Dimensionamento con lastre SUPALUX EA

DIMENSIONAMENTO CON LASTRE
S U PA LU X - E A
del rivestimento protettivo degli elementi strutturali in acciaio
Dimensionamento con lastre SUPALUX EA del rivestimento protettivo degli
elementi strutturali in acciaio.
La norma europea armonizzata ENV 13381-4 “Metodi di verifica del contributo alla resistenza al fuoco di
elementi strutturali. Parte 4: rivestimenti protettivi applicati su struttura in acciaio” definisce il contributo alla
resistenza al fuoco dei prodotti ed elementi da costruzione per la qualificazione dei sistemi protettivi.
Secondo questa norma, per valutare l’effetto di un protettivo sugli elementi strutturali in acciaio, è necessario
eseguire, secondo procedure standardizzate, delle prove di laboratorio in un forno con elementi di diversa
massività e con differenti spessori di rivestimento; quindi elaborare i dati sperimentali con procedimenti
codificati dalla norma stessa, per ottenere infine degli abachi che permettono di estendere i risultati ai vari tipi
di profilo e quindi soddisfare tutte le situazioni pratiche.
Allo scopo è necessario almeno conoscere:
Tipo di profilo
Resistenza al fuoco richiesta
Temperatura critica
Massività del profilo
Temperatura critica
Come noto, le caratteristiche meccaniche dell’acciaio decadono molto rapidamente all’aumentare della sua
temperatura fino al raggiungimento dello stato limite ultimo di collasso.
La temperatura critica è appunto la temperatura corrispondente allo stato limite ultimo di collasso del profilo
d’acciaio.
La temperatura critica varia da un elemento strutturale all’altro sia in funzione del tasso di lavoro, sia in
funzione della classe del profilo ovvero delle peculiari caratteristiche dell’elemento quali forma, dimensioni,
tipo di acciaio1 e tipo di sollecitazione (flessione e/o compressione).
Fattore di massività o di sezione
La resistenza al fuoco di una struttura d’acciaio dipende non solo dalle condizioni di carico e dai vincoli cui è
sottoposta, ma anche dalla massività del profilo, cioè dal rapporto tra l’effettiva superficie di scambio termico
con l’ambiente ed il volume dell’elemento di acciaio da proteggere, detto fattore massività o di sezione (Hp/A).
In altre parole la massività è il parametro da cui dipende la rapidità con cui la struttura, se sottoposta ad un
incendio, aumenta di temperatura fino al raggiungimento della cosiddetta “temperatura critica”.
La massività dipende dalla sezione del profilo (in particolare da forma e spessore) e dall’esposizione (cioè dal
numero di lati esposti). Il parametro che la definisce è il “fattore di massività o di sezione”, dato dal rapporto
tra il perimetro e la sezione del profilo.
Nel caso di presenza di una protezione il “fattore di massività o di sezione” è il rapporto tra il perimetro interno
della protezione e la sezione del profilo stesso.
1
Secondo EN 10025-2 il tipo di acciaio è identificato da una sigla che ne riassume le caratteristiche principali. Per usi
strutturali si utilizzano generalmente acciai definiti dalla lettera S seguita da un numero rappresentativo della tensione di
2
snervamento espressa in N/mm (esempio S 235, S 355, S 460).
