Travelling fire e risposta strutturale

As architectural trends change and become more ambitious, traditional engineering techniques are more and more challenged. This is also true for the Fire Engineering field, where commonly used fire scenarios are based on traditional methods that assume uniform burning and temperature condition in the compartment, regardless of its geometry and size. It’s been observed that some accidental fires tend to move across the surface of the compartment, burning each area on different times. These kind of fires are labelled as Travelling Fires. The development of new methods which exalt the optimization and the refinement of the fire safety design, needs a more realistic definition of the fire scenarios. The incorporation of travelling fires is needed to reflect the state-of-the-art knowledge of fire dynamics. The document presents the evolution of the travelling fire concept over the years and defines a design technique that takes into account both the fire variability over time and the fire variability over space. Starting from the definition of the phenomenon, an analysis of the thermal stresses and the structural response will be presented. Furthermore, according to the thermal analysis, a new innovative method will be presented: this method allows to approximate the thermal solicitation of a travelling fire without the need to model a complex scenario as that of a moving fire.

Le tendenze architettoniche cambiano e diventano sempre più ambiziose, mettendo a dura prova i tradizionali approcci ingegneristici relativi all’edilizia. Questo è vero anche nell’ambito del Fire Engineering, dove gli scenari di incendio comunemente usati per la modellazione sono basati su metodi tradizionali che assumono condizioni uniformi di produzione di calore e temperatura all’interno di un compartimento, senza tenere conto della sua dimensione o geometria. È stato osservato che alcuni incendi accidentali tendono a muoversi nello spazio, insistendo in momenti diversi su zone differenti. Questi tipi di fuochi sono stati denominati Travelling Fires. Lo sviluppo di nuovi metodi che esaltino l’ottimizzazione e la raffinatezza della progettazione antincendio attraverso una più accurata caratterizzazione delle reali performance strutturali, necessita di una più realistica definizione degli scenari di incendio. L’incorporazione degli scenari di travelling fire sarà necessaria per riflettere la conoscenza allo stato dell’arte della dinamica degli incendi in spazi estesi. In questo senso, nel seguito del documento, verrà presentata l’evoluzione del concetto di travelling fire, e si definirà una tecnica di modellazione relativa ad esso che tiene conto dalla sua variabilità non solo temporale, ma anche spaziale. Sulla base di questa definizione del fenomeno, verranno analizzate le azioni termiche indotte sulla struttura degli edifici e le risposte strutturali dei singoli membri. Partendo dall’analisi termica verrà inoltre descritto un metodo innovativo che rende possibile l’approssimazione delle azioni termiche di un travelling fire senza la necessità di modellare uno scenario complesso come quello di incendio in movimento.