NORMA CHILENA OFICIAL
NCh935/1.Of97
Prevención de incendio en edificios - Ensayo de resistencia resistencia al al fue fuego go - Parte Parte 1: Elem Elementos entos de de construcc construcción en general
Preámbulo El Instituto Nacional de Normalización, INN, es el organismo que tiene a su cargo el estudio y preparación de las normas técnicas a nivel nacional. Es miembro de la INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (ISO) y de la COMISION PANAMERICANA DE NORMAS TECNICAS (COPANT), representando a Chile ante esos organismos. La norma NCh935/1 ha sido preparada por la División de Normas del Instituto Nacional de Normalización, y en su estudio participaron los organismos y las personas naturales siguientes: Academia Nacional de Bomberos ALARMATIC Chile Ltda. ANTILLAMA S.A. Asociación Chilena de Seguridad, ACHS Banco De A. Edwards Cámara Chilena de la Construcción Carabineros de Chile Centro de Estudios, Medición y Certificación de Calidad, CESMEC Ltda. Compañía Industrial El Volcán S.A. Cuerpo de Bomberos Dirección General de Metro INGENDESA Instituto de Investigaciones y Control, IDIC
Eduardo Burgos O. María Eugenia Delpiano Pedro Romero F. Alejandro Ramírez C. Víctor Gutiérrez N. Blas Bellolio R. Antonio Anfossy N. Washington Lazo B. Juan Carlos Lazo O. Armando Oyarzún F. Alfonso González M. Andrés Muñoz S. Luis Reinand S.
I
NCh935/1 Instituto de Investigaciones y Ensayes de Materiales, Universidad de Chile, IDIEM Instituto Nacional de Normalización, INN Intendencia Región Metropolitana Ministerio de Obras Públicas, Dirección de Arquitectura, MOP Ministerio de Salud Ministerio de Vivienda y Urbanismo, MINVU Municipalidad de La Reina Municipalidad de Las Condes Municipalidad de Providencia Municipalidad de Quilpué Municipalidad de Valparaíso Oficina Nacional de Emergencia, ONEMI Pinturas Creizet S.A. Pontificia Universidad Católica de Chile PROMAT Chile S.A. SHELL Chile Sociedad Química Chilcorrofín Ltda. Universidad Católica de Valparaíso Universidad Técnica Federico Santa María Fuenzalida P. Juan Andrés
Miguel Bustamante S. Miguel Fuentes M. Gabriel Rodríguez J. Jorge Rodríguez Ll. Rafael Varleta V. Hernán Aubert C. Daniel Súnico H. Jürgen Kassens P. Enzo Macchiavello G. Patricio Flores G. Pedro García M. Mariana Torrealba S. Cecilia Jiménez V. Alfredo Saleh M. Ricardo Puga V. Carlos Videla C. Ricardo Daly A. Vicente García L. Pedro Avila H. Sergio González M. Jorge Gorigoitía G. Gustavo Jacquín N. Juan Andrés Fuenzalida P.
Esta norma anula y reemplaza a la norma NCh935/1.Of84 Prevención de incendio en edificios - Ensayo de resistencia al fu ego - Parte 1 : Element os de const rucción en general , declarada Norma Chilena Oficial de la República por Decreto Nº 27, de fecha 8 de Febrero de 1984, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo, publicado en el Diario Oficial Nº 31.813, del 3 de Marzo de 1984. El anexo A forma parte del cuerpo de la norma. El anexo B no forma parte del cuerpo de la norma, se inserta sólo a título informativo. Esta norma ha sido aprobada por el Consejo del Instituto Nacional de Normalización, en sesión efectuada el 20 de Diciembre de 1996. Esta norma ha sido declarada Norma Chilena Oficial de la República por Decreto Nº30, de fecha 08 de Abril de 1997, del Ministerio de Vivienda y Urbanismo, publicado en el Diario Oficial Nº35.762, del 10 de Mayo de 1997.
II
NORMA CHILENA OFICIAL
NCh935/1.Of97
Prevención de incendio en edificios - Ensayo de resistencia al fuego Parte 1: Elementos de construcción en general
1 Alcance Esta norma tiene por objeto establecer las condiciones de ensayo y los criterios que permiten determinar la resistencia al fuego de elementos de construcción en general.
