Fire resistance of single pitched-roof steel portal frame

Abstract

[ES] El método habitual de análisis en situación de incendio consiste en el cálculo simplificado de barras aisladas. Es conservador al aplicarse a estructuras con capacidad de redistribuir esfuerzos. Se desconoce el tipo de fallo que afecta a la seguridad de las personas y extensión del fuego. Se utiliza el análisis avanzado para obtener el comportamiento a fuego de un pórtico simple a dos aguas de acero conforme a la normativa española. Se establece una metodología mediante un programa de cálculo estructural de propósito general (SAP2000), con un análisis dinámico no lineal del material (plástico) y geométrico (P-Delta y grandes desplazamientos), y propiedades mecánicas y térmicas dependientes de la temperatura. Se analizan los diferentes tipos de colapso. Se efectúan estudios paramétricos sobre la influencia de la rigidez de la base, protección de los soportes y cargas actuantes. Este cálculo puede permitir justificar mayores tiempos de resistencia al fuego que el análisis simplificado de barras.

[EN] The standard procedure of structural fire design is based on the simplified analysis of single members. This method leads to conservative results in the case of structures able to redistribution of forces. The failure mechanism affecting both life safety and fire propagation is unknown. This work proposes a methodology for the advanced fire calculation of single pitched-roof portal frame for an agroindustrial building according to the Spanish Specifications with the structural software SAP2000. A non-linear dynamic and plastic, geometric (P-Delta and large-displacements) calculation method has been developed. The different failure mechanisms and their influence are studied in terms of fire time resistance, human hazard and good safety. Also, parametric analyses were conducted: load level, rotational stiffness of the base and finally, support fire protection.