Страница 3: ДСТУ-Н-П Б В.2.6-157:2010. Конструкції будинків і споруд проектування дерев'яних конструкцій частина 1-2 загальні положення (30007)

2 ОСНОВИ ПРОЕКТУВАННЯ

2.1 Вимоги

2.1.1       Основні вимоги

2.1.1.1. Якщо встановлені вимоги до механічного опору під час пожежі, конструкції мають проектуватися та виготовлятися так, щоб вони зберігали несучу здатність протягом вогневого впливу.

2.1.1.2 При розподілі на протипожежні відсіки елементи, що огороджують протипожежний відсік разом з вузлами, повинні проектуватися та виготовлятися так, щоб вони зберігали огороджувальну здатність протягом вогневого впливу. Зазначене має забезпечуватись, коли необхідно, щоб не відбувались втрата цілісності та теплоізолювальної здатності; обмежувалось теплове випромінювання з необігрівної сторони.

Примітка 1. Див. визначення в EN 1991-1-2:2002.

Примітка 2. Ризик поширення пожежі внаслідок теплового випромінювання відсутній, якщо температура необігрівної поверхні нижче 300 °С.

2.1.1.3          Критерій деформації застосовують у випадках, коли засоби вогнезахисту або критерії розрахунку огороджувальних елементів потребують урахування деформацій несучих конструкцій.

2.1.1.4 Деформації несучих конструкцій не враховуються:

5  при оцінці ефективності засобів захисту, що зазначені в 3.4.3 або 5.2;

6  якщо огороджувальні елементи відповідають вимогам номінального вогневого впливу.

2.1.2     Номінальний вогневий вплив

2.1.2.1    За стандартним температурним режимом конструкції мають відповідати граничним станам із вогнестійкості R,Е та І:

-    тільки огороджувальні: цілісність (граничний стан із вогнестійкості за ознакою втрати цілісності Е) та, якщо вимагається, теплоізолювальна здатність (граничний стан з вогнестійкості за ознакою втрати теплоізолювальної здатності І);

-               тільки несучі: механічний опір (граничний стан із вогнестійкості за ознакою втрати несучої здатності R);

-               огороджувальні та несучі: граничні стани з вогнестійкості R,Е та, якщо вимагається, І.

2.1.2.2   Граничний стан із вогнестійкості за ознакою втрати несучої здатності R вважається забезпеченим, якщо забезпечена несуча здатність протягом потрібного часу під час вогневого впливу.

2.1.2.3   Граничний стан із вогнестійкості за ознакою втрати теплоізолювальної здатності І вважається забезпеченим, коли підвищення середньої температури по всій необігрівній поверхні обмежене 140 К, а підвищення максимальної температури у будь-якій точці поверхні не перевищує 180 К.

2.1.3       Параметричний вогневий вплив

2.1.3.1   Несуча здатність зберігається протягом всієї пожежі, включаючи фазу затухання, або визначеного періоду часу.

2.1.3.2   Для перевірки огороджувальної здатності застосовується наступне за умови, що нормальна температура становить 20 °С:

7  підвищення середньої температури по всій необігрівній поверхні обмежене 140 К, а підвищення максимальної температури у будь-якій точці поверхні не перевищує 180 К протягом фази нагрівання, доки не буде досягнута максимальна температура повітря;

8   підвищення середньої температури по всій необігрівній поверхні обмежене ∆θ1,а підвищення максимальної температури у будь-якій точці поверхні не перевищує ∆θ2 протягом фази затухання.

Примітка. Рекомендованими є значення ∆θ1 = 200 К та ∆θ2 = 240 К.

2.2 Впливи

2.2.1  Теплові та механічні впливи приймаються згідно з EN 1991-1-2: 2002.

2.2.2  Для поверхонь із дерев'яних матеріалів та матеріалів з деревини, а також гіпсокартонних листів значення ступеня чорноти приймають 0,8.