2 Campo de aplicación Esta norma se aplica para determinar la resistencia al fuego de elementos de construcción de edificios, con excepción de complejos de puertas para los cuales se aplica la norma NCh935/2 y a los elementos vidriados a los cuales se aplica la NCh2209. Este ensayo no se aplica a partes de un elemento de construcción.
3 Referencias NCh933 NCh935/2 NCh2209 ISO 834-80 UNE 23093-81 ASTM E 119-80
Prevención de incendio en edificios - Terminología. Prevención de incendio en edificios - Ensayo de resistencia al fuego Parte 2: Puertas y otros elementos de cierre. Prevención de incendio en edificios - Ensayo del comportamiento al fuego de elementos de construcción vidriados. Fire resistance tests - Elements of building construction. Ensayo de la resistencia al fuego de las estructuras y elementos de la construcción. Standard Methods of Fire Tests of Building Construction and Materials.
1
NCh935/1 NFPA 251-78 DIN 4102-77
Standard Methods of Fire Tests of Building Construction and Materials. Teil 2 - Braud ver halten von Baustoffen und Bauteilen; Bauteile; Begriffe, Anforderungen und Prüfungen.
4 Terminología 4.1 resistencia al fuego: cualidad de un elemento de construcción de soportar las condiciones de un incendio estándar, sin deterioro importante de su capacidad funcional. Esta cualidad se mide por el tiempo en minutos durante el cual el elemento conserva la estabilidad mecánica, la estanquidad a las llamas, el aislamiento térmico y la no emisión de gases inflamables.
4.2 factor de masividad: se define como la razón entre el perímetro expuesto al fuego de un elemento estructural y su sección transversal. Se expresa en [m -1], (ver anexo B).
4.3 Otros términos empleados en esta norma se definen en NCh933.
5 Aparatos e implementos necesarios 5.1 Horno Un horno capaz de someter al elemento en ensayo a las condiciones de temperatura y presión indicadas en el capítulo 6, y que utilice un combustible de combustión lo más limpia posible.
5.2 Sistema mecánico de cargas (si fuera necesario) 5.3 Termocuplas, para la medición de la temperatura interior del horno y de las temperaturas superficiales de las probetas de ensayo conforme con los requerimientos de los párrafos 6.2, 6.3 y 6.4. Pueden usarse para medir las temperaturas superficiales en las probetas de ensayo, termómetros de rayos infrarrojos, termistores u otras técnicas apropiadas.
6 Condiciones de temperatura y presión 6.1 Programa térmico La temperatura en el interior del horno deberá ser controlada de manera que varíe en función del tiempo, dentro de los límites especificados en 6.3, de acuerdo con la fórmula siguiente: T - T o = 345 log10 (8t + 1)
2
NCh935/1 en que: t
=
es el tiempo expresado en minutos contado desde el inicio del ensayo;
T
=
es la temperatura del horno en el instante t, medida en °C;
T o
= es la temperatura inicial del horno, medida en °C, la que estará comprendida entre 0 y 40 °C.
De esta ecuación se obtienen los valores numéricos que se indican en la tabla y se grafican en figura. Tabla - Programa térmico para el horno
Tiempo, t en min
Elevación de la temperatura del horno (T - T0) en °C
0
0
1
329
2
425
3
482
4
525
5
556
10
658
15
719
30
822
60
925
90
986
120
1 029
150
1 062
180
1 090
240
1 133
360
1 194
6.2 Medición de las temperaturas del horno 6.2.1 Se considera como temperatura del horno la media de las temperaturas obtenidas por medio de pares termoeléctricos (termocuplas) dispuestos simétricamente en el interior del horno.
3
NCh935/1 6.2.2 Termocuplas El número de termocuplas no será menor que: a)
una por cada 1,5 m2 de superficie, para elementos verticales u horizontales;
b)
dos por cada metro de longitud, para vigas;
c)
dos por cada metro de altura, para columnas.
En cualquier caso el número de termocuplas no será menor de cinco y deberán estar regularmente distribuidas.
