsquoeffetto dei carichi (eventualmente ridotti a seguito di ridistribuzione) eguaglia la resistenza della membratura
Efid = Rfid(θcr)
Nellrsquoipotesi che la resistenza a caldo si possa esprimere come aliquota di quella ad inizio incendio mediante il coefficiente di riduzione della tensione di snervamento (e dunque NON NEL CASO DI VEIRFICHE DI STABILITAgrave)
Efid = k(θcr)sdotRfid0 Introdotto il coefficiente di utilizzazione ad inizio incendio μ0
d0fi
dfi0 R
E=μ
La condizione di collasso diviene
da cui si deduce la θcrμ0 = kyθcr
(1)
(2)
(3)
(4)Per le sezioni
snelle
in
acciaio θcra
= 350degC
ESPRESSIONE DELLA TEMPERATURA CRITICA
LrsquoANALISI TERMICA
( )t
VA
cK
a
g Δsdotsdot
minussdot=Δ
aρθ
θθ
Analisi semplificata
Modellazione dellrsquoincendio
Proprietagrave del materiale
Analisi FEM
hellip materiale non protetto hellip
Fattoredi sezione
Ksdot(θg ndash θ) sdotdt sdotA = δQ = dU = ρ sdotV sdotca sdotdθ
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
GLI ANNESSI NAZIONALI DEGLI EUROCODICI E LA CIRCOLARE 4638 DEL 5 APRILE 2013
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC4 In attesa della pubblicazione delle appendici nazionali degli Eurocodici egrave
possibile limitare limpiego dei metodi di calcolo alla sola verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti con riferimento agli Eurocodici indicati in C32 C33 C34 e C35 con i valori dei parametri da definire a li-vello nazionale presenti nelle norme stesse come valori di riferimento ovvero con riferimento alle norme UNI di seguito indicate
C41 UNI 9502 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di conglomerato cementizio armato normale e precompressoraquo
C42 UNI 9503 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di acciaioraquo
CA3 UNI
9504 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di legnoraquo
POSSIBILITAgrave CESSATA
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC5 I metodi di calcolo di cui in C3 e C4 possono necessitare della determinazione al variare delle temperature dei parametri termofisici dei sistemi protettivi eventualmente presenti sugli elementi costruttivi portanti In questi casi i valori che assumono detti parametri vanno determinati esclusivamente attraverso le prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto ed elencate nella tabella A3 dellallegato A (Norme EN ndr)
I valori dei parametri presenti nelle norme citate in C4 possono essere ancora utilizzati purcheacute
il produttore sulla base di idonee esperienze sperimentali dichiari
sotto la propria responsabilitagrave che il sistema protettivo garantisca le prestazioni definite in suddette norme noncheacute
aderenza e coesione per tutto il tempo
necessario e ne fornisca le indicazioni circa i cicli di posa o di installazione Tale possibilitagrave
decade con lobbligo della marcatura CE dei sistemi protettivi
prevista in
conformitagrave
alla pertinenti specificazioni tecniche ovvero dopo 3 anni dallentrata in vigore del presente decreto (possibilitagrave decaduta ndr)
Elaborazioni numeriche dei valori di detti parametri che esulano dallambito delle prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto o dalle norme citate in C4 sotto le condizioni suddette non sono valide ai fini della verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti (si seguono esclusivamente le norme di prova ndr)
IL METODO TABELLARE
LrsquoUNICO METODO TABELLARE INTESO NEL
SENSO FORNITO DAL DM 4 maggio 1998 Egrave QUELLO DEL
DM 16 febbraio 2007
IPOTESI DI BASEbull
IL METODO TABELLARE Egrave
UN METODO RIGIDO
NON SONO AMMESSE INTERPOLAZIONI O ESTRAPOLAZIONI
bull
GLI ELEMENTI TRUTTURALI SONO ESPOSTI ALLrsquoINCENDIO STANDARD
bull
SONO ESCLUSI I PROFILATI DI CLASSE 4bull
SI CONSIDERANO TRAVI APPOGIATE COLONNE E TIRANTI
bull
IL PRODUTTORE DEI RIVESTIMENTI DEVE DICHIARARNE LrsquoIDONEITArsquo
bull
LA POSSIBILITArsquo
DI RICORRERE ALLE TABELLE DELLrsquoACCIAIO Ersquo
DECADUTA IL 2592010
3 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN ACCIAIO
ACCIAIO
METODI ANALITICI SEMPLIFICATI DELLrsquoEUROCODICE 3 PARTE 1-2
IL METODO DELLA ldquotemperatura criticardquo
Nellrsquoipotesi di distribuzione uniforme della temperatura la condizione di collasso si verifica quando lrsquoeffetto dei carichi (eventualmente ridotti a seguito di ridistribuzione) eguaglia la resistenza della membratura
Efid = Rfid(θcr)
Nellrsquoipotesi che la resistenza a caldo si possa esprimere come aliquota di quella ad inizio incendio mediante il coefficiente di riduzione della tensione di snervamento (e dunque NON NEL CASO DI VEIRFICHE DI STABILITAgrave)
Efid = k(θcr)sdotRfid0 Introdotto il coefficiente di utilizzazione ad inizio incendio μ0
d0fi
dfi0 R
E=μ
La condizione di collasso diviene
da cui si deduce la θcrμ0 = kyθcr
(1)
(2)
(3)
(4)Per le sezioni
snelle
in
acciaio θcra
= 350degC
ESPRESSIONE DELLA TEMPERATURA CRITICA
LrsquoANALISI TERMICA
( )t
VA
cK
a
g Δsdotsdot
minussdot=Δ
aρθ
θθ
Analisi semplificata
Modellazione dellrsquoincendio
Proprietagrave del materiale
Analisi FEM
hellip materiale non protetto hellip
Fattoredi sezione
Ksdot(θg ndash θ) sdotdt sdotA = δQ = dU = ρ sdotV sdotca sdotdθ
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC4 In attesa della pubblicazione delle appendici nazionali degli Eurocodici egrave
possibile limitare limpiego dei metodi di calcolo alla sola verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti con riferimento agli Eurocodici indicati in C32 C33 C34 e C35 con i valori dei parametri da definire a li-vello nazionale presenti nelle norme stesse come valori di riferimento ovvero con riferimento alle norme UNI di seguito indicate
C41 UNI 9502 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di conglomerato cementizio armato normale e precompressoraquo
C42 UNI 9503 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di acciaioraquo
CA3 UNI
9504 laquoProcedimento analitico per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costrut-tivi di legnoraquo
