Страница 11: ДСТУ-Н Б EN 1994-1-2:20ХХ. Проектування сталезалізобетонних конструкцій. Частина 1-2. Загальні положення. Розрахунок конструкцій на вогнестійкість (59627)

для 735 ⁰С < θ_a ≤ 900 ⁰С,

с_а=650, Дж/(кг·К)

для 900 ⁰С < θ_a ≤ 1200 ⁰С,

де _a– температура сталі.

3.3 Thermal properties

3.3.1 Structural and reinforcing steels

(1) The thermal elongation of steel Δl / l valid for all structural and reinforcing steel qualities, may be determined from the following:

(3.1a)

for 20 ⁰С < θ_a ≤ 750 ⁰С,

(3.1b)

for 750 ⁰С < θ_a≤ 860 ⁰С,

(3.1c)

for 860 ⁰С < θ_a ≤ 1200 ⁰С,

where:

l is the length at 20°C of the steel member

Δl is the temperature induced elongation of the steel member

_a is the steel temperature.

(2) The variation of the thermal elongation with temperature is illustrated in Figure 3.3.

(3) In simple calculation models (see 4.3) the relationship between thermal elongation and steel temperature may be considered to be linear. In this case the elongation of steel should be determined from:

(3.1d)

(4) The specific heat of steel a c valid for all structural and reinforcing steel qualities may be determined from the following:

[J/kgK] (3.2a)

for 20 ⁰С < θ_a ≤ 600 ⁰С,

[J/kgK] (3.2b)

for 600 ⁰С < θ_a ≤ 735 ⁰С,

[J/kgK] (3.2c)

for 735 ⁰С < θ_a ≤ 900 ⁰С,

[J/kgK] (3.2d)

for 900 ⁰С < θ_a ≤ 1200 ⁰С,

where:

_a is the steel temperature.

(5) Залежність питомої теплоємності від температури показано на рисунку 3.4.

(6) В спрощених розрахункових моделях (див. 4.3) питома теплоємність може вважатися незалежною від температури сталі. В цьому випадку треба брати таке середнє значення:

с_а = 600, Дж/(кг·K),

(7) Питома теплопровідність сталі _а, що дійсна для всіх видів конструкційної та арматурної сталі, може бути визначена таким чином:

λ_а=54-3,33·10^-2θ_а, Вт/(м·К)

для 20 ⁰С < θ_a ≤ 800 ⁰С,

λ_а=27,3, Вт/(м·К)

для 800 ⁰С < θ_a ≤ 1200 ⁰С,

де _a– температура сталі.

(8) Залежність питомої теплопровідності від температури показано на рисунку 3.5.

(9) В спрощених розрахункових моделях (див. 4.3) питома теплопровідність може вважатися незалежною від температури сталі. В цьому випадку треба брати таке середнє значення:

λ_а=45, Вт/(м·К),

(5) The variation of the specific heat with temperature is illustrated in Figure 3.4.

(6) In simple calculation models (see 4.3) the specific heat may be considered to be independent of the steel temperature. In this case the following average value should be taken:

[J/kgK] (3.2e)

(7) The thermal conductivity of steel a

λ valid for all structural and reinforcing steel qualities may be determined from the following:

[W/mK] (3.3a)

for 20°C ≤ θ_a ≤ 800°C

[W/mK] (3.3b)

for 800°C < θ_a ≤ 1200°C

where _a is the steel temperature.

(8) The variation of the thermal conductivity with temperature is illustrated in Figure 3.5.