6.2.3 Ubicación de las termocuplas Las termocuplas serán de alambre desnudo de 0,75 mm de diámetro mínimo y se dispondrán de manera que su punto de soldadura caliente esté a 100 ± 5 mm de la cara caliente de la probeta, distancia que se mantendrá tan constante como sea posible durante el ensayo.
4
NCh935/1
5
NCh935/1 6.2.4 Los alambres de las termocuplas se deben aislar y envainar a 25 mm del punto de soldadura caliente.
6.3 Tolerancias 6.3.1 Tolerancias para la temperatura del horno La desviación media de la temperatura del horno se obtendrá, en porcentaje, por la expresión siguiente: A − B B
⋅ 1000
en que: A
= valor de la integral definida de la temperatura media del horno, en función del tiempo;
B
= valor de la integral definida de la función especificada en 6.1.
Las tolerancias de la desviación media serán las siguientes: -
durante los diez primeros minutos de ensayo
± 15%;
-
durante la primera media hora
± 10%;
-
después de la primera media hora
± 5%.
6.3.2 Tolerancia para la distribución de temperaturas dentro del horno Después de transcurrir los primeros 10 min de la prueba, en ningún caso la temperatura del horno (registrada en cualquiera de las termocuplas) deberá diferir de la temperatura correspondiente en la curva normalizada tiempo-temperatura en más de ± 100 °C, incluso para elementos a ensayar que contengan una importante cantidad de material combustible.
6.4 Medición de las temperaturas en los elementos bajo ensayo Las temperaturas de la superficie de los elementos se medirán mediante termocuplas hechas con alambre de no más de 0,7 mm de diámetro. Cada soldadura de las termocuplas se realizará en el centro de un disco de cobre de 12 mm de diámetro y de 0,2 mm de espesor asegurado a la superficie del elemento bajo ensayo en la posición requerida. Estos discos se cubrirán con un taco cuadrado de amianto (seco a 105 °C) de 30 mm de lado y 2 mm de espesor. El material de amianto deberá tener una densidad aproximada de 1 000 kg/m3. 6
NCh935/1 El disco y el taco cuadrado de amianto podrán fijarse de distintas formas a la superficie del elemento por medio de alfileres, clavijas, grapas o algún adhesivo adecuado, según la naturaleza del material del elemento a ensayar y la temperatura de trabajo. La temperatura de los alambres de las termocuplas deberá seguir, si es factible, la isoterma de la soldadura caliente tan aproximadamente como sea posible, a lo largo de una distancia de al menos 30 mm de dicha soldadura.
6.5 Condiciones de presión Deberá existir en el horno una sobrepresión (Nota) de 10 ± 2 Pa (1,0 ± 0,2 mm H 2O ) durante todo el período de calentamiento para el ensayo de los elementos de separación de la edificación. Para elementos de separación verticales, deberá presentarse una sobrepresión en los dos tercios superiores de la altura de los mismos. Deberá medirse y vigilarse el mantenimiento de la sobrepresión especificada: a)
para los elementos horizontales, a 100 mm de la superficie inferior del elemento de ensayo;
b)
para los elementos verticales, en un punto situado aproximadamente en los tres cuarto de la altura del elemento en ensayo.
NOTA - Esta condición no es exigible durante los primeros cinco minutos de ensayo. La diferencia de presión puede igualmente obtenerse disminuyendo la presión sobre la cara no expuesta.
7 Características de los elementos de construcción bajo ensayo 7.1 Dimensiones Los elementos a ensayar deberán tener su tamaño real; no se aceptarán elementos a los que se les ha recortado una parte, ni sobre elementos reproducidos a escala. En caso de elementos verticales de gran tamaño las dimensiones mínimas serán de 2,0 m ⋅ 2,2 m. En caso de pilares, su longitud mínima de prueba será de 2,0 m. Los elementos deben ser representativos de una producción estándar. Los elementos horizontales también deben ser representativos de una producción estándar. No se aceptarán elementos a los que se les ha recortado una parte, ni sobre elementos reproducidos a escala. Las dimensiones de los elementos de prueba serán de 3 m ⋅ 4 m, sin embargo, si el elemento es relativamente homogéneo, el profesional responsable del ensayo podrá reducir estas dimensiones a 2 m ⋅ 3 m. Los elementos de un tamaño real pero inferior a la boca del horno se montarán en un elemento auxiliar, como elemento de soporte de probetas, cuya resistencia al fuego sea superior a la del elemento bajo prueba.