2.3 Розрахункові значення властивостей та опору матеріалів

2.3.1 Для перевірки несучої здатності розрахункові значення міцності та жорсткості визначаються за формулами:

де fd,fi - розрахункова міцність під час пожежі;

Sd,fi - розрахункова жорсткість (модуль пружності Еd,fi або модуль зсуву Gd,fi) під час пожежі;

f20 - 20 %-й квантиль міцності за нормальної температури;

S20 - 20 %-й квантиль жорсткості (модуль пружності або модуль зсуву) за нормальної

температури; кmod,fi - коефіцієнт зміни під час пожежі; γм,fi - коефіцієнт надійності для деревини під час пожежі.

Примітка 1. Коефіцієнт зміни під час пожежі враховує зниження міцності та жорсткості за підвищених температур і заміщає коефіцієнт зміни за нормальних температур кmod, що наведений у EN 1995-1-1. Значення кmod,fi наведені у відповідних пунктах.

Примітка 2. Значення коефіцієнта надійності для властивостей матеріалу під час пожежі становить

У м, fi = 1,0

2.3.2 Розрахункове значення механічного опору Rd,t,f (несучої здатності) визначається за формулою:

де Rd,t,f - розрахункове значення механічного опору під час пожежі в момент часу t; R20 - 20 %-й квантиль значення механічного опору за нормальної температури без

урахування впливу тривалості завантаження та вологості (кm0d = 1); η - перехідний коефіцієнт;

γм,fi- - коефіцієнт надійності для дерева під час пожежі довівнює 1,0.

Примітка. Розрахункові значення опору застосовуються для з'єднань, наведених в 6.2.2 та 6.4. Для з'єднань перехідний коефіцієнт η наведено в 6.2.2.1.

2.3.3 20 %-й квантиль міцності та жорсткості визначається за формулами:

де f20 - 20%-й квантиль міцності за нормальної температури;

S20 - 20 %-й квантиль жорсткості (модуль пружності або модуль зсуву) за нормальної температури;

S05 - 5 %-й квантиль жорсткості (модуль пружності або модуль зсуву) за нормальної

температури;

 кfі - (див. таблицю 2.1).

2.3.4 20 %-й квантиль механічного опору R20 з'єднання має визначатися за формулою:

де кfі - коефіцієнт згідно з таблицею 2.1;

- механічний опір з'єднання за нормальної температури без урахування впливу тривалості завантаження та вологості (кmоd = 1).

2.3.5 Розрахункові значення теплофізичних та термомеханічних властивостей, залежних від температури, наведені в 3.2 та 3.3.

Таблиця 2.1 - Значення кfі

2.4 Методи перевірки

2.4.1       Загальні положення

2.4.1.1    Модель конструктивної системи, прийнята для розрахунку за цією Настановою, відображає очікувану роботу конструкцій під час пожежі.

2.4.1.2    Необхідно перевірити вплив пожежі на визначеному проміжку часу t:

де Еd,fi - розрахунковий навантажувальний ефект під час пожежі, що визначається згідно з EN 1991-1-2, і включає результат від теплового розширення та деформації;

 Rd,t,fi - відповідний розрахунковий опір під час пожежі.

2.4.1.3          Розрахунок конструкцій під час пожежі виконують згідно з 5.1.4 EN 1990:2002. Примітка. Для перевірки відповідності нормованим вимогам вогнестійкості достатньо провести аналіз окремої конструкції.

2.4.1.4    Треба враховувати вплив теплового розширення інших матеріалів, відмінних від деревини.

2.4.1.5   Коли правила Настанови дійсні лише для стандартного температурного режиму, це зазначається у відповідних пунктах Настанови.

2.4.1.6   Як альтернатива проектуванню за розрахунком розрахунок на вогнестійкість може базуватись на результатах вогневих випробувань або на поєднанні результатів вогневих випробувань із розрахунками (EN 1990:2002, 5.2).