POSSIBILITAgrave CESSATA
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC5 I metodi di calcolo di cui in C3 e C4 possono necessitare della determinazione al variare delle temperature dei parametri termofisici dei sistemi protettivi eventualmente presenti sugli elementi costruttivi portanti In questi casi i valori che assumono detti parametri vanno determinati esclusivamente attraverso le prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto ed elencate nella tabella A3 dellallegato A (Norme EN ndr)
I valori dei parametri presenti nelle norme citate in C4 possono essere ancora utilizzati purcheacute
il produttore sulla base di idonee esperienze sperimentali dichiari
sotto la propria responsabilitagrave che il sistema protettivo garantisca le prestazioni definite in suddette norme noncheacute
aderenza e coesione per tutto il tempo
necessario e ne fornisca le indicazioni circa i cicli di posa o di installazione Tale possibilitagrave
decade con lobbligo della marcatura CE dei sistemi protettivi
prevista in
conformitagrave
alla pertinenti specificazioni tecniche ovvero dopo 3 anni dallentrata in vigore del presente decreto (possibilitagrave decaduta ndr)
Elaborazioni numeriche dei valori di detti parametri che esulano dallambito delle prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto o dalle norme citate in C4 sotto le condizioni suddette non sono valide ai fini della verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti (si seguono esclusivamente le norme di prova ndr)
IL METODO TABELLARE
LrsquoUNICO METODO TABELLARE INTESO NEL
SENSO FORNITO DAL DM 4 maggio 1998 Egrave QUELLO DEL
DM 16 febbraio 2007
IPOTESI DI BASEbull
IL METODO TABELLARE Egrave
UN METODO RIGIDO
NON SONO AMMESSE INTERPOLAZIONI O ESTRAPOLAZIONI
bull
GLI ELEMENTI TRUTTURALI SONO ESPOSTI ALLrsquoINCENDIO STANDARD
bull
SONO ESCLUSI I PROFILATI DI CLASSE 4bull
SI CONSIDERANO TRAVI APPOGIATE COLONNE E TIRANTI
bull
IL PRODUTTORE DEI RIVESTIMENTI DEVE DICHIARARNE LrsquoIDONEITArsquo
bull
LA POSSIBILITArsquo
DI RICORRERE ALLE TABELLE DELLrsquoACCIAIO Ersquo
DECADUTA IL 2592010
3 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN ACCIAIO
ACCIAIO
METODI ANALITICI SEMPLIFICATI DELLrsquoEUROCODICE 3 PARTE 1-2
IL METODO DELLA ldquotemperatura criticardquo
Nellrsquoipotesi di distribuzione uniforme della temperatura la condizione di collasso si verifica quando lrsquoeffetto dei carichi (eventualmente ridotti a seguito di ridistribuzione) eguaglia la resistenza della membratura
Efid = Rfid(θcr)
Nellrsquoipotesi che la resistenza a caldo si possa esprimere come aliquota di quella ad inizio incendio mediante il coefficiente di riduzione della tensione di snervamento (e dunque NON NEL CASO DI VEIRFICHE DI STABILITAgrave)
Efid = k(θcr)sdotRfid0 Introdotto il coefficiente di utilizzazione ad inizio incendio μ0
d0fi
dfi0 R
E=μ
La condizione di collasso diviene
da cui si deduce la θcrμ0 = kyθcr
(1)
(2)
(3)
(4)Per le sezioni
snelle
in
acciaio θcra
= 350degC
ESPRESSIONE DELLA TEMPERATURA CRITICA
LrsquoANALISI TERMICA
( )t
VA
cK
a
g Δsdotsdot
minussdot=Δ
aρθ
θθ
Analisi semplificata
Modellazione dellrsquoincendio
Proprietagrave del materiale
Analisi FEM
hellip materiale non protetto hellip
Fattoredi sezione
Ksdot(θg ndash θ) sdotdt sdotA = δQ = dU = ρ sdotV sdotca sdotdθ
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
IL FOCUS SUL METODO ANALITICOC5 I metodi di calcolo di cui in C3 e C4 possono necessitare della determinazione al variare delle temperature dei parametri termofisici dei sistemi protettivi eventualmente presenti sugli elementi costruttivi portanti In questi casi i valori che assumono detti parametri vanno determinati esclusivamente attraverso le prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto ed elencate nella tabella A3 dellallegato A (Norme EN ndr)
I valori dei parametri presenti nelle norme citate in C4 possono essere ancora utilizzati purcheacute
il produttore sulla base di idonee esperienze sperimentali dichiari
sotto la propria responsabilitagrave che il sistema protettivo garantisca le prestazioni definite in suddette norme noncheacute
aderenza e coesione per tutto il tempo
necessario e ne fornisca le indicazioni circa i cicli di posa o di installazione Tale possibilitagrave
decade con lobbligo della marcatura CE dei sistemi protettivi
prevista in
conformitagrave
alla pertinenti specificazioni tecniche ovvero dopo 3 anni dallentrata in vigore del presente decreto (possibilitagrave decaduta ndr)
Elaborazioni numeriche dei valori di detti parametri che esulano dallambito delle prove indicate allarticolo 2 comma 4 del presente decreto o dalle norme citate in C4 sotto le condizioni suddette non sono valide ai fini della verifica della resistenza al fuoco degli elementi costruttivi portanti (si seguono esclusivamente le norme di prova ndr)
IL METODO TABELLARE
LrsquoUNICO METODO TABELLARE INTESO NEL
SENSO FORNITO DAL DM 4 maggio 1998 Egrave QUELLO DEL
DM 16 febbraio 2007
IPOTESI DI BASEbull
IL METODO TABELLARE Egrave
UN METODO RIGIDO
NON SONO AMMESSE INTERPOLAZIONI O ESTRAPOLAZIONI
bull
GLI ELEMENTI TRUTTURALI SONO ESPOSTI ALLrsquoINCENDIO STANDARD
bull
SONO ESCLUSI I PROFILATI DI CLASSE 4bull
SI CONSIDERANO TRAVI APPOGIATE COLONNE E TIRANTI
bull
IL PRODUTTORE DEI RIVESTIMENTI DEVE DICHIARARNE LrsquoIDONEITArsquo
bull
LA POSSIBILITArsquo
DI RICORRERE ALLE TABELLE DELLrsquoACCIAIO Ersquo
DECADUTA IL 2592010
3 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN ACCIAIO
ACCIAIO
METODI ANALITICI SEMPLIFICATI DELLrsquoEUROCODICE 3 PARTE 1-2
IL METODO DELLA ldquotemperatura criticardquo
Nellrsquoipotesi di distribuzione uniforme della temperatura la condizione di collasso si verifica quando lrsquoeffetto dei carichi (eventualmente ridotti a seguito di ridistribuzione) eguaglia la resistenza della membratura
Efid = Rfid(θcr)
Nellrsquoipotesi che la resistenza a caldo si possa esprimere come aliquota di quella ad inizio incendio mediante il coefficiente di riduzione della tensione di snervamento (e dunque NON NEL CASO DI VEIRFICHE DI STABILITAgrave)
Efid = k(θcr)sdotRfid0 Introdotto il coefficiente di utilizzazione ad inizio incendio μ0
d0fi
dfi0 R
E=μ
La condizione di collasso diviene
da cui si deduce la θcrμ0 = kyθcr
(1)
(2)
(3)
(4)Per le sezioni
snelle
in
acciaio θcra
= 350degC
ESPRESSIONE DELLA TEMPERATURA CRITICA
LrsquoANALISI TERMICA
( )t
VA
cK
a
g Δsdotsdot
minussdot=Δ
aρθ
θθ
Analisi semplificata
Modellazione dellrsquoincendio
Proprietagrave del materiale
Analisi FEM
hellip materiale non protetto hellip
Fattoredi sezione
Ksdot(θg ndash θ) sdotdt sdotA = δQ = dU = ρ sdotV sdotca sdotdθ
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
IL METODO TABELLARE
LrsquoUNICO METODO TABELLARE INTESO NEL
SENSO FORNITO DAL DM 4 maggio 1998 Egrave QUELLO DEL
DM 16 febbraio 2007
IPOTESI DI BASEbull
IL METODO TABELLARE Egrave
UN METODO RIGIDO
NON SONO AMMESSE INTERPOLAZIONI O ESTRAPOLAZIONI
bull
GLI ELEMENTI TRUTTURALI SONO ESPOSTI ALLrsquoINCENDIO STANDARD
bull
SONO ESCLUSI I PROFILATI DI CLASSE 4bull
SI CONSIDERANO TRAVI APPOGIATE COLONNE E TIRANTI
bull
IL PRODUTTORE DEI RIVESTIMENTI DEVE DICHIARARNE LrsquoIDONEITArsquo
bull
LA POSSIBILITArsquo
DI RICORRERE ALLE TABELLE DELLrsquoACCIAIO Ersquo
DECADUTA IL 2592010
3 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN ACCIAIO
ACCIAIO
METODI ANALITICI SEMPLIFICATI DELLrsquoEUROCODICE 3 PARTE 1-2
IL METODO DELLA ldquotemperatura criticardquo
Nellrsquoipotesi di distribuzione uniforme della temperatura la condizione di collasso si verifica quando lrsquoeffetto dei carichi (eventualmente ridotti a seguito di ridistribuzione) eguaglia la resistenza della membratura
Efid = Rfid(θcr)
Nellrsquoipotesi che la resistenza a caldo si possa esprimere come aliquota di quella ad inizio incendio mediante il coefficiente di riduzione della tensione di snervamento (e dunque NON NEL CASO DI VEIRFICHE DI STABILITAgrave)
Efid = k(θcr)sdotRfid0 Introdotto il coefficiente di utilizzazione ad inizio incendio μ0
d0fi
dfi0 R
E=μ
La condizione di collasso diviene
da cui si deduce la θcrμ0 = kyθcr
(1)
(2)
(3)
(4)Per le sezioni
snelle
in
acciaio θcra
= 350degC
ESPRESSIONE DELLA TEMPERATURA CRITICA
LrsquoANALISI TERMICA
( )t
VA
cK
a
g Δsdotsdot
minussdot=Δ
aρθ
θθ
Analisi semplificata
Modellazione dellrsquoincendio
Proprietagrave del materiale
Analisi FEM
hellip materiale non protetto hellip
Fattoredi sezione
Ksdot(θg ndash θ) sdotdt sdotA = δQ = dU = ρ sdotV sdotca sdotdθ
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
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(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
IPOTESI DI BASEbull
IL METODO TABELLARE Egrave
UN METODO RIGIDO
NON SONO AMMESSE INTERPOLAZIONI O ESTRAPOLAZIONI
bull
GLI ELEMENTI TRUTTURALI SONO ESPOSTI ALLrsquoINCENDIO STANDARD
bull
SONO ESCLUSI I PROFILATI DI CLASSE 4bull
SI CONSIDERANO TRAVI APPOGIATE COLONNE E TIRANTI
bull
IL PRODUTTORE DEI RIVESTIMENTI DEVE DICHIARARNE LrsquoIDONEITArsquo
bull
LA POSSIBILITArsquo
DI RICORRERE ALLE TABELLE DELLrsquoACCIAIO Ersquo
DECADUTA IL 2592010
3 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN ACCIAIO
ACCIAIO
METODI ANALITICI SEMPLIFICATI DELLrsquoEUROCODICE 3 PARTE 1-2
IL METODO DELLA ldquotemperatura criticardquo
Nellrsquoipotesi di distribuzione uniforme della temperatura la condizione di collasso si verifica quando lrsquoeffetto dei carichi (eventualmente ridotti a seguito di ridistribuzione) eguaglia la resistenza della membratura
Efid = Rfid(θcr)
Nellrsquoipotesi che la resistenza a caldo si possa esprimere come aliquota di quella ad inizio incendio mediante il coefficiente di riduzione della tensione di snervamento (e dunque NON NEL CASO DI VEIRFICHE DI STABILITAgrave)
Efid = k(θcr)sdotRfid0 Introdotto il coefficiente di utilizzazione ad inizio incendio μ0
d0fi
dfi0 R
E=μ
La condizione di collasso diviene
da cui si deduce la θcrμ0 = kyθcr
(1)
(2)
(3)
(4)Per le sezioni
snelle
in
acciaio θcra
= 350degC
ESPRESSIONE DELLA TEMPERATURA CRITICA
LrsquoANALISI TERMICA
( )t
VA
cK
a
g Δsdotsdot
minussdot=Δ
aρθ
θθ
Analisi semplificata
Modellazione dellrsquoincendio
Proprietagrave del materiale
Analisi FEM
hellip materiale non protetto hellip
Fattoredi sezione
Ksdot(θg ndash θ) sdotdt sdotA = δQ = dU = ρ sdotV sdotca sdotdθ
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
3 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN ACCIAIO
ACCIAIO
METODI ANALITICI SEMPLIFICATI DELLrsquoEUROCODICE 3 PARTE 1-2
IL METODO DELLA ldquotemperatura criticardquo
Nellrsquoipotesi di distribuzione uniforme della temperatura la condizione di collasso si verifica quando lrsquoeffetto dei carichi (eventualmente ridotti a seguito di ridistribuzione) eguaglia la resistenza della membratura
Efid = Rfid(θcr)
Nellrsquoipotesi che la resistenza a caldo si possa esprimere come aliquota di quella ad inizio incendio mediante il coefficiente di riduzione della tensione di snervamento (e dunque NON NEL CASO DI VEIRFICHE DI STABILITAgrave)
Efid = k(θcr)sdotRfid0 Introdotto il coefficiente di utilizzazione ad inizio incendio μ0
d0fi
dfi0 R
E=μ
La condizione di collasso diviene
da cui si deduce la θcrμ0 = kyθcr
(1)
(2)
(3)
(4)Per le sezioni
snelle
in
acciaio θcra
= 350degC
ESPRESSIONE DELLA TEMPERATURA CRITICA
LrsquoANALISI TERMICA
( )t
VA
cK
a
g Δsdotsdot
minussdot=Δ
aρθ
θθ
Analisi semplificata
Modellazione dellrsquoincendio
Proprietagrave del materiale
Analisi FEM
hellip materiale non protetto hellip
Fattoredi sezione
Ksdot(θg ndash θ) sdotdt sdotA = δQ = dU = ρ sdotV sdotca sdotdθ
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
ACCIAIO
METODI ANALITICI SEMPLIFICATI DELLrsquoEUROCODICE 3 PARTE 1-2
IL METODO DELLA ldquotemperatura criticardquo
Nellrsquoipotesi di distribuzione uniforme della temperatura la condizione di collasso si verifica quando lrsquoeffetto dei carichi (eventualmente ridotti a seguito di ridistribuzione) eguaglia la resistenza della membratura
Efid = Rfid(θcr)
Nellrsquoipotesi che la resistenza a caldo si possa esprimere come aliquota di quella ad inizio incendio mediante il coefficiente di riduzione della tensione di snervamento (e dunque NON NEL CASO DI VEIRFICHE DI STABILITAgrave)
Efid = k(θcr)sdotRfid0 Introdotto il coefficiente di utilizzazione ad inizio incendio μ0
d0fi
dfi0 R
E=μ
La condizione di collasso diviene
da cui si deduce la θcrμ0 = kyθcr
(1)
(2)
(3)
(4)Per le sezioni
snelle
in
acciaio θcra
= 350degC
ESPRESSIONE DELLA TEMPERATURA CRITICA
LrsquoANALISI TERMICA
( )t
VA
cK
a
g Δsdotsdot
minussdot=Δ
aρθ
θθ
Analisi semplificata
Modellazione dellrsquoincendio
Proprietagrave del materiale
Analisi FEM
hellip materiale non protetto hellip
Fattoredi sezione
Ksdot(θg ndash θ) sdotdt sdotA = δQ = dU = ρ sdotV sdotca sdotdθ
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
IL METODO DELLA ldquotemperatura criticardquo
Nellrsquoipotesi di distribuzione uniforme della temperatura la condizione di collasso si verifica quando lrsquoeffetto dei carichi (eventualmente ridotti a seguito di ridistribuzione) eguaglia la resistenza della membratura
Efid = Rfid(θcr)
Nellrsquoipotesi che la resistenza a caldo si possa esprimere come aliquota di quella ad inizio incendio mediante il coefficiente di riduzione della tensione di snervamento (e dunque NON NEL CASO DI VEIRFICHE DI STABILITAgrave)
Efid = k(θcr)sdotRfid0 Introdotto il coefficiente di utilizzazione ad inizio incendio μ0
d0fi
dfi0 R
E=μ
La condizione di collasso diviene
da cui si deduce la θcrμ0 = kyθcr
(1)
(2)
(3)
(4)Per le sezioni
snelle
in
acciaio θcra
= 350degC
ESPRESSIONE DELLA TEMPERATURA CRITICA
LrsquoANALISI TERMICA
( )t
VA
cK
a
g Δsdotsdot
minussdot=Δ
aρθ
θθ
Analisi semplificata
Modellazione dellrsquoincendio
Proprietagrave del materiale
Analisi FEM
hellip materiale non protetto hellip
Fattoredi sezione
Ksdot(θg ndash θ) sdotdt sdotA = δQ = dU = ρ sdotV sdotca sdotdθ
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
ESPRESSIONE DELLA TEMPERATURA CRITICA
LrsquoANALISI TERMICA
( )t
VA
cK
a
g Δsdotsdot
minussdot=Δ
aρθ
θθ
Analisi semplificata
Modellazione dellrsquoincendio
Proprietagrave del materiale
Analisi FEM
hellip materiale non protetto hellip
Fattoredi sezione
Ksdot(θg ndash θ) sdotdt sdotA = δQ = dU = ρ sdotV sdotca sdotdθ
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
LrsquoANALISI TERMICA
( )t
VA
cK
a
g Δsdotsdot
minussdot=Δ
aρθ
θθ
Analisi semplificata
Modellazione dellrsquoincendio
Proprietagrave del materiale
Analisi FEM
hellip materiale non protetto hellip
Fattoredi sezione
Ksdot(θg ndash θ) sdotdt sdotA = δQ = dU = ρ sdotV sdotca sdotdθ
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
LrsquoANALISI TERMICA
Modellazione dellrsquoincendio
Fattoredi sezione
Proprietagrave del protettivo
hellip materiale protetto hellip VA
dρcρc p
paa
pp sdotsdotsdot
sdot=φ
gt10atgtp
aap
pat ∆θ1e-∆t
31
θθV
Aρcd
λ∆θ ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛minussdot
+
minussdotsdot
sdotsdot=
φ
φ
Proprietagrave del materiale
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
LE PROPRIETAgrave
DEI PROTETTIVI DELLrsquoACCIAIO
Si valutano in base alle due norme europee
EN 13381-4 reattivi e passivi
EN 13381-8 reattivi
Egrave
di fondamentale importanza la definizione del fattore di sezione AV
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
LE CURVE DI
RISCALDAMENTO
Per gli elementi protetti queste curve possono essere costruite solo se sono noti i valori dei parametri termofisici dei protettivi in base alle norme EN 13381-4 e EN 13381-8
00 =sdotsdotsdot
sdot=rArr=
VA
dρcρc
c pp
aa
ppp φ
Si trascura lrsquoassorbimento del protettivo
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
UN ESEMPIO APPLICATIVO PROGETTO DI
UNA TRAVE INFLESSA R30
qfid
= 200kNm
L = 60 m
Mfid
= qfid
xL28= 90 kNm
Mrd0
= Wxfy
γa
= 642550x23510 = 151 kNm
(γa
= 10 in base al NAD)
μ0
= Mfid
Mrd0
= 90151 = 06
HE200B (AV aderente = 156 m-1)
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
CALCOLO DELLA TEMPERATURA CRITICA
θacr
(06) = 554degC
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
CALCOLO DELLA TEMPERATURA DELLA TRAVE NON PROTETTA DOPO 30 minuti
760degC gt 554degC
LA TRAVE DEVE ESSERE PROTETTA
AV = 156 m-1
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
PROGETTO DEL PROTETTIVOSi sceglie un protettivo di tipo reattivo applicato a pennello sulla trave testato in base alla EN 13381-4 Dal rapporto di valutazione emesso da un laboratorio abilitato si evince che servono 400 μm di protettivo per tenere il profilo al di sotto della
temperatura critica
R30
350degC
400degC
450degC
500degC
550degC600degC
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 50 100 150 200 250 300
AmV (m-1)
Spes
sore
di p
rote
ttivo
( μm
)
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
UN ESEMPIO APPLICATIVO VERIFICA DI UNA COLONNA COMPRESSA
HEA 200
A = 5380 mm2
p = 1136 mm
Acciaio S355
H = 3m
Nfid
= 400 kN Esposizione 15 minuti allrsquoincendio ISO 834 sui quattro lati
La verifica egrave
soddisfatta se
Nfid lt Nbfiθrd
mfi
yθyfidRθbfi
fkAN
γχ
sdotsdotsdot=
= 10
MEMO
Relazione valida solo per profilati di classe 1 2 e 3 Per i profilati di classe 4 la θcr
egrave di 350 degC
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
1 DETERMINAZIONE DELLA TEMPERAURA DEL PROFILATO (θa
)
Am
V = pA = 11365380 = 0211 mm-1
= 211 m-1
θa cong
620 degC
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
2 CALCOLO DELLA TENSIONE DI SNERVAMENTO DI PROGETTO A CALDO (fyθd
)
fyθd
= fy
sdot
kyθ γmfi
=
= 355 sdot
042 10 =
= 150 Nmm2
620 degC
ky620 = 042
kE620 = 027
θa = 620degC
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
Parametri Formulazione a freddo Formulazione a caldo
χ χfi 22 λΦΦ
1
minus+
2θ
2θθ λΦΦ
1
minus+
Φ Φθ 05[1+η+ λ 2] 05[1+ηθ+ λ θ2]