7
NCh935/1
7.2 Contenido de humedad El contenido de humedad del elemento en prueba deberá corresponder al contenido normal de humedad del elemento en uso, según la zona climática en que se construya el edificio. Se calculará como porcentaje de la masa del elemento. En caso de secado artificial, la temperatura de secamiento no excederá de 60 °C.
7.3 Elementos heterogéneos y/o asimétricos Para ensayar elementos de constitución heterogénea y/o asimétricos, tales como los paneles con distintos materiales de revestimiento, se dispondrá de dos probetas que se ensayarán respectivamente, por cada una de sus caras.
7.4 Resistencia mecánica Los elementos que soporten carga deberán tener una resistencia mecánica igual a la señalada para un elemento similar en condiciones de servicio normal.
8 Procedimiento operatorio 8.1 Condiciones de ensayo, empotramiento, carga y misión del elemento El elemento a ensayar se debe analizar en condiciones normales de trabajo a fin de reproducir, durante el ensayo, un sistema similar de empotramiento, apoyos y cargas al que deberá ser sometido.
8.2 Elementos de entrepiso y vigas En el caso de elementos de entrepiso y vigas cuyas condiciones de servicio en su contorno sean inciertas o variables, el elemento para el ensayo se debe apoyar simplemente alrededor del total de sus bordes o por sus extremos, según corresponda.
8.3 Aplicación de cargas A lo menos media hora antes de iniciar el calentamiento, el elemento estructural a ensayar, debe someterse a una carga que, en las regiones críticas del elemento, produzca tensiones de la misma magnitud que las que normalmente se producirían en el elemento de tamaño real sometido a su carga de cálculo. Cuando se crea conveniente, se debe aplicar una carga previa al elemento que se ensaye para garantizar una estabilización en los equipos de carga y apoyo.
8.4 Magnitud y distribución de la carga La magnitud y distribución de las cargas aplicadas deben mantenerse constantes durante todo el ensayo. 8
NCh935/1
8.5 Observaciones a)
Los elementos en ensayo que no soporten carga no deben ser sometidos a una carga externa durante el ensayo de resistencia al fuego.
b)
Los pilares y vigas de acero estructural protegido, no necesariamente requieren ser sometidos a una carga externa durante el ensayo de resistencia al fuego. En cambio es necesario controlar su temperatura hasta alcanzar la temperatura crítica.
8.6 Exposición al calor 8.6.1 Columnas Las columnas se deben ensayar aplicando el calor sobre toda su superficie y altura (cuatro caras).
8.6.2 Elementos de separación Los elementos que tengan la función de separar espacios, deben calentarse solamente por una cara. Aquellos elementos que deban resistir el fuego en una sola dirección, deben ensayarse según esa dirección. Aquellos otros que hayan de resistir el fuego en cualquier dirección, deben ensayarse en la dirección que, a criterio de los técnicos del ensayo, ofrezcan la menor resistencia y en caso de dudas hacer ensayos en cada dirección en elementos idénticos.
8.6.3 Vigas Las vigas se deben ensayar aplicando el calor por tres de sus caras, en toda su extensión.
8.7 Comprobaciones y mediciones durante el ensayo La resistencia al fuego de un elemento estructural, debe juzgarse según el criterio de la capacidad de carga que soporte; la de un elemento de separación, según el criterio de estanquidad y aislamiento; y la de un elemento de separación que soporte carga, según el criterio de capacidad de carga, estanquidad y aislamiento (ver 9.2).
8.7.1 Capacidad de soporte de carga y deformación 8.7.1.1 Elementos estructurales En una prueba sobre determinación de la capacidad de carga, deben determinarse, durante el ensayo, las propiedades y características siguientes: a)
el tiempo en el cual el elemento de ensayo cede a la carga aplicada;
b)
deformaciones que pueden facilitar un análisis del comportamiento estructural del elemento y una aplicación de los resultados de los ensayos;
c)
libertad de movimientos del elemento; 9
NCh935/1 d)
fuerzas y momentos transmitidos por esfuerzo al elemento según 8.1;
e)
otros fenómenos importantes, tales como agrietamientos, hendiduras u otras transformaciones del elemento.
