Análisis de la resistencia a fuego de una estructura: El Mercado de San Miguel Autor: Sergio Luque López Tutora: Belén Orta Rial

1. Introducción Analizar la resistencia a fuego de una estructura en un caso concreto. Edificio histórico de Madrid. Menor grado de intervención sobre el edificio.

Edificio de estructura de fundición. Siglo XIX. No está obligado a cumplir la normativa actual. Se pretende evitar la pérdida patrimonial en caso fortuito de incendio. 1. Introducción

2. Elección del caso de estudio: El Mercado de San Miguel Palacio de VelázquezPalacio de Fomento

2. Elección del caso de estudio: El Mercado de San Miguel Palacio de Cristal Patio de Operaciones. Banco de España

2. Elección del caso de estudio: El Mercado de San Miguel Congreso de los DiputadosTeatro de la Comedia

2. Elección del caso de estudio: El Mercado de San Miguel

2. Elección del caso de estudio: El Mercado de San Miguel

2. Elección del caso de estudio: El Mercado de San Miguel

3. Métodos de análisis de elementos estructurales sometidos a la acción de incendio Método simplificado Nivel 1. (Resistencias exigidas tabuladas. Curva de fuego normalizado) Método simplificado Nivel 2. (Tiempo equivalente de exposición a fuego normalizado) Método Nivel 3. (Curvas de incendio real)

3. Métodos de análisis de elementos estructurales sometidos a la acción de incendio Método simplificado Nivel 1. (Resistencias exigidas tabuladas. Curva de fuego normalizado).

3. Métodos de análisis de elementos estructurales sometidos a la acción de incendio Método simplificado Nivel 1. (Resistencias exigidas tabuladas. Curva de fuego normalizado).

4. Método de tiempo equivalente. Factores que influyen

4. Método de tiempo equivalente. Factores que influyen Cálculo del Tiempo Equivalente. T e,d = k b * w f * k c * q f,d k b, geometría y características térmicas de las paredes del recinto. w f, ventilación en función de la forma y el tamaño del sector. k c, características del elemento y su protección. q f,d, carga de fuego característica. Material combustible. Existencia de medidas activas en la lucha contra el fuego. Tamaño del sector y actividad.

4. Método de tiempo equivalente. Factores que influyen Cálculo del Tiempo Equivalente. Alternativas de diseño: Sectorización. Ventilación. Estado actual / abrir huecos. Carga combustible: permanente y variable. Valores tabulados / Carga real. Instalaciones de detección y extinción automáticas. Protección de la estructura / estado actual.

4. Método de tiempo equivalente. Factores que influyen Cálculo del Tiempo Equivalente. Sectorización. Planta SótanoPlanta Baja

4. Método de tiempo equivalente. Factores que influyen Cálculo del Tiempo Equivalente. T e,d = k b * w f * k c * q f,d k b Coeficiente de conversión en función de las propiedades térmicas de la envolvente del sector; puede tomarse igual a 0,07. k b = 0,07

4. Método de tiempo equivalente. Factores que influyen Cálculo del Tiempo Equivalente. T e,d = k b * w f * k c * q f,d w f = (6/H)0,3 [0, (0,4 – α v )4/(1 + b v α h )] ≥ 0,5 H, Altura media. α v =A v /A f, relación entre la superficie de las aberturas en fachada y la superficie de suelo del sector. Con los límites 0,025 < α v < 0,25 α h = A h / A f, relación entre la superficie de las aberturas en el techo, A h, y la superficie construida del suelo del sector, A f. b v = 12,5 ( α v - α v ²) ≥ 10

4. Método de tiempo equivalente. Factores que influyen Cálculo del Tiempo Equivalente. Ventilación.

4. Método de tiempo equivalente. Factores que influyen Cálculo del Tiempo Equivalente. Ventilación.

4. Método de tiempo equivalente. Factores que influyen Cálculo del Tiempo Equivalente. T e,d = k b * w f * k c * q f,d Hipótesis: w f1, estado actual. w f1 = 0,908 w f2, hipótesis de modificar la fachada. w f2 = 1,119 Se descarta la hipótesis w f2

4. Método de tiempo equivalente. Factores que influyen Cálculo del Tiempo Equivalente. T e,d = k b * w f * k c * q f,d k c Coeficiente de corrección en función del material estructural. Hipótesis: k c1, estado actual. Acero sin proteger. k c2, posible hipótesis. Acero protegido.

4. Método de tiempo equivalente. Factores que influyen Cálculo del Tiempo Equivalente. T e,d = k b * w f * k c * q f,d k c2 = 13,7 * O O = A v √h / A t,coeficiente de aberturas con los límites 0,02 ≤ O ≤ 0,2 [m ½ ]. A t, superficie total de la envolvente del sector (paredes, suelo y techo), incluyendo aberturas [m²]. h, altura promedio de los hueco verticales, [m]. A v, aberturas en fachada o techo [m²].