Classe dei principali profili di uso corrente in funzione del tipo di acciaio e delle condizioni di sollecitazione
PROFILO
HEA 100
HEA 120
HEA 140
HEA 160
HEA 180
HEA 200
HEA 220
HEA 240
HEA 260
HEA 280
HEA 300
HEA 320
HEA 340
HEA 360
HEA 400
HEA 450
HEA 500
HEA 550
HEA 600
HEA 650
HEA 700
HEA 800
HEA 900
HEA 1000
HEB 100
HEB 120
HEB 140
HEB 160
HEB 180
HEB 200
HEB 220
HEB 240
HEB 260
HEB 280
HEB 300
HEB 320
HEB 340
HEB 360
HEB 400
HEB 450
HEB 500
HEB 550
HEB 600
HEB 650
HEB 700
HEB 800
HEB 900
HEB 1000
FLESSIONE
COMPRESSIONE
S 235 S 355 S 460 S 235 S 355 S 460
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
2
1
1
2
1
1
2
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
2
3
3
2
3
3
2
3
3
2
3
3
2
3
3
2
3
3
1
2
3
1
2
3
1
1
3
1
1
3
1
1
2
1
1
2
1
1
1
1
2
2
1
1
1
1
2
3
1
1
1
1
3
4
1
1
1
2
4
4
1
1
1
2
4
4
1
1
1
3
4
4
1
1
1
3
4
4
1
1
1
4
4
4
1
1
1
4
4
4
1
1
2
4
4
4
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
3
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
2
2
1
1
1
1
2
3
1
1
1
1
3
4
1
1
1
2
3
4
1
1
1
2
4
4
1
1
1
3
4
4
1
1
1
3
4
4
1
1
1
4
4
4
PROFILO
FLESSIONE
COMPRESSIONE
S 235 S 355 S 460 S 235 S 355 S 460
HEM 100
1
1
1
1
1
1
HEM 120
1
1
1
1
1
1
HEM 140
1
1
1
1
1
1
HEM 160
1
1
1
1
1
1
HEM 180
1
1
1
1
1
1
HEM 200
1
1
1
1
1
1
HEM 220
1
1
1
1
1
1
HEM 240
1
1
1
1
1
1
HEM 260
1
1
1
1
1
1
HEM 280
1
1
1
1
1
1
HEM 300
1
1
1
1
1
1
HEM 320
1
1
1
1
1
1
HEM 340
1
1
1
1
1
1
HEM 360
1
1
1
1
1
1
HEM 400
1
1
1
1
1
1
HEM 450
1
1
1
1
1
1
HEM 500
1
1
1
1
1
1
HEM 550
1
1
1
1
1
1
HEM 600
1
1
1
1
1
1
HEM 650
1
1
1
1
1
2
HEM 700
1
1
1
1
2
3
HEM 800
1
1
1
1
3
4
HEM 900
1
1
1
2
4
4
HEM 1000
1
1
1
3
4
4
IPE 80
1
1
1
1
1
1
IPE 100
1
1
1
1
1
1
IPE 120
1
1
1
1
1
1
IPE 140
1
1
1
1
1
2
IPE 160
1
1
1
1
1
2
IPE 180
1
1
1
1
2
3
IPE 200
1
1
1
1
2
3
IPE 220
1
1
1
1
2
4
IPE 240
1
1
1
1
2
4
IPE 270
1
1
1
2
3
4
IPE 300
1
1
1
2
4
4
IPE 330
1
1
1
2
4
4
IPE 360
1
1
1
2
4
4
IPE 400
1
1
1
3
4
4
IPE 450
1
1
1
3
4
4
IPE 500
1
1
1
3
4
4
IPE 550
1
1
1
4
4
4
IPE 600
1
1
1
4
4
4
Per altri tipi di profili consultare l’Ufficio Tecnico Eraclit
Perimetro per il calcolo del fattore di massività per profili non protetti o protetti con vernici ed intonaci
Massività (Hp/A) = perimetro della sezione / area della sezione
Massività (Hp/A) = perimetro della sezione esposta (perimetro della sezione
– b) / area della sezione
Perimetro per il calcolo del fattore di massività per profili protetti con lastre
Massività (Hp/A) = perimetro interno della protezione (2b+2h) / area della
sezione
Massività (Hp/A) = perimetro interno della protezione (b+2h) / area della
sezione
Fattori di massività (Hp/A) per vari profili di uso corrente protetti con lastre:
Profilo
80
100
120
140
160
180
200
220
240
260
270
280
300
320
330
340
350
360
380
400
450
500
550
600
650
700
750
800
900
1000
2
HEA
HEB
HEM
IPE
4 Lati
3 Lati
4 Lati
3 Lati
4 Lati
3 Lati
185
185
174
161
155
145
134
122
118
138
137
129
120
115
108
100
91
88
154
141
130
118
110
102
97
91
88
115
106
98
88
83
77
73
68
66
85
80
76
71
68
65
62
52
51
65
61
58
54
52
49
47
40
39
113
105
98
94
91
87
83
80
79
79
78
76
76
74
74
84
78
74
72
70
68
66
65
65
65
65
64
66
65
66
85
81
77
75
73
71
69
67
67
67
66
65
66
65
65
64
60
58
57
57
56
55
55
55
56
56
55
57
57
57
50
43
43
43
44
45
47
48
50
51
52
53
55
57
59
38
33
33
4 Lati
330
301
279
260
241
227
211
198
184
3 Lati
270
248
230
215
200
189
175
165
154
177
147
167
139
157
131
34
34
36
38
39
41
43
44
45
146
UPN2
IPN
122
137
130
121
113
105
116
110
103
98
91
93
81
4 Lati
328
283
251
225
205
188
174
161
150
140
3 Lati
266
236
210
189
173
158
147
136
127
119
4 Lati
227
222
206
196
188
179
171
160
154
145
3 Lati
186
185
174
167
160
154
148
139
134
126
131
123
116
111
105
99
141
136
111
123
119
98
110
94
116
103
120
109
107
99
104
99
94
84
76
71
89
85
81
73
66
61
48
50
52
Per la definizione dello spessore della protezione di profili UPN si prega consultare l’Ufficio Tecnico ERACLIT
Valutare lo spessore della protezione
Si è visto in precedenza che l’applicazione della norma europea ENV 13381-4 consente quindi di ottenere, a
partire da dati sperimentali, degli abachi che permettono di estendere i risultati ai vari tipi di profilo.