Cuando se estime conveniente, en especial para ciertas aplicaciones particulares de un elemento, se puede determinar la distribución de las temperaturas en el interior del mismo durante el ensayo, por medio de termocuplas colocadas y distribuidas de forma tal, que proporcionen antecedentes que sirvan de base para estimar, en mejor forma, la función y comportamiento del elemento. (ver, por ejemplo, 9.2.2.2).
8.7.1.2 Elementos de separación En elementos de separación se deben medir y anotar, durante el desarrollo completo del ensayo, las deformaciones que puedan comprometer su función. Debe anotarse el momento en el cual el elemento que se ensaya ya no cumpla con los requisitos funcionales.
8.7.2 Aislamiento térmico 8.7.2.1 Temperatura media de la cara no expuesta En el caso de elementos con una cara no sometida a calentamiento, las temperaturas deben medirse por medio de termocuplas, cinco como mínimo, una colocada aproximadamente en el centro de la cara y las otras en los puntos medios de las rectas que unen el centro y los vértices. Otra alternativa de medición de temperaturas es mediante termometría por barrido de radiación infrarroja sin incluir uniones ni la zona de los bordes de la probeta en una franja de 100 mm a contar del borde. Los puntos de medida antes indicados no deben coincidir con uniones, discontinuidades o elementos de fijación de la probeta. La media de las temperaturas anotadas se considera como la temperatura media de la cara no expuesta.
8.7.2.2 Temperatura máxima de la cara no expuesta Como complemento, se debe estar vigilando y midiendo, en todo momento durante el ensayo, la temperatura puntual más alta. Esta temperatura no debe emplearse para calcular la temperatura media, pero se debe tener en cuenta para determinar si se ha cumplido con el criterio de máxima temperatura, excepto en el caso de que el punto corresponda con alguno de los señalados en 8.7.2.1.
10
NCh935/1 8.7.2.3 Transmisión de calor a través de las protecciones para vigas y pilares de acero estructural En el caso de vigas o pilares de acero estructural protegido debe medirse la temperatura media del acero por medio de tres termocuplas ubicadas en cada tramo de longitud o altura según corresponda. Ninguno de estos puntos estará ubicado a una distancia menor de 0,5 m de los extremos de la probeta. Como complemento, se debe medir, en cualquier momento durante el ensayo la temperatura en el punto en que aparezca como la más elevada. Esta temperatura debe emplearse para calcular la temperatura media en el tramo que corresponda.
8.7.3 Estanquidad al fuego 8.7.3.1 Pérdida de estanquidad Para determinar el momento en que se note pérdida de la estanquidad inicial, debe existir, de acuerdo con 6.5, una diferencia de presión entre el lado expuesto al fuego y el no expuesto. Deben hacerse observaciones sobre la duración de la llama que pueda aparecer en la cara no expuesta. Esto se puede determinar por la ignición de una mota de algodón, mantenida entre 20 a 30 mm de la cara no expuesta, para señalar si hay escape de gases calientes o llamas durante el ensayo. NOTA - La mota de algodón debe medir aproximadamente 100 x 100 x 20 mm con una masa de 3 a 4 g. Estará constituida por fibras de algodón hidrófilo. Deberá haber sido secada previamente en estufa a 105 °C hasta peso constante.
8.7.3.2 Prolongación del ensayo Si luego de producirse la pérdida de estanquidad el ensayo se prolongase, deben seguirse haciendo observaciones sobre grietas, fisuras u otras aberturas, a través de las cuales puedan pasar las llamas o gases. Debe registrarse cualquier falla, completo o parcial, que indique que el elemento no soporta la carga aplicada. El ensayo debe prolongarse el tiempo que solicite el mandante o aquel que estimen adecuado los técnicos del ensayo.
8.7.4 Observaciones adicionales A lo largo del ensayo, se deben registrar todas las modificaciones e incidencias, además de las referentes a los criterios exigidos en el ensayo que puedan ser susceptibles de originar riesgos en un inmueble (como por ejemplo, emisión de llamas o de humo o gases nocivos procedentes de la cara no expuesta de un elemento de separación), y que, por consiguiente pudiera conducir al rechazo del elemento bajo ensayo.