4. Método de tiempo equivalente. Factores que influyen Cálculo del Tiempo Equivalente. T e,d = k b * w f * k c * q f,d Hipótesis: k c1 = 1 k c2 = 1,804

4. Método de tiempo equivalente. Factores que influyen Cálculo del Tiempo Equivalente. T e,d = k b * w f * k c * q f,d q fd = q fk * m * δ q1 * δ q2 * δ n * δ c q fk, valor característico de densidad de carga de fuego. m, coeficiente de combustión que tiene en cuenta la fracción del combustible que arde en el incendio. m = 0,8. δ q1, coeficiente que tiene en cuenta el riesgo de iniciación debido al tamaño del sector. δ q2, coeficiente que tiene en cuenta el riesgo de iniciación debido al tipo de uso o actividad. δ n, coeficiente que tiene en cuenta las medidas activas voluntarias existentes. δ c, coeficiente de corrección según las consecuencias del incendio.

4. Método de tiempo equivalente. Factores que influyen Cálculo del Tiempo Equivalente. T e,d = k b * w f * k c * q f,d q fd = q fk * m * δ q1 * δ q2 * δ n * δ c q fk, valor característico de densidad de carga de fuego. Permanente.

4. Método de tiempo equivalente. Factores que influyen Cálculo del Tiempo Equivalente. T e,d = k b * w f * k c * q f,d q fd = q fk * m * δ q1 * δ q2 * δ n * δ c q fk, valor característico de densidad de carga de fuego. Permanente Carga de fuego permanente: Despreciable. Carga de fuego permanente Falso techo de madera en la zona de puestos [MJ] Carpintería de vidrios traslúcidos [MJ] Total [MJ/m ²] 27,4827,720,048

4. Método de tiempo equivalente. Factores que influyen Cálculo del Tiempo Equivalente. T e,d = k b * w f * k c * q f,d q fd = q fk * m * δ q1 * δ q2 * δ n * δ c q fk, valor característico de densidad de carga de fuego. Variable q fk, = Permanente + Variable = 730 MJ/m².

4. Método de tiempo equivalente. Factores que influyen Cálculo del Tiempo Equivalente. T e,d = k b * w f * k c * q f,d q fd = q fk * m * δ q1 * δ q2 * δ n * δ c δ n, coeficiente que tiene en cuenta las medidas activas voluntarias existentes. δ n = δ n,1 * δ n,2 * δ n,3

5. Análisis de los resultados HipótesisMedidasVariables Instalaciones A Ausencia de medidas activas δ n = 1 B Detección o alarma automáticas δ n = 0,87 CExtinción automáticaδ n = 0,61 D Detección y alarma automáticas δ n = 0,76 EB + Cδ n = 0,53 FA + B + Cδ n = 0,47 Ventilación W1W1 Cerramientos actuales w = 0,908 Carga de fuego Q1Q1 Materiales no protegidos q = 730 Corrección del material K1K1 Acero sin protegerk c = 1,804 K2K2 Acero protegidok c = 1

5. Análisis de los resultados Acero sin proteger, K 1 Hipótesis TIEMPO EQUIVALENTE T e,d = k b * w f * k c * q f,d kbkb wfwf kckc q f,d T e [minutos] q fk mδ q1 δ q2 δnδn q f,d K ₁ W ₁ A0,070,9081, ,81,61,251, B0,070,9081, ,81,61,250, C0,070,9081, ,81,61,250, D0,070,9081, ,81,61,250, E0,070,9081, ,81,61,250, F0,070,9081, ,81,61,250,

5. Análisis de los resultados Acero protegido, K 2 Hipótesis TIEMPO EQUIVALENTE T e,d = k b * w f * k c * q f,d kbkb wfwf kckc q f,d T e [minutos] q fk mδ q1 δ q2 δnδn q f,d K ₂ W ₁ A0,070, ,81,61, B0,070, ,81,61,250, C0,070, ,81,61,250, D0,070, ,81,61,250, E0,070, ,81,61,250, F0,070, ,81,61,250,

6. Respuesta de la estructura al fuego

Hipótesis habitual sin fuego Cargas mayoradas = 5,85 kN/m² Superficie = 10,3 m² Axil soporte, N d = 60,26 kN Resistencia soporte, N rd = 785,9 kN 785,9 kN > 60,26 kN N rd > N d

6. Respuesta de la estructura al fuego Hipótesis habitual con fuego Cargas mayoradas = 3,9 kN/m² Superficie = 10,3 m² Axil soporte, N d = 38,11 kN Tiempo equivalente = 63 minutos Temperatura del Gas = 950 ºC Temperatura de la estructura = 855 ºC

6. Respuesta de la estructura al fuego Hipótesis habitual con fuego Temperatura de la estructura = 855 ºC f= 0,085 Axil soporte, N d = 38,11 kN Resistencia soporte, N rd = 69,6 kN 69,6 kN > 38,11 kN N rd > N d

7. Protección de la estructura mediante pintura intumescente Tiempo equivalente = 35 minutos Factor de forma = A / V Espesor = 0,39 mm

8. Medidas actuales en el Mercado de San Miguel Extintores Alarma automática Sistemas de agua manual: manguera Sistemas de agua automáticos: aspersores

9. Conclusiones