η ηθ η = α ( λ -02) η = αθ λ θ
α αθ Valore tabellato (013 divide 076) y
θ f235065α =
λ λ θ cr
y
NfA
λsdot
= θE
θy
θE
θy
cr
yθ k
kλ
kk
NfA
λ =sdotsdot
=
Snellezza adimensionalizzata
Parametro di imperfezione
θ
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
3 CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI RIDUZIONE DELLA RESISTENZA PLASTICA (χfi
)
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=
09830270420788
kk
λkk
NfA
λθE
θy
θE
θy
cr
yθ ===sdot
sdot=
0529355235065
f235065α
yθ ===
052009830529λαη θθθ =sdot=sdot=
050098312431243
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0520+09832) = 1243
3 m
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
4 VERIFICA A CALDO
KN 40010
3550425380050fk
ANmfi
yθyfidRθbfi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot=γ
χ
La verifica egrave soddisfatta
La temperatura di 620degC egrave
la temperatura critica del profilato in quanto la resistenza eguaglia lrsquoazione corrispondente
Qualora la verifica non fosse stata soddisfatta sarebbe stato necessario proteggere opportunamente il profilato per
ritardarne il riscaldamento
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
APPLICANDO brutalmente IL METODO DELLA TEMPERATURA CRITICA
NEL CASO DI VERIFICHE DI STABILITArsquo IL METODO DELLA TEMEPRATURA CRITICA NON RISULTA CONSERVATIVO
d0fi
dfi0 R
E=μ
Efid
= 400 kN
KN 164210
355105380086fk
ANRmfi
yθyfidRbfi20d0fi =
sdotsdotsdot=
sdotsdotsdot==γ
χ
μ0
= 4001642 = 024 (coefficiente di utilizzazione)
= 697 degC gt 620 degC
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
hellip CALCOLO DELLA RESISTENZA AD INIZIO INCENDIO
3077kN3000
13360000210000πL
EIπN 2
2
2
2
cr =sdotsdot
==
07883077000
3555380N
fAλ
cr
y =sdot
=sdot
=θ
0529355235065
f235065α
yθ ===
041707880529λαη θθθ =sdot=sdot=
086078808480848
1
λΦΦ
1222
θ2
θθ
fi =minus+
=minus+
=χ
Φθ
= 05[1+ηθ
+λθ2]=05(1+0417+05292) = 0848
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
5 CLASSIFICAZIONE DELLA SEZIONE A CALDO
0692355235085
f235085ε
y===
A caldo
ANIMA
20665134
tc
w==
ALI
821082
tc
f==
LA SEZIONE Egrave DI CLASSE 3
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
hellip un decalogo per ricapitolare hellip
1) Dallo schema strutturale (isostatico o iperstatico per la ridistribuzione delle azioni)2) Dalle azioni agenti in condizioni di incendio (per il calcolo coefficiente di utilizzazione μ0 )3) Dalle proprietagrave meccaniche del materiale4) Dalle proprietagrave
termiche del materiale 5) Dalla modellazione dellrsquoincendio (curve nominali curve naturali)6) Dalla presenza di rivestimenti protettivi (lastre vernici hellip)7) Dalla classificazione delle sezioni e dalla loro forma8) Dal fattore di sezione che influisce sulla velocitagrave
di riscaldamento della stessa (AV)
helliped
inoltre
9) Dalla corretta esecuzione ad opera di personale specializzato10) Dalla corretta manutenzione delle strutture
La resistenza al fuoco di una costruzione in generale dipende
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
4 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN CLS ARMATO
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
CEMENTO ARMATO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
2 PARTE 1-2
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
IL METODO DELLrsquoISOTERMA A 500degC (EC2 1-2)
H
B
beff
heff
Isoterma a 500degC
Barra reagente alla temperatura θs
Sezione di cls reagente a 20degC
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
ESEMPIO CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE DI UNA SOLETTA
IN CA DOPO UNrsquoESPOSIZIONE ALLrsquoINCENDIO STANDARD DI 60 minuti SECONDO EC2 1-2
B = 100 cm
H = 25 cm
Copriferro netto 2 cmBarre Oslash 1010rdquo
a =
25
cm
Calcestruzzo fcd
= fck
γcfi
= 2510 = 250 Nmm2
Acciaio fyd
= fyk
γsfi
= 44010 = 4400 Nmm2
εsy
= fyd
Es
= 440(10 x 200000) = 022
I COEFFICIENTI PARZIALI DI SICUREZZA SONO RIPORTATI NEI NAD
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
MAPPATURA TERMICA
θs = 450degC
δgt500degC = 2 cm
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
CALCOLO DEL MOMENTO RESISTENTE
ηsdotfcd λsdotx
Assdotσs
x
t = 60
T60
= 08sdotAs sdot
fyd
= 08sdot10 sdot π sdot 1024 sdot
440100 = 2765 kN
C60
= h sdot
fcd
sdot λ sdot x sdot
B
mm 138100008
102510
276500Bf
Tx
cd
60 =sdotsdotsdot
=sdotsdotsdot
=λη
( ) ( ) 5351383513825-250
xxa-H cu3
s =minus=minus=ε
ε
Mud60
= C60
x (H ndash
a ndash
λsdotx2) = 2764 (250 ndash
25 ndash
08sdot1382) = 607 kNm
lt 25 -
2 = 23 cm
gt εsy
= 022
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
PROGETTO DEL PROTETTIVONellrsquoipotesi che il momento di progetto della soletta sia superiore a
quello
resistente calcolato per lrsquoesposizione allrsquoincendio di 60 minuti (75kNm) si progetta lo spessore di protettivo da applicare per garantire la
resistenza
richiesta dopo il prefissato tempo di esposizione allrsquoincendio
Si adottano i risultati di test condotti in base alla norma ENV 13381-3
Md
= 75 kNm
Mrd60
= 607 kNm
Affinchegrave
il momento resistente di progetto sia pari a 75 kNm egrave
necessario che aumenti lo sforzo di trazione delle barre di armatura penalizzato dalla temperatura raggiunta (450degC rArr
k = 08) Lrsquoapplicazione del protettivo
ldquoraffreddardquo
la sezione e ne incrementa la capacitagrave
portante
Procedendo per tentativi si calcola lo sforzo di trazione delle
barre affincheacute
si raggiunga la richiesta resistenza Tale sforzo egrave
di 345 kN ottenibile con una
tensione di snervamento non ridotta per effetti termici In sostanza lrsquoacciaio deve essere mantenuto ad una temperatura non superiore a 400degC
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
CALCOLO DEL COPRIFERRO DI
PROGETTO DELLrsquoACCIAIO
30 mm
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
CALCOLO DELLO SPESSORE DI PROTETTIVO DI
PROGETTO
Per garantire i 3 cm di copriferro egrave