11
NCh935/1
8.8 Duración del ensayo 8.8.1 Calentamiento del elemento El elemento que se ensaya se debe calentar normalmente, en la forma prescrita, hasta que se observe el fallo de alguno de los requisitos exigidos en la prueba, principalmente: a)
capacidad de soporte de carga (véase 9.2.1);
b)
aislamiento térmico (véase 9.2.2);
c)
estanquidad (véase 9.2.3);
d)
emisión de gases inflamables.
8.8.2 Término del ensayo También el ensayo puede darse por concluido después de un lapso determinado, a solicitud del mandante, siempre que no se haya observado hasta el término de este tiempo, fallo de alguna de las condiciones requeridas, (ver también 8.7.3.2 Prolongación del ensayo).
8.8.3 Duración El tiempo de duración del ensayo, contado desde el inicio del período de calentamiento, durante el cual el elemento en ensayo cumple con los requisitos exigidos, debe ser expresado en minutos.
9 Criterio para la valoración de los resultados 9.1 Resistencia al fuego La resistencia al fuego de los elementos se expresará como el tiempo, en minutos, desde el comienzo del ensayo, hasta que dejen de cumplirse las condiciones relativas a capacidad de soporte de carga, aislamiento, estanquidad y no emisión de gases inflamables. De acuerdo al tiempo alcanzado se clasifican según anexo A.
9.2 Criterio de resistencia al fuego El criterio funcional de la resistencia al fuego comprenderá los requisitos relacionados con la capacidad de soporte de carga: a)
para un elemento estructural;
b)
aislamiento y estanquidad, para un elemento de separación;
c)
aislamiento, estanquidad y capacidad de soporte de carga;
d)
para un elemento estructural de separación y aislamiento para una viga o columna metálica protegida.
12
NCh935/1 9.2.1 Capacidad de soporte de carga Para elementos estructurales se requerirá que el elemento en ensayo no llegue a fallar de tal manera que no pueda seguir cumpliendo la función de soporte de carga para la cual fue diseñado.
9.2.2 Aislamiento 9.2.2.1 Para elementos de separación verticales u horizontales tales como muros, tabiques, entrepisos, etc. se requerirá: a)
que la temperatura media de la cara no expuesta del elemento no aumente sobre la temperatura inicial en más de 140 °C;
b)
que la temperatura máxima en cualquier punto de la cara no expuesta no exceda a la temperatura inicial en más de 180 °C o no sobrepase 220°C cualquiera sea la temperatura inicial.
9.2.2.2 Para vigas y columnas de acero protegidas se requerirá: a)
que la temperatura media en cualquiera de los tres niveles, no exceda los 500 °C;
b)
que la temperatura máxima en cualquier punto, no exceda de 650°C.
9.2.2.3 Para elementos de separación perimetrales, verticales u horizontales, que no comprometan eventuales cargas combustibles por el lado exterior, sus temperaturas exteriores pueden ser cualesquiera y la resistencia al fuego se determina por la falla del elemento sin tomar en cuenta la temperatura de la superficie de la cara no expuesta (ver anexo).
9.2.3 Estanquidad 9.2.3.1 Grietas y fisuras Para elementos de separación verticales u horizontales tales como muros, tabiques, entrepisos, etc. no deberá ocurrir la formación de grietas, fisuras u otras aberturas por donde las llamas o gases pueden pasar.
9.2.3.2 Falta de estanquidad Se considerará que hay pérdida de estanquidad, cuando se observe una llama sostenida durante 10 s como mínimo, en la cara no expuesta del elemento en ensayo, o bien cuando la mota de algodón especificada en 8.7.3.1 se encienda.