Sulla base di tali abachi, noti tutti i parametri di progetto, il professionista può eseguire valutazioni accurate
secondo la norma UNI 9503 o secondo l’Eurocodice 3 (UNI ENV 1993-1-2), per temperature critiche da 300 a
700 °C. Si prega comunque di consultare l’Ufficio Tecnico Eraclit.
Valutazioni più rapide, anche se forzatamente meno precise e quindi più cautelative, possono eseguirsi
correlando direttamente la classe del profilo alle temperature critiche di 350 °C, 400°C, 490°C e 520°C.
-
per le travi la temperatura critica è, in prima approssimazione, di 520°C per la classe 1 e 2, di 490°C per la
classe 3 e di 350°C per la classe 4.
-
per le colonne la temperatura critica è , in prima approssimazione, di 490°C per la classe 1 e 2, di 400°C per
la classe 3 e di 350°C per la classe 4.
Con queste premesse, le seguenti tabelle3, consentono di definire gli spessori di rivestimento protettivo con
lastre SUPALUX EA per protezioni su tre e quattro lati in grado di assicurare al profilo una resistenza al fuoco
R30, R60, R90, R120 e R180 in funzione del fattore di massività Hp/A.
Il procedimento è valido per la protezione di Travi e Colonne in acciaio realizzate con profili ad I e H con
esposizione a 3 o 4 lati ed acciai conformi alla norma UNI EN 10025 / UNI EN 10113. Per altre sezioni scatolari si
dovranno introdurre dei fattori correttivi (consultare l’Ufficio Tecnico ERACLIT).
temperatura critica di prima approssimazione per travi e colonne in funzione della classe del profilo
Classe 1
Classe 2
Classe 3
Classe 4
travi
520°C
520°C
490°C
350°C
colonne
490°C
490°C
400°C
350°C
3
ottenute per interpolazione delle prove sperimentali effettuate da AFITI LICOF ed elaborate da WarringtonFire
secondo ENV 13381-4:2002, rapporto n. 303242 del 09/03/2011.
