Alberto Diego Cortés

Departament de Qualitat de Productes

14 Juny 2016

Resistència al foc

Estabilitat dels elements estructurals

itec.cat

Resistència al foc

Capacitat d’un element constructiu per a mantenir, durant un cert

període de temps en situació d’incendi, la funció per a la qual ha

estat dissenyat

Diferents característiques associades a la classificació

R E I W M C S G F P

Capacitat portant

L’element estructural mantindrà la seva capacitat

portant durant 90 minutsR 90

L’element estructural mantindrà la seva capacitat portant, l’aïllament

tèrmic i la integritat durant 90 minutsREI 90

Estructures d’acer

Com resistirà l’acció

d’un incendi?

• Resistent

• Esvelta

• Instal·lació ràpida

• Incombustible

Liceu, 1994.

Windsor, 2005.

Comportament de l’acer a altes temperatures

• Es redueixen els valors resistents, el límit elàstic i el mòdul de Young, a

partir de 500 ºC de manera crítica

• Fase plàstica molt important, gradual

• Alta dilatació tèrmica

Molt bon conductor tèrmic

λ = 47 W/(m·K)

Diferències de comportament

• Temperatura crítica de l’element

Efi,d = Rfi,d,t Rd,t disminueix a mesura que augmenta la temperatura

• Factor de forma

• Elements de paret prima (classe 4)

Pèrdua important de resistència a partir dels 350 ºC

Font: Bombers Generalitat

Unions

• Punts febles

• Interacció entre tipologies constructives diferents

• Modificació del tipus de sol·licitació en el transcurs de l’incendi

• Solucions no assajades

Experiment Cardington a escala real

• Comportament de l’edifici sencer manifestament

diferent del comportament d’elements simples

isostàtics

• Interaccions i canvis en els mecanismes de

suport de les càrregues a les estructures reals

• Unions roscades, hiperestàtiques

Font: FRACOF

Estructures de formigó armat

Com resistirà l’acció

d’un incendi?

• Bona relació cost – prestació

• Tecnologia molt desenvolupada

• Múltiples possibilitats constructives

Estructures in situ

Estructures prefabricades

→ Pretesades

Windsor, 2005.

Comportament del formigó altes temperatures

• Composició molt estable (àrids)

• Bon aïllant tèrmic:

λT = 1,6 W/(m·K)

• Incombustible

Font: Bombers Generalitat

Comportament del formigó armat

• Combinació de materials: comportament diferencial

- Tensions internes

- Pèrdua d’adherència de les armadures

• Armadures

- Distribució

- Recobriment

Tarmadura < Tcrítica ?Font: Bombers Generalitat

Prefabricats de formigó

• Temperatura crítica de l’acer: 350 ºC!

• Dimensions de la secció

optimitzades

(control de qualitat en fàbrica)

Atenció al recobriment !

Font: Bombers Generalitat

Fallides

• Unions: modificació de les sol·licitacions

• Spalling

- Formigons joves

- Formigons d’alta densitat

• Despreniments per interfície

entre materials

- Dilatacions

- Corrosió

Font: Steel for Bricks

Gretzenbach (Suïssa), 2004.

Forjat col·laborant

Combinació d’elements resistents:

• Xapa nervada d’acer: tracció

• Capa de formigó: compressió

Xapa: acer classe 4 → Tcrítica = 350 ºC

Sense protecció ≈ 30 minuts

Recobriment aïllant, fals sostre (Tacer < 350 ºC)

Armadura longitudinal

(Tacer < 500 ºC)

Font: Bombers Generalitat

Estructures de fusta

Com resistirà l’acció

d’un incendi?

• Sostenible

• Econòmica

• Valor estètic

• Reticències històriques

Comportament de la fusta a altes temperatures

• Tsuperficial de 400 ºC per començar a cremar (300 ºC en contacte flama)

• Molt bon aïllant tèrmic: λT = 0,1 – 0,6 W/(m·K)

• Dilatació tèrmica menyspreable

• Carbonització

→ β: velocitat de carbonització

Combustible

Reacció al foc dolentaCapa carbonitzada 6 vegades més

aïllant que la pròpia fusta

Unions

Mitjançant elements metàl·lics

→ Punts febles

- Pèrdua de capacitat resistent de l’acer

(directament exposat ≈ R 15)

- Transmissió de calor cap a l’interior

Oviedo, 2016,

Las Arenas, Barcelona.

Conclusions

• Cada tipologia estructural té les seves particularitats

• Totes poden ser vàlides i segures en situació d’incendi, de la

mateixa manera que qualsevol d’elles pot resultar fallida

• Caldrà doncs resoldre la problemàtica específica

- Disseny

- Protecció

• Atenció especial a la resolució d’unions

• Instal·lació de productes i sistemes de protecció contra incendis

→ Factor clau

itec.cat

Institut de Tecnologia de la Construcció de Catalunya

Wellington 19

ES08018 BARCELONA

T +34 933 09 34 04

itec.cat

Gràcies per la vostra atenció

@itec_cat

@itec_es