Interpolation formulas for coefficients reducing the strength of steel and aluminum alloys in increasing temperatures

Heating of steel or structural aluminum alloys at a speed of 2 to 50 K/min – characterizing the fire conditions - leads to a reduction in mechanical properties of the analyzed alloys. The limit of proportionality fp, real fy and proof f02 yield limit, breaking strength fu and longitudinal limit of elasticity E decrease as the temperature increases. Quantitative evaluation of the thermal conversion in strengths of structural alloys is published in Eurocodes 3 and 9, in the form of dimensionless graphs depicting reduction coefficients and selected (tabulated) discrete values of mechanical properties. The author’s proposal for an analytical formulation of code curves describing thermal reduction of elasticity modulus and strengths of structural alloys recommended for an application in building structures is presented in this paper.

W obliczeniach statycznych konstrukcji metalowych oddziaływania temperatury uwzględnia się w dwóch sytuacjach projektowych. W pierwszej, zwykle trwałej lub przejściowej sytuacji obliczeniowej, temperatura ma charakter oddziaływań technologicznych, które mogą wystąpić zarówno w konstrukcjach stalowych jak i aluminiowych. Druga sytuacja ma charakter wyjątkowy, ponieważ dotyczy temperatury pożarowej, która może wystąpić tylko w budynkach o konstrukcji stalowej (wyroby hutnicze aluminiowe oraz stalowe klasy 4 nie nadają się na konstrukcje budynków zagrożonych potencjalnym pożarem). Przywołany podział oddziaływań temperatury ma dość istotne znaczenie z uwagi na wymaganą dokładność dopasowania formuł analitycznych do wyników empirycznych zestawionych w normach. Nagrzewanie stali lub konstrukcyjnych stopów aluminium z szybkością od 2 do 50 K/min - charakteryzującą warunki technologiczne i pożarowe, prowadzi do redukcji właściwości mechanicznych analizowanych stopów.