necessario applicare uno spessore di protettivo allrsquointradosso della soletta tale da risultare equivalente ai 5 mm di calcestruzzo mancanti per i 60 minuti di esposizione allrsquoincendio standard
La norme ENV 13381-3 introduce il concetto di spessore equivalente
Se ne riporta un esempio
dp
(mm) 30 min 60 min 90 min 120 min 180 min 240 min
εdpmin
(mm) 20 39 78 99 101 - -
εpdmax
(mm) 40 53 110 149 165 166 159
La norma ammette lrsquointerpolazione lineare Dallrsquoesempio si vede che uno spessore di 2 mm di protettivo egrave
sufficiente
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
IN CASI PIUgrave
COMPLESSI (SI PUOgrave RICORRERE AI DOMINI DI INTERAZIONE N-M)
Dominio di interazione N-M colonna 40x40 in ca armata con 4Oslash16(esposizione su 4 lati)
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000N (KN)
M (k
Nm
)
A freddo 30 min60 min90 min120 min180 min
Punto di progetto
Inizio incendio
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
CEMENTO ARMATO
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
ELEMENTI IN CA (R)TRAVI APPOGGIATE
Classe Combinazioni possibili di b e a bw
30 b = 80a = 25 120 20 160 15 200 15 80
60 b = 120a = 40 160 35 200 30 300 25 100
90 b = 150a = 55 200 45 300 40 400 35 100
120 b = 200a = 65 240 60 300 55 500 50 120
180 b = 240a = 80 300 70 400 65 600 60 140
240 b = 280a = 90 350 80 500 75 700 70 160
PILASTRI CIRCOLARI (b = Oslash) O RETTANGOLARI (b = bmin )
Classe Esposti su piugrave
lati Esposti su un lato
30 b = 200 a = 30 300 25 160 25
60 b = 250 a = 45 350 40 160 25
90 b = 350 a = 50 45040 160 25
120 b = 350 a = 60 450 50 180 35
180 b = 450 a = 70 - 230 55
240 - - 300 70
ClassePARETI PORTANTI PARETI NON
PORTANTI
Esposte su un lato Esposte su due lati Esposte su un lato
30 s = 120 a = 10 120 10 s = 60
60 s = 130 a = 10 140 10 s = 80
90 s = 140 a = 25 170 25 S = 100
120 s = 160 a = 35 220 35 S = 120
180 s = 210 a = 50 270 55 S = 150
240 s = 270 a = 60 350 60 S = 180
I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di ca e cap
In caso di armatura pre-tesa aumentare i valori di a di 15 mm In presenza di intonaco i valori di b e a ne devono tenere conto nella maniera indicata nella tabella relativa ai solai in ca e
cap
Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilitagrave
del ricoprimento
b b b
bw
COLONNE O PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 mCOLONNE O
PARETI ESPOSTE
Hmax le60m
Hmax le45 m
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
5 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN LEGNO
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
LEGNO
METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
5 PARTE 1-2
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
Perimetro iniziale
Linea di carbonizzazione
Spessore carbonizzato
Zona carbonizzataZona di pirolisi
Zoom
DETERMINAZIONE DELLA VELOCITAgrave
DI CARBONIZZAZIONE
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC5 1-2)
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
SEZIONE RIDOTTA
SEZIONE INIZIALE
ELEMENTI NON PROTETTI ED ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI AVENTI
tchle 20 min
ELEMENTI PROTETTI CON MATERIALI
AVENTI tchgt 20 min
t (min) t (min)
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RIDOTTA
PERIMETRO DELLA SEZIONE
RESIDUA
SPESSORE CARBONIZZATO
βn sdot t
SPESSORE IN FASE DI
CARBONIZZAZIONE
ZONADI
PIROLISI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
12 cm
26 cm
sezione residua
hfi
bfi sezione iniziale
2fiM
20modfid mm
N03001
02425101f
kf =sdot
sdot=γ
=
322
fififi cm 9506
692285
6hb
W =sdot
=sdot
=
fid2fi
fifi f
mmN813
5069007000000
WM
lt===σ
Il frattile al 20 della resistenza egrave
pari a kfi
sdotfk
= 125sdot240 = 30 Nmm2
Il coefficiente kmod
egrave
posto pari a 10La resistenza di progetto del legname egrave
pari a
Dopo 30 minuti di esposizione allrsquoincendio lo spessore carbonizzato egrave
pari adef
= dcharn
+ k0
sdotd0
= 08sdot30 + 10sdot7 = 310 mmLa sezione residua avragrave
le seguenti dimensionibfi
= 12 -
2sdot31 = 58 cmhfi
= 26 ndash
31 = 229 cmIl modulo di resistenza ridotto della trave vale
La massima tensione normale nel legno vale pertanto
Mfid
= 7 kNm
Legno
C24
βn
= 08 mmmin
Verifica
R30
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
6 LA VERIFICA AL FUOCO DEGLI
ELEMENTI IN MURATURA
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
MURATURA
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
6 PARTE 1-2
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
IL METODO DELLA SEZIONE RESIDUA (EC6 1-2)
Si mappa termicamente lrsquoelemento strutturale esposto allrsquoincendio standard si elimina la porzione di materiale ritenuta inefficace ai fini della resistenza e si verifica la membratura caratterizzata dalla porzione di materiale resistente con i metodi ordinari della tecnica delle costruzioni e le regole della parte generale dellrsquoEurocodice 6La resistenza al compressione di progetto per una parete o una colonna esposta allrsquoincendio standard egrave
data dalla seguente espressione
θ1
e θ2
(con θ1
lt θ2
) sono temperature che individuano tre porzioni di sezione trasversale dellrsquoelemento-il materiale a temperatura fino a θ1
egrave
considerato pienamente resistente-il materiale a temperatura superiore a θ2
egrave
considerato inefficace-il materiale a temperatura intermedia tra θ1
e θ2
egrave
considerato parzialmente resistente ()
( )22d11d)i(fidR AfAfN θθθθθ sdot+sdotsdotφ=
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
ESEMPIO METODO DELLA SEZIONE RESIDUA
B
B
Isoterma θ2
Isoterma θ1
tFr
Sezione residua
Pilastro murario 50x50 cmxcm
alto 3 m realizzato in
blocchi di laterizio pieni ed esposto allrsquoincendio standard sui quattro lati per 90 minuti
Lrsquoallegato C di EN 1996 1-2 stabilisce le seguenti due temperature limite per la muratura in esameθ1
= 100degCθ2
= 600degC
Dalla mappatura termica riportata nella figura ldquoC3rdquo
dellrsquoEurocodice EN 1996 1-2 si ricava che lo spessore di muratura a temperatura superiore a 600degC egrave
di 25 cm e lo
spessore di muratura a temperatura superiore a 100degC egrave
di 100 cmPer tale motivo il lato della sezione residua di muratura da considerare nel calcolo egrave
pari a 30 cm e tFR
egrave
pari a 45 cm Lrsquoincremento di eccentricitagrave
dei carichi egrave
in quanto il cimento termico egrave
simmetrico Si trascura il materiale oltre i 100degC
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
MURATURA
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007 E DELLA
CIRCOLARE MI 1522008
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
MURATURE NON PORTANTI (EI)BLOCCHI DI LATERIZIO
Classe
Blocco con percentuale di foratura gt 55
Blocco con percentuale di foratura lt 55
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 80 100 80
60 s = 150 100 120 80
90 s = 180 120 150 100
120 s = 200 150 180 120
180 s = 250 180 200 150
240 s = 300 200 250 180
Intonaco normale intonaco tipo sabbia e cemento sabbia
cemento e calce sabbia calce e gesso e simili caratterizzato da
una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kgm3
Intonaco protettivo antincendio Intonaco tipo gesso vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso perlite e gesso e simili
caratterizzato da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kgm3
Classe
BLOCCHI DI CALCESTRUZZO NORMALE CLS ALLEGGERITO
Blocco con fori
monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Blocco con fori mono o multicamera o pieno
Blocco con fori monocamera
Blocco con fori
multicamera o pieno
Intonaco normale
Intonaco protettivo
antincendio
30 s = 120 100 () 100 () 80 () s = 100 80 ()
60 s = 150 120 () 120 () 100 () s = 120 80 ()
90 s = 180 150 150 120 () s = 150 100 ()
120 s = 240 180 200 150 s = 200 150
180 s = 280 240 250 180 s = 240 200
240 s = 340 300 300 200 s = 300 240
() Solo blocchi pieni (percentuale foratura lt 15)
BLOCCHI DI PIETRA SQUADRATA
Classe Blocco pieno
30 S = 150
60 S = 150
90 S = 250
120 S = 250
180 S = 360
240 S = 360H
le4m
ISO 834
su un lato
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
MURATURE PORTANTI (REI)Materiale Tipo blocco 30 60 90 120 180 240
Laterizio () Pieno (foratura le
15) 120 150 170 200 240 300
Laterizio ()
Semipieno e forato (15 lt foratura le
55 ) 170 170 200 240 280 330
Calcestruz
zo
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Calcestruz
zo leggero ()
Pieno semipieno e forato (foratura le
55 ) 170 170 170 200 240 300
Pietra squadrata Pieno (foratura le
15 ) 170 170 250 280 360 400
() presenza di 10 mm di intonaco su ambedue le facce ovvero di
20 mm sulla sola faccia esposta al fuoco i valori in tabella si riferiscono agli
elementi di laterizio sia normale che alleggerito in pasta
() massa volumica netta non superiore a 1700 kgm3
H le
8m
hs le
20
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
7 LA VERIFICA AL FUOCO DI
SOLAI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
SOLAI
IL METODO TABELLARE DEL DM 1622007
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
SOLAI IN CA E CAP (R)
TIPOLOGIA 30 60 90 120 180 240
Solette piene con armatura
monodirezionale
H = 80a = 10
H = 120a = 20
H = 120a = 30
H = 160a = 40
H = 200a = 55
H = 240a = 65
Solai misti di lamiera di acciaio (cassero) con riempim in cls
Hm = 80a = 10
Hm
=
120a = 20
Hm
=
120a = 30
Hm
=
160a = 40
Hm
=
200a = 55
Hm
=
240a = 65
Solai a travetti con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Solai a lastra con alleggerimento
H = 160a = 15
H = 200a = 30
H = 240a = 35
H = 240a = 45
H = 300a = 60
H = 300a = 75
Valori minimi per il requisito R Le misure sono espresse in mm ldquoHrdquo
rappresenta lo spessore della soletta ldquoardquo
rappresenta la distanza dallrsquoasse delle barre di armatura dalla superficie esposta allrsquoincendio
STANDARD La tabella va letta con le indicazioni fornite nel DM 1622007
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
PER I REQUISITI ldquoEIrdquo
DEI SOLAI
Classe 30 60 90 120 180 240
Tutte le tipologie h = 60 d = 40 60 40 100 50 100 50 150 60 150 60
In presenza di intonaco i valori di h e di a ne possono tenere conto nella maniera indicata nella tabella D51 In ogni caso a non deve mai essere inferiore a 40 mmIn presenza di strati superiori di materiali di finitura incombustibile (massetto malta di allettamento pavimentazione etc) i valori di h ne possono tener conto
Per garantire i requisiti di tenuta e isolamento i solai di cui alla tabella D51 devono presentare uno strato pieno di materiale isolante non combustibile e con conducibilitagrave
termica non superiore a quella del calcestruzzo di cui almeno
una parte in calcestruzzo armato La tabella seguente riporta i valori minimi (mm) dello spessore h dello strato di materiale isolante e della parte d di ca sufficienti a garantire i requisiti EI per le classi indicate
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
UN ESEMPIOa = 60 + 06 = 66 cm (copriferro lordo)
H = 60 + 150 + 50 = 260 cm (altezza strutturale)R 120
h = 60 + 50 + 40 = 150 cm (strato isolante continuo)
H = 60 + 50 = 110 cm (spessore di cls continuo nello strato isolante)
EI 240
6
15
5
barre Oslash12
4
Pavimento incombustibile + massetto
predalla
Alleggerimento (es polistirolo)
SOLAIO REI 120
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
SOLAI
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO DELLrsquoEUROCODICE
4 PARTE 1-2
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
120
ESEMPIO VERIFICA DI
UN SOLAIO MISTO
ACCIAIO-CLS
Il requisito di tenuta ldquoErdquo
si assume che sia sempre soddisfatto(cfr par 432 (6) di EN 1994 1-2)
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoIrdquoh1
= 120-58 = 62 mm
h2
= 58 mm
h3
= 0 mm (nessun massetto)
l1
= 101 mm
l2
= 62 mm
l3
= 207-101 = 106 mm
Limite Valore del parametro Verifica
500 le
h1
le
1250 mm h1
= 62 mm OK
500 le
h2
le
1000 mm h2
= 58 mm OK
800 le
l1
le
1550 mm l1
= 101 mm OK
320 le
l2
le
1320 mm l2
= 62 mm OK
400 le
l3
le