(9) In simple calculation models (see 4.3) the thermal conductivity may be considered to be independent of the steel temperature. In this case the following average value should be taken:

[W/mK] (3.3c)

Рисунок 3.3: Залежність температурного видовження сталі від температури

Figure 3.3: Thermal elongation of steel as a function of the temperature

Рисунок 3.4: Залежність питомої теплоємності сталі від температури

Figure 3.4: Specific heat of steel as a function of the temperature

Рисунок 3.5: Залежність теплопровідності сталі від температури

Figure 3.5: Thermal conductivity of steel as a function of the temperature

3.3.2 Звичайний бетон

(1) Температурне видовження Δl/l звичайного бетону та бетону на силікатних заповнювачах може визначатися таким чином:

Δl/l=-1,8·10^-4+9·10^-6·θ_c+2,3·10^-11·θ_c³

для 20 ⁰С < θ_с ≤ 700 ⁰С,

Δl/l=14·10^-3

для 700 ⁰С <θ_с ≤ 1200 ⁰С,

де l – довжина бетонного елементу за температури 20 °C;

Δl – видовження бетонного елементу, спричинене температурою;

_c– температура бетону.

_{Примітка. Для бетону з карбонатним заповнювачем посилання зроблено на 3.3.1(1)EN1992-1-2.}

(2) Залежність температурного видовження ЗБ та ЛБ від температури показано на рисунку 3.6.

(3) У спрощених розрахункових моделях (див. 4.3) залежність між температурним видовженням та температурою бетону може вважатися лінійною. В цьому випадку видовження бетону має визначатися:

Δl/l= 18·10^-6(θ_c- 20),

(4) Питома теплоємність c_с звичайного жорсткого, силікатного або карбонатного бетону може визначатися таким чином:

с_с=900, Дж/(кг·К)

для 20 ⁰С < θ_с ≤ 100 ^оС,

с_с=900+(θ_с-100), Дж/(кг·К)

для 100 ⁰С < θ_с ≤ 200 ^оС,

с_с=1000+(θ_с-200)/2, Дж/(кг·К)

для 200 ⁰С < θ_с ≤ 400 ^оС,

с_с=1100, Дж/(кг·К)

для 400 ⁰С < θ_с ≤ 1200 ^оС,

де _c– температура бетону, °C.

3.3.2 Normal weight concrete

(1) The thermal elongation Δ l / l of normal weight concrete and concrete with siliceous aggregates, may be determined from the following:

(3.4a)

for 20°C ≤ cθ ≤ 700°C

(3.4b)

for 700°C < cθ ≤ 1200°C

where:

l is the length at 20°C of the concrete member

Δ l is the temperature induced elongation of the concrete member

_c is the concrete temperature.

NOTE: For calcareous concrete, reference is made to 3.3.1(1) of EN1992-1-2.

(2) The variation of the thermal elongation with temperature is illustrated in Figure 3.6.

(3) In simple calculation models (see 4.3) the relationship between thermal elongation and concrete temperature may be considered to be linear. In this case the elongation of concrete should be determined from:

(3.4c)

(4) The specific heat cc of normal weight dry, siliceous or calcareous concrete may be determined from:

[J/kg K] (3.5a)

for 20°C ≤ cθ ≤ 100°C

[J/kg K] (3.5b)

for 100°C < cθ ≤ 200°C

[J/kg K] (3.5c)

for 200°C < cθ ≤ 400°C

[J/kg K] (3.5d)

for 400°C < cθ ≤ 1200°C

where _c is the concrete temperature [°C].

Примітка. Зміна с_с як функції температури може приблизно дорівнювати:

с_с,θ=890+56,2(θ_с/100)-3,4(θ_с/100)²,

(5) Залежність теплоємності від температури, відповідно до (3.20), показано на рисунку 3.7.

(6) У спрощених розрахункових моделях (див. 4.3) питома теплоємність може вважатися незалежною від температури бетону. В цьому випадку слід приймати таке значення:

с_с=1000, Дж/(кг·К)

(7) Вміст вологи у бетоні слід приймати таким, що дорівнює урівноваженому вмісту вологи. Якщо ці дані відсутні, вміст вологи не повинен перевищувати 4% ваги бетону.

NOTE: The variation of c c as a function of the temperature may be approximated by:

(3.5e)

(5) The variation of the specific heat with temperature according to (3.5e) is illustrated in Figure 3.7.

(6) In simple calculation models (see 4.3) the specific heat may be considered to be independent of the concrete temperature. In this case the following value should be taken:

[J/kg K] (3.5f)

(7) The moisture content of concrete should be taken equal to the equilibrium moisture content. If these data are not available, moisture content should not exceed 4 % of the concrete weight.