2.4.2       Аналіз конструкції

2.4.2.1          Навантажувальний ефект визначають із розрахунку конструкцій у момент часу t = 0 з використанням коефіцієнтів сполучення ψ 1,1 або ψ 1,2 відповідно до EN 1991-1-2:2002, 4.3.1.

2.4.2.2   Як спрощення до 2.4.2.1 навантажувальний ефект можна отримати з розрахунку конструкцій за нормальної температури:

де Еd - розрахункове значення відповідного зусилля чи моменту за нормальних температур на основні сполучення дій (EN 1990:2002); ηfі - коефіцієнт зниження, що визначає рівень навантаження під час пожежі.

2.4.2.3 Коефіцієнт зниження ηfi для сполучення навантажень за формулою (6.10) в EN 1990:2002 має визначатись за формулою:

або для сполучень навантажень (6.10а) та (6.10б) в EN 1990:2002 як менше значення в наведених нижче формулах:

де Qк,1 - головне змінне навантаження;

Gк - характеристичне значення постійної дії;

γG - частковий коефіцієнт постійної дії;

γQ,1 - частковий коефіцієнт змінної дії 1;

ψfі - коефіцієнт сполучення навантажень для циклічних та квазіпостійних значень,

наведених як ψ1,1 або ψ1,2 згідно з EN 1991-1-1;

ξ - коефіцієнт зниження для несприятливої постійної дії G.

Примітка 1. Приклади зміни значень коефіцієнтів зниження ηfi залежно від відношення навантажень Qk,1 / Gк для формули (2.9) та різних значень коефіцієнта сполучення 1 ψfі наведені на рисунку 2.1 за умови, що γGA = 1,0, γG = 1,35 та γQ = 1,5. Формули (2.9а) та (2.9б) надають більш точні значення.

Примітка 2. Як спрощення може використовуватись рекомендоване значення 1 η fі = 0,6, окрім прикладеного навантаження відповідно до додатка Е EN 1991-1-2 (складські площі, включаючи доступні місця), для яких рекомендованим значенням є 0,7.

Рисунок 2.1 - Зміна коефіцієнта зниження ηгi залежно від співвідношення навантаження

Qk,1/Gk

2.4.2.4 Граничні умови на опорах вважаються незмінними протягом пожежі.

2.4.3       Аналіз частини конструктивної системи

2.4.3.1    Застосовується 2.4.2.1.

2.4.3.2    Як альтернатива загальному розрахунку конструкцій під час пожежі в момент часу t =0 опорні реакції, внутрішні зусилля та моменти на межі частини конструктивної системи можна отримати з розрахунку конструкцій за нормальних температур, як наведено в 2.4.2.

2.4.3.3    Частина конструктивної системи для розрахунку має визначатися на основі ймовірного розповсюдження тепла та температурних деформацій, щоб їх взаємодія з іншими частинами конструкцій була представлена незалежними від часу опорними та граничними умовами під час вогневого впливу.

2.4.3.4    У межах частини конструктивної системи для розрахунку необхідно враховувати характерний вид руйнування під впливом пожежі, залежні від температури властивості матеріалу та жорсткість окремого елемента, вплив розповсюдження тепла та температурні деформації (непрямий вплив пожежі).

2.4.3.5    Граничні умови на опорах, зусилля та моменти на межі частини конструктивної системи вважаються незмінними протягом пожежі.

2.4.4 Загальний аналіз конструктивної системи

Загальний аналіз конструктивної системи під час пожежі має враховувати:

-характерний вид руйнування;

9  залежні від температури властивості матеріалу та жорсткість елемента;

10  теплове розширення та температурні деформації (непрямий вплив пожежі).

3     ВЛАСТИВОСТІ МАТЕРІАЛІВ

3.1  Загальні положення

3.1.1   Крім наведених розрахункових значень, значення властивостей матеріалів, що наведені в цьому розділі, необхідно розглядати як характеристичні.

3.1.2   Механічні властивості деревини за нормальної температури 20 °С треба приймати згідно з EN 1995-1-1.