1150 mm l3
= 106 mm OK
3r5
34
r32110i l
1LAa
l1a
LAaahaat sdotsdot+sdot+sdot+Φsdot+sdot+=
VER
IFIC
A D
I APP
LIC
AB
ILIT
AgraveD
EL M
ETO
DO
tempo di superamento
del requisito
ldquoIrdquo
2212
22
212
r
2ll
h2l
2ll
h
LA
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+sdot+
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +sdot
=
3
2212
2
221
322
l2
llh
2ll
lh ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus+minus⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛ minus++
=Φ1
fattore di sezione del ldquodenterdquo
fattore di configurazione della flangia superiore
=
dalla
norma
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
VERIFICA DEL REQUISITO ldquoRrdquo
243
r2
310a bb
LAb
l1bb Φsdot+Φsdot+sdot+sdot+=θ
354
r32
2
310s l
1ccLAczc
hu
cc sdot+αsdot+sdot+sdot+sdot+=θ
( ) fidcpl31slabi fzllF sdotsdot+sdotα=sum Equilibrio
alla
traslazione
in condizioni di plasticizzazione
Temperatura
lamiera
Temperatura
barre
di armatura
lato
acciaio lato
cls
dalla
norma
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
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0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
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(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
8 LEGHE DI
ALLUMINIO
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
LEGHE DI ALLUMINIO
IL METODO ANALITICO SEMPLIFICATO
DELLrsquoEUROCIDICE 9 PARTE 1-2
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
SI TRATTANO IN ANALOGIA CON LrsquoACCIAIO
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
0 100 200 300 400 500
Temperature (degC)
k 02
EN AW-5052 OEN AW-5052 H34EN AW-5083 OEN AW-5083 H113EN AW-5454 OEN AW-5454 H32EN AW-6061 T6EN AW-6063 T6EN AW-6082 T6
Per le sezioni
snelle
in lega di alluminio θcraL
= 170degC
μ0 = k02θcr
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
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TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
9 IL METODO SPERIMENTALE
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
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(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
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Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
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TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
NORMATIVA
-
I rapporti di prova emessi entro il 31121985 decadranno il 2592008-
I rapporti di prova emessi entro il 31121995 decadranno il 2592010-
I rapporti di prova emessi entro il 30092007 decadranno il 2592012
Le prove si effettuano accoppiando alla norma EN 13501 (valida in generale per tutte le prove di resistenza al fuoco) le norme di prodotto specifiche
A lato un esempio di marcatura CE di una trave prefabbricata
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
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PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
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9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
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Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
amp Sons
(2001)
TraduzioneP Gambarova
e R Felicetti
(2009) HOEPLI
GRAZIE DELLrsquoATTENZIONE
DOTT ING LUCA PONTICELLI
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI MURO RESISTENTE AL FUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SOLAIO MISTO ACCIAIO-CALCESTRUZZO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI TRAVE DI ACCIAIO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PANNELLO LEGGERO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CONTROSOFFITTO A MEMBRANA AUTOPORTANTE
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI PORTONE SCORREVOLE METALLICO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CHIUSURA COMPLESSA VETRATA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI CAMPIONE DI SIPARIO DI SICUREZZA
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI SERRANDE TAGLIAFUOCO
PRODOTTI ED ELEMENTI COSTRUTTIVI CLASSIFICATI ATTRAVERSAMENTI SOLAIO
9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
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(2001)
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9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
amp Heinemann
(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
Resistenza al fuoco delle strutturedi Roberto LenziEPC
(2004)
Progettazione di strutture in acciaio e composte acciaio-
calcestruzzo in caso di incendiodi E Nigro S Pustorino
G Cefarelli P PrinciPubblicato da Hoepli (2010)
Reazione e resistenza al fuocodi Lamberto Mazziotti Giuseppe Paduano
e Saverio La MendolaPubblicato da EPC (2010)
Structural Design for Fire Safety
di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
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(2001)
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9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
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di J A PurkissPubblicato da Butterworth
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(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
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di Andrew Hamilton BuchananPubblicato da Wiley
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9 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI
Fire Safety Engineering Design of Structures
di J A PurkissPubblicato da Butterworth
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(2007)
Resistenza al fuoco delle costruzionidi Luca Ponticelli e Mauro Caciolai
a cura di Claudio De AngelisPubblicato da UTET per il CNVVF (2008)
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di J A PurkissPubblicato da Butterworth
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di J A PurkissPubblicato da Butterworth
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