SUPALUX EA: spessore (mm) della protezione di Travi e Colonne in acciaio (ad I e H)
secondo UNI EN 13381-4:2005 per varie resistenze al fuoco e per esposizione 3 o 4 lati
30 minuti
Hp/A
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
105
110
115
120
125
130
135
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
190
195
200
205
210
215
220
225
230
235
240
245
250
255
260
265
270
275
280
285
290
295
300
305
310
315
320
325
330
350
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
Temperatura critica °C
400
490
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
20
15
20
15
20
15
20
15
20
15
20
15
520
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
15
60 minuti
Hp/A
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
105
110
115
120
125
130
135
140
145
150
155
160
165
170
175
180
185
190
195
200
205
210
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SUPALUX EA: spessore (mm) della protezione di Travi e Colonne in acciaio (ad I e H)
secondo UNI EN 13381-4:2005 per varie resistenze al fuoco e per esposizione 3 o 4 lati
90 minuti
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SUPALUX EA: spessore (mm) della protezione di Travi e Colonne in acciaio (ad I e H)
secondo UNI EN 13381-4:2005 per varie resistenze al fuoco e per esposizione 3 o 4 lati
180 minuti
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DESCRIZIONE DEL SISTEMA ANTINCENDIO: campo di applicazione diretta
PROTEZIONE DI TRAVI IN ACCIAIO CON SUPALUX-EA
applicazione su ciascun lato del profilo delle lastre di protezione, di spessore definito secondo ENV 13381-4:2002, in modo che i giunti risultino sfalsati
rispetto a quelli delle lastre sul lato adiacente di almeno 300 mm, mediante fissaggio con graffe metalliche (larghezza 10 mm, diametro 1 mm e lunghezza
pari a 2 volte lo spessore delle lastre) su strisce coprigiunto retrostanti (altezza 110 mm, spessore 20 mm ed opportuna lunghezza) secondo il
procedimento che segue:
inserimento a pressione in corrispondenza ai giunti tra le ali del profilo delle strisce (1); queste dovranno sporgere dal bordo del profilo di 5÷6mm;
applicazione delle lastre (2) mediante fissaggio alle strisce coprigiunto precedentemente inserite con le graffe poste a interasse 150 mm;
posizionamento sull'altro lato del profilo delle strisce (3) mediante graffatura di testa sulle lastre precedentemente posate; le strisce andranno
posizionate in corrispondenza ai giunti delle lastre che saranno applicate in seguito in modo che i giunti stessi risultino sfalsati rispetto a quelli delle
lastre adiacenti di almeno 300 mm;
applicazione delle rimanenti lastre (4) di protezione mediante graffatura a interasse 150 mm delle lastre stesse sulle strisce coprigiunto e sulla testa
delle lastre precedentemente posate;
spessori superiori a 25 mm fino a 45 mm devono essere formati da 2 strati di lastre: il primo strato, quello più spesso, sarà fissato come
precedentemente descritto;
l'altro, sfalsato di almeno 300 mm, sarà fissato direttamente alle strisce con graffe poste ad interasse non superiore a 150 mm;
sistema utilizzabile per profili ad H ed I esposti 3 lati; per altri profili consultare l'Ufficio Tecnico Eraclit.
Consultare l'Ufficio Tecnico Eraclit per prestazioni, finiture, modalità applicative.
PROTEZIONE DI COLONNE IN ACCIAIO CON SUPALUX-EA
applicazione su ciascun lato del profilo delle lastre di protezione, di spessore definito secondo ENV 13381-4:2002, in modo che i giunti risultino sfalsati
rispetto a quelli delle lastre sul lato adiacente di almeno 300 mm, mediante fissaggio con graffe metalliche (larghezza 10 mm, diametro 1 mm e lunghezza
pari a 2 volte lo spessore delle lastre) su strisce coprigiunto retrostanti (altezza 110 mm, spessore 20 mm ed opportuna lunghezza) secondo il
procedimento che segue:
inserimento a pressione in corrispondenza ai giunti tra le ali del profilo delle strisce (1); queste dovranno sporgere dal bordo del profilo di
5÷6mm;
applicazione delle lastre (2) mediante fissaggio alle strisce coprigiunto precedentemente inserite con le graffe poste a interasse 150 mm;
posizionamento sugli altri lati del profilo delle strisce (3) mediante graffatura di testa sulle lastre precedentemente posate; le strisce andranno
posizionate in corrispondenza ai giunti delle lastre che saranno applicate in seguito in modo che i giunti stessi risultino sfalsati rispetto a quelli
delle lastre adiacenti di almeno 300 mm;
applicazione delle rimanenti lastre (4) di protezione mediante graffatura a interasse 150 mm delle lastre stesse sulle strisce coprigiunto e sulla
testa delle lastre precedentemente posate;
spessori superiori a 25 mm fino a 45 mm devono essere formati da 2 strati di lastre: il primo strato, quello più spesso, sarà fissato come
precedentemente descritto; l'altro, sfalsato di almeno 300 mm, sarà fissato direttamente alle strisce con graffe poste ad interasse non superiore
a 150 mm;
sistema utilizzabile per profili ad H ed I esposti 3 o 4 lati; per altri profili consultare l'Ufficio Tecnico Eraclit.
Consultare l'Ufficio Tecnico Eraclit per prestazioni, finiture, modalità applicative.