9.2.4 Emisión de gases inflamables Los gases emitidos por la cara no expuesta, se considerarán inflamables si arden al aproximar una llama cualquiera y continúan espontáneamente ardiendo al menos durante 20 s de retirada la llama. 13
NCh935/1
10 Informe del ensayo El informe debe incluir: a)
nombre del laboratorio que realiza el ensayo;
b)
nombre del solicitante;
c)
fecha del ensayo;
d)
marca y nombre comercial del elemento a ensayar (si lo tiene);
e)
finalidad del ensayo;
f)
una descripción lo más completa posible del elemento ensayado, con indicación de materiales básicos, dimensiones y posibles usos;
g)
modo de fijación, apoyo y empotramiento del elemento;
h)
informar la carga de ensayo, cuando el elemento es sometido a carga mecánica;
i)
para elementos de separación asimétricos, se indicará la dirección en que se ensaya el elemento y la razón para adoptar este procedimiento;
j)
observaciones y mediciones hechas durante la prueba, según 8.7;
k)
los criterios aplicados del ensayo requeridos según capítulo 9;
l)
el contenido de humedad inicial del elemento siempre que sea posible determinarlo;
m) mención sobre que el ensayo se hizo de acuerdo con NCh935/1; n)
clasificación del elemento según anexo;
ñ)
señalar el factor de masividad cuando los elementos son de acero.
o)
señalar las caras expuestas al fuego del elemento.
14
NCh935/1
Anexo A Clasificación Los elementos de construcción una vez sometidos al ensayo de resistencia al fuego, se clasifican del siguiente modo, según su duración (ver 8.8.3). Clase F
0
duración
≥
0
< 15
Clase F 15
duración
≥
15
< 30
Clase F 30
duración
≥
30
< 60
Clase F 60
duración
≥
60
< 90
Clase F 90
duración
≥
90
< 120
Clase F 120
duración
≥
120
< 150
Clase F 150
duración
≥
150
< 180
Clase F 180
duración
≥
180
< 240
Clase F 240
duración
≥
240
15
NCh935/1
Anexo B (Informativo)
Cálculo de Masividades para perfiles de acero Debido a la importancia que representa la masividad de un elemento de acero y la determinación de la protección necesaria para cumplir una cierta resistencia al fuego, en el presente anexo se encuentran tabuladas las masividades de los perfiles comerciales comúnmente producidos en Chile. En dichas tablas se incluye la denominación comercial del perfil, sus dimensiones nominales, área y masividad, considerando las condiciones de exposición al fuego más probables para dicho perfil, vale decir usar el elemento como viga o como columna. Se define la masividad de un elemento de acero, con o sin protección, como la razón entre el perímetro expuesto al fuego [m] y la sección transversal del elemento [m 2]. La masividad resulta así expresada en [m -1]. La relación existente entre la masividad así calculada y la resistencia al fuego del elemento constructivo dependerá del tipo de protección utilizado, debiendo determinarse dicha relación en forma experimental según normativa vigente, (NCh935/1). Debido a que la sección transversal del elemento de acero es una propiedad del perfil que se encuentra tabulada en manuales de diseño, el único valor a determinar para el cálculo de la masividad de un perfil metálico es su perímetro expuesto al fuego. A continuación se presenta la información necesaria para dicho cálculo, tabulada para las series de perfiles contemplados en los manuales de diseño en acero ICHA’74 y CINTAC’93. En caso que el elemento constructivo quede expuesto al fuego en alguna otra situación no contemplada en las presentes tablas, siempre y cuando los elementos que rodean al perfil en sus lados no expuestos presenten una estabilidad al fuego mayor que la exigida para el elemento constructivo, podrá calcularse la masividad como el perímetro real expuesto al fuego, dividido por el área que proporciona la tabla correspondiente al perfil en estudio. Para la determinación de las masividades tabuladas se ocupó la siguiente nomenclatura: A
:
sección transversal del elemento [m2].
P3 lados
:
perímetro del perfil considerando 3 lados expuestos al fuego (exposición parcial) [m]. El lado no considerado corresponde al de menor longitud (b).
P4 lados
:
perímetro del perfil considerando 4 lados expuestos al fuego (exposición total) [m].
M3 lados = P3 lados/A = masividad del perfil considerando 3 lados expuestos al fuego [m -1]. M4 lados = P4 lados / A = masividad del perfil considerando 4 lados expuestos al fuego[m 1].
16
NCh935/1 1 Perfiles sin protección a)
Perfiles soldados series IN y HN: A = ( b - t )∙(e1 + e2 ) + H∙t P3 lados = 2H + 3b - 2t P4 lados = 2H + 4b - 2t
en que:
b)
H
=
altura del perfil, cm;
b
= ancho del ala, cm;
t
= espesor del alma, cm.
Cajones plegados rectangulares o cuadrados: A
= 2∙e∙( b + H - 8e ) + 3∙ π ∙e2
P3 lados
= 2∙[ H + b/2 - 2∙(4 -π )∙e]
P4 lados
= 2∙[ H + b - 2 ∙(4 -π )∙e]
en que:
c)
H
=
altura del perfil, cm;
b
= ancho del perfil, cm;
e
= espesor del Perfil, cm;
r
= radio de plegado = e, cm.
Canal plegado: A
= e∙( 2b + H - 8e ) + 3/2 ∙ π ∙e2
P3 lados
= 2H + 3b - 3∙(4 -π )∙e
P4 lados
= 2H + 4b - 3∙(4 -π )∙e
en que: H
=
altura del perfil, cm;
b
= ancho del perfil, cm;
e
= espesor del perfil, cm;
r
= radio de plegado = e; cm.
17
NCh935/1 d)
Tubos plegados: A
=
π
/ 4∙ [D2 - ( D - 2e )2]
P
=
π
∙D
en que: D
= diámetro exterior del tubo, cm;
e
= espesor de la pared, cm.
2 Perfiles protegidos El cálculo del perímetro para perfiles protegidos se simplifica al no considerar el espesor de la protección. De este modo, cuando el perfil posee una protección que sigue su contorno, el perímetro corresponderá al mismo del perfil sin protección, mientras que si el perfil es encajonado por la protección su perímetro corresponderá al del contorno interno de dicha protección.
2.1 Ejemplos de cálculo de la masividad 2.1.1 Protección siguiendo el contorno del perfil a)
Perfil ocupado como viga (3 lados expuestos al fuego): P3 lados
= 2H + 3b - 2t
en que:
b)
H
= altura del perfil, m;
b
= ancho del ala, m;
t
= espesor del alma, m.
Perfil ocupado como columna (4 lados expuestos al fuego): P4 lados
= 2H + 4b - 2t
en que:
18
H
= altura del perfil, m;
b
= ancho del ala, m;
t
=
espesor del alma, m
NCh935/1 2.1.2 Protección encajonando el perfil a)
Perfil ocupado como columna (4 lados expuestos al fuego):
P4 lados
= 2∙b + 2∙ H
en que:
b)
H
=
altura del perfil, m;
b
= ancho del ala, m.
Perfil ocupado como viga (3 lados expuestos al fuego):
P3 lados
= b + 2∙h
en que:
c)
H
=
altura del perfil, m;
b
= ancho del ala, m.
Perfil ocupado como columna embebido en muro perimetral (1 cara expuesta). Válido sólo si la resistencia al fuego del muro perimetral es igual o mayor que la exigida para el elemento estructural. P1 lado
= b
en que: b d)
= ancho del ala, m.
Tubos circulares: A=
π
/ 4∙ [D2 - ( D - 2e )2]
P=4∙D en que: D
=
diámetro exterior del tubo, cm;
e
= espesor de pared, cm.
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NCh935/1 NOTA - Se debe hacer una mención especial sobre el cálculo de la masividad para columnas tubulares circulares. En el caso de protecciones que encajonan al perfil, el perímetro expuesto al fuego corresponderá al perímetro interno de la protección (en realidad corresponde al perímetro externo, pero conviene realizar esta simplificación para independizar la masividad del espesor de protección y poder así tabular dicho valor), que viene dado por 4 veces el diámetro del tubo, perímetro mayor al del elemento sin protección ( π ∙ D = 3.14 ∙ D), por lo que la masividad del elemento protegido será mayor a la del elemento sin proteger. Esto no debe confundirse con el hecho que a mayor masividad, menor resistencia al fuego, pues dicha comparación es válida sólo para perfiles sin protección o para perfiles protegidos por el mismo sistema.
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DE
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Prevención de incendio en edificios - Ensayo de resistencia al fuego Parte 1: Elementos de construcción en general Fire prevent ion in buildings - Fire resistance t est - Part 1 : General con st ruct ion element s
Primera edición Reimpresión
: 1997 : 1999
Descriptores:
prevención de incendio en edificios, seguridad c ont ra incendios, element os de const rucción, ensayos, ensayos de f uego, resistencia al fuego
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