Рисунок 3.6: Залежність температурного видовження звичайного бетону (ЗБ) та легкого бетону (ЛБ) від температури

Figure 3.6: Thermal elongation of normal weight concrete (NC) and lightweight concrete (LC) as a function of the temperature

Дж/кгK для вмісту вологи 3% ваги бетону

Дж/кгK для вмісту вологи 10% ваги бетону

Рисунок 3.7: Залежність питомої теплоємності звичайного бетону (ЗБ) та легкого бетону (ЛБ) від температури

Figure 3.7: Specific heat of normal weight concrete (NC) and lightweight concrete (LC) as a function of the temperature

Рисунок 3.8: Залежність теплопровідності звичайного бетону (ЗБ) та легкого бетону (ЛБ) від температури

Figure 3.8: Thermal conductivity of normal weight concrete (NC) and lightweight concrete (LC) as a function of the temperature

(8) Якщо вміст вологи не враховано на рівні теплового балансу, рівняння, що наведені в (4) для теплоємності можуть бути доповнені екстремальним значенням, що визначаються з рисунку 3.7 в інтервалі між 100 °C та 200 °C, як, наприклад, для 115 °C:

с_с^*=2020 для вмісту вологи 3% від ваги бетону, Дж/(кгК),

с_с^*=5600 для вмісту вологи 10% від ваги бетону, Дж/(кгК),

Останній варіант може розглядатися для пустотних перерізів, що заповнені бетоном.

(9) Теплопровідність λ_с звичайного бетону може визначатися між нижньою та верхньою межами, визначеними в (10).

Примітка 1. Значення теплопровідності можуть бути встановлені в діапазоні, що визначається нижньою та верхньою межами.

Примітка 2. Верхня межа визначена з випробувань сталебетонних комбінованих елементів конструкцій. Рекомендується використання верхньої границі.

(10) Верхня межа теплопровідності _c звичайного бетону (ЗБ) може визначатися:

λ_с=2-0,2451(θ_с/100)+0,0107(θ_с/100)², Вт/(м·К),

для 20 ⁰С < θ_a ≤ 1200 ⁰С,

де _c- температура бетону.

Нижня межа теплопровідності _c звичайного бетону (ЗБ) може визначатися:

λ_с=1,36-0,136(θ_с /100)+0,0057(θ_с/100)², Вт/(м·К),

для 20 ⁰С < θ_a ≤ 1200 ⁰С,

де _c– температура бетону.

(11) Залежність теплопровідності від температури показано на рисунку 3.8.

(12) В спрощених розрахункових моделях (див. 4.3) теплопровідність може вважатися незалежною від температури бетону. В такому разі треба брати таке значення:

λ_с=1,60, Вт/(м·К),

(8) Where the moisture content is not considered on the level of the heat balance, the equations given in (4) for the specific heat may be completed by a peak value, shown in Figure 3.7, situated between 100°C and 200°C such as at 115ºC:

с_с^*=2020 for a moisture content of 3% of concrete weight and [J/kg K] (3.5g)

с_с^*=5600 for a moisture content of 10% of concrete weight. [J/kg K] (3.5h)

The last situation may occur for hollow sections filled with concrete.

(9) The thermal conductivity λ_с of normal weight concrete may be determined between the lower and upper limits given in (10).

NOTE 1: The value of thermal conductivity may be set by the National Annex within the range defined by the lower and upper limits.

NOTE 2: The upper limit has been derived from tests of steel-concrete composite structural elements. The use of the upper limit is recommended.

(10) The upper limit of thermal conductivity _c of normal weight concrete may be determined from:

[W/mK] (3.6a)

for 20°C ≤ θc ≤ 1200°C

where θc is the concrete temperature.

The lower limit of thermal conductivity _c of normal weight concrete may be determined from:

[W/mK] (3.6b)

for 20°C ≤ θc ≤ 1200°C

where θ_c is the concrete temperature.