(5) Якщо бетонне облицювання сталевого перерізу виконує лише ізоляційну функцію, при розрахунку колони за нормальної температури, вогнестійкість від R30 до R180 може бути забезпечена захисним шаром бетону c сталевого перерізу згідно з таблицею 4.5.
Примітка. Для R30 бетон має укладатися тільки між полицями сталевого перерізу.
(5) If the concrete encasing the steel section has only an insulation function, when designing the column for normal temperature design, the fire resistance R30 to R180 may be fulfilled for a concrete cover c of the steel section according to Table 4.5.
NOTE: For R30, concrete need only be placed between the flanges of the steel section.
Таблиця 4.5: Мінімальний захисний шар бетону сталевого перерізу, який виконує вогнезахисну функцію
Table 4.5: Minimum concrete cover for a steel section with concrete acting as fire protection
Бетон для ізоляції Concrete for Insulation |
Нормована межа вогнестійкості Standard Fire Resistance |
||||
R30 |
R60 |
R90 |
R120 |
R180 |
|
Захисний шар бетону, с, мм Concrete cover c [mm] |
0 |
25 |
30 |
40 |
50 |
(6) Якщо бетонне облицювання виконує лише ізоляційну функцію, арматурну сітку слід укладати згідно з 5.1(6), окрім R30.
Колони зі сталевих профілів з частковим бетонним облицюванням
(1) Колони зі сталевих профілів з частковим бетонним облицюванням можна класифікувати залежно від рівня навантаження fi,t, розміру b або h, мінімальної відстані до осі арматурних стрижнів usтавідношення між товщиною стінки ewта товщиною полиць ef, за таблицею 4.6.
(2) Для визначення Rd та Rfi,d,t= fi,tRd з використанням таблиці 4.6 відсоток армування As/(Ac+As) вище 6 % або нижче 1 % не враховується.
(3) Таблиця 4.6 може бути використана для конструкційної сталі марки S235, S275 та S355.
(6) Where concrete encasing has only an insulation function, fabric reinforcement should be placed according to 5.1(6), except for R30.
4.2.3.3 Composite columns made of partially encased steel sections
(1) Composite columns made of partially encased steel sections may be classified in function of the load level fi,t, the depth b or h, the minimum axis distance of the reinforcing bars us and the ratio between the web thickness ew and the flange thickness ef as given in Table 4.6.
(2) When determining Rd and Rfi,d,t= fi,tRd in connection with Table 4.6, reinforcement ratios As/(Ac+As) higher than 6 % or lower than 1 %, should not be taken into account.
(3) Table 4.6 may be used for the structural steel grades S 235, S 275 and S 355.
Таблиця 4.6: Мінімальні розміри поперечного перерізу, мінімальна відстань до осі арматурних стрижнів та мінімальні відсотки армування для колон зі сталевих профілів з частковим бетонним облицюванням
Table 4.6: Minimum cross-sectional dimensions, minimum axis distance and minimum reinforcement ratios of composite columns made of partially encased steel sections.
|
Нормована межа вогнестійкості Standard Fire Resistance |
||||
R30 |
R60 |
R90 |
R120 |
||
|
Мінімальне співвідношення товщини стінки та полиці Minimum ratio of web to flange thickness ew/ef |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
0,5 |
1 1.1 1.2 1.3 |
Мінімальні розміри перерізу для рівня навантаження Minimum cross-sectional dimensions for load level fi,t < 0,28 мінімальні розміри h та b, мм minimum dimensions h and b [mm] мінімальна відстань до осі арматурних стрижнів us, мм minimum axis distance of reinforcing bars us, [mm] мінімальний відсоток армування minimum ratio of reinforcement As/(Ac+As), % |
160 - - |
200 50 4 |
300 50 3 |
400 70 4 |
2 2.1 2.2 2.3 |
Мінімальні розміри перерізу для рівня навантаження Minimum cross-sectional dimensions for load level fi,t < 0,47 мінімальні розміри h та b, мм minimum dimensions h and b [mm] мінімальна відстань до осі арматурних стрижнів us (мм) minimum axis distance of reinforcing bars us [mm] мінімальний відсоток армування minimum ratio of reinforcement As/(Ac+As), % |
160 - - |
300 50 4 |
400 70 4 |
- - - |
3 3.1 3.2 3.3 |
Мінімальні розміри перерізу для рівня навантаження Minimum cross-sectional dimensions for load level fi,t < 0,66 мінімальні розміри h та b, мм minimum dimensions h and b [mm] мінімальна відстань до осі арматурних стрижнів us, мм minimum axis distance of reinforcing bars us [mm] мінімальний відсоток армування minimum ratio of reinforcement As /(Ac+As), % |
160 40 1 |
400 70 4 |
- - - |
- - - |
Примітка. Значення рівня навантаження fi,t були застосовані для правил проектування колон в EN 1994-1-1. NOTE: The values of the load level fi,t have been adapted to the design rules for composite columns in EN 1994-1-1. |
4.2.3.4 Трубобетонні колони
(1) Трубобетонні колони можна класифікувати залежно від рівня навантаження fi,t, розміру поперечного перерізу b, h або d, відсотку армування As/(Ac+As) та мінімальної відстані до осі арматурних стрижнів us за таблицею 4.7.
Примітка. Як альтернатива до цього методу можна використовувати правила розрахунку, що наведені в 5.3.2 або 5.3.3 EN 1992-1-2, якщо сталева труба не враховується.
(2) Для визначення Rd та Rfi,d,t= fi,tRd, з використанням таблиці 4.7 застосовують такі правила:
незалежно від марки сталі труби враховується номінальна межа текучості 235 Н/мм2;
товщина стінки e труби приймається не більше максимального значення 1/25 b або 1/25 d;
відсоток армування вище 3 % не розглядають;
міцність бетону приймається як для проектування за нормальної температури.
(3) Значення, наведені в таблиці 4.7, дійсні для сталі марки S500, що застосовується для арматури As.
4.2.3.4 Composite columns made of concrete filled hollow sections
(1) Composite columns made of concrete filled hollow sections may be classified as a function of the load level fi,t, the cross-section size b, h or d, the ratio of reinforcement As/(Ac+As) and the minimum axis distance of the reinforcing bars us according to Table 4.7.
NOTE: Alternatively to this method, the design rules given in 5.3.2 or 5.3.3 of EN1992-1-2 may be used,
when neglecting the steel tube.
(2) When calculating Rd and Rfi,d,t= fi,tRd, in connection with Table 4.7, following rules apply:
- irrespective of the steel grade of the hollow sections, a nominal yield point of 235 N/mm² is taken into account;
- the wall thickness e of the hollow section is considered up to a maximum of 1/25 of b or d;
- reinforcement ratios As/(Ac+As) higher than 3 % are not taken into account and
- the concrete strength is considered as for normal temperature design.
(3) The values given in Table 4.7 are valid for the steel grade S 500 used for the reinforcement As.
Таблиця 4.7: Мінімальні розміри поперечного перерізу, мінімальна відстань до осі та мінімальний відсоток армування трубобетонних колон
Table 4.7: Minimum cross-sectional dimensions, minimum reinforcement ratios and minimum axis distance of the reinforcing bars of composite columns made of concrete filled hollow sