Probabilistyczna ocena temperatury prostej belki stalowej eksponowanej na oddziaływanie pożaru

Zaproponowano i szczegółowo przedyskutowano nowe podejście do szacowania temperatury krytycznej eksponowanej na warunki pożarowe stalowej konstrukcji nośnej. Opiera się ono na rozważaniach w pełni probabilistycznych i może stanowić alternatywę w stosunku do tradycyjnych obliczeń normowych. W opinii autora rezultaty uzyskane dzięki zastosowaniu prezentowanej metodyki można uznać za bardziej wiarygodne i lepiej uzasadnione w zestawieniu z odpowiadającymi im wynikami otrzymanymi metodami konwencjonalnymi. Taki wniosek można uzasadnić faktem uwzględnienia w analizie losowego charakteru zarówno przyłożonych do konstrukcji obciążeń zewnętrznych jak i miarodajnej nośności przekroju poprzecznego, redukowanej wskutek oddziaływania na elementy konstrukcyjne wysokiej temperatury pożarowej. Ponadto wymagania co do gwarantowanego poziomu bezpieczeństwa ustalono w sposób bardziej racjonalny, przez specyfikację granicznej wartości prawdopodobieństwa zniszczenia, maksymalnej możliwej do zaakceptowania w warunkach wyjątkowej sytuacji projektowej kojarzonej z pożarem rozwiniętym potencjalnie zainicjowanym w rozważanej strefie pożarowej. Oszacowana w ten sposób temperatura krytyczna stalowej konstrukcji nośnej, kojarzona z osiągnięciem przez tę konstrukcję stanu granicznego nośności ogniowej, jest zawsze wyższa niż odpowiadająca jej temperatura wyliczona przy zastosowaniu konwencjonalnej procedury normowej. Wynika stąd wniosek, że tradycyjny algorytm normowy, opierający się najpierw na specyfikacji a następnie na porównywaniu ze sobą reprezentatywnych, obliczeniowych wartości miarodajnego efektu obciążenia i odpowiadającej temu efektowi nośności elementu, daje oszacowania wprawdzie bezpieczne ale niepotrzebnie nazbyt konserwatywne.An advanced evaluation technique, helpful in the fire resistance assessment of a simple steel structure exposed to fire is presented and discussed in detail on the example of an unrestrained and uniformly heated steel beam. The proposed design methodology deals with the generalised probability-based approach in which the most probable failure point is formally identified. The random nature of all variables considered in the detailed analysis is taken into account. The critical temperature of the steel from which the considered beam is made of is accepted here as the authoritative safety measure. This temperature value is associated with the fire resistance limit state defined for the maximum acceptable value of failure probability. When forecasting the failure probability, not only the risk of a potential fire being initiated but also not being effectively extinguished is included in the calculation. Various levels of the target failure probability may be assumed in such the analysis, depending on the selected reliability class. They are specified in general by setting an appropriate value of the required reliability index β fire req. In the presented design algorithm no representative values of the considered random variables are specified. The critical temperature estimates obtained from these calculations are always less restrictive in comparison with the corresponding solutions computed after applying the conventional standard procedure