Resistencia a fuego de pilares esbeltos de hormigón: evaluación de límites de aplicación del método simplificado de la EHE-08

• Autores: Jesús Miguel Bairán García, Sergio Carrascón Ortiz, Antonio R. Marí Bernat, Gregorio Valdez Quezada, Freddy Ariñez Fernández, Hugo Corres Peiretti
• Localización: Resúmenes de comunicaciones, 2014, ISBN 978-84-89670-80-8, págs. 189-190
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Fire resistance of slender concrete columns: evaluation of the applicability limits of the simplified method of EHE-08
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• Resumen
  • español

    Tanto la normativa española EHE-08 como el Eurocódigo 2, en el llamado Método A, proponen métodos simplificados para comprobar la resistencia a fuego de pilares de hormigón basados en valores tabulados de dimensiones y recubrimientos mínimos. Esta metodología es de muy fácil aplicación, por lo que su uso está muy extendido en la práctica.

    Sin embargo, a pesar de su similitud, existen diferencias acusadas entre el Método A del EC-2 y el método simplificado del Anejo 6 de la EHE-08. Por un lado, el EC-2 indica una serie de limitaciones que deben cumplirse para que el método A sea aplicable. Estas incluyen a condición de intraslacionalidad del pilar, límites esbeltez y excentricidad, etc.;

    más aún, las dimensiones y recubrimientos mínimos dependen del factor de carga de cálculo (mu_fi), el cual es el cociente entre las cargas de cálculo en situación de fuego y en temperatura normal. Por otro lado, en la normativa española vigente no se indican limitaciones sobre las condiciones de esbeltez y excentricidades máximas, permitiendo así la aplicación del método para condiciones más generales, aunque en algunos casos arroja dimensiones y recubrimientos menores que su contrapartida europea.

    La anterior situación denota una incompatibilidad entre los métodos simplificados de las normativas española y europea y la necesidad de estudios adicionales sobre la estabilidad de pilares en situaciones de fuego; en particular, en el lo referente a las condiciones de intraslacionalidad ya que ésta representa una limitación importante en muchas situaciones prácticas.

    En este artículo, se aborda el problema de identificar los posibles límites de aplicación del método simplificado de la EHE-08 uniformizando el nivel de seguridad de ambos métodos. Para ello, se ha implementado un modelo no lineal de pilares aislados esbeltos sometidos a fuego, basado en la columna modelo. El método se ha validado con una serie de ensayos experimentales disponible en la literatura. Posteriormente, se emplea sistemáticamente para un estudio paramétrico exhaustivo para identificar la influencia de parámetros como esbeltez, excentricidad, cuantía de armado y nivel de carga en pilares diseñados de acuerdo al método de la EHE y con el método A del EC-2. El estudio ha servido para evaluar los límites indicados en el EC-2 y de identificar cuáles son los de la normativa española.

  • English

    Both Spanish concrete design code (EHE-08) and Eurocode-2 (EC2), in the so called A-Method, propose simplified methods for the design of concrete columns against fire which are based on tabulated minimum width and cover.

    Because these methods are very simple to apply, they are very much extended in practice. However, although the two methodologies are very similar, they are remarkable differences between the EC-2 A-Method and the simplified method of the Annex 6 of EHE-08. On one hand, EC-2 has a series of limitations that need to be satisfied for the A-Method to be applicable. These include the condition of the element to be braced, slenderness and excentricities limits, etc.; moreover, tabulated minimum dimensions and cover depend on the design load factor (mu_fi), defined as the ratio between the design loads under fire conditions and under normal conditions and temperature. On the other hand, the Spanish code does not mention any limitations regarding slenderness, maximum excentricites, allowing a more general range of application of its simplified method. However, for some cases the tabulated dimensions and cover of EHE-08 are smaller than in the EC-2 table.

    The above situation indicates an incompatibility between the two simplified approaches and the need of additional studies regarding the stability of columns under fire conditions. In particular, additional studies are needed regarding braced-element condition of the EC-2, as it significantly reduces the applicability range of the simplified methods in many practical situations. In this paper, the problem of identified if the EHE-08 simplified method should have applicability limits is addressed in order to have uniform safety in both methods.

    To this extent, a numerical non-linear model, based on the model-column method, has been implemented for the stability analysis of columns under fire conditions. The method was validated against a series of experimental data available in the literature. Afterwards, the model is systematically used to conduct a parametric study on columns designed according to EHE-08 simplified method and EC-2 A-Method in which the influence of element slenderness, excentricity reinforcement ratio and load level was investigated.

    This study allowed the evaluation of the limits of EC-2 and to identify the limits of the Spanish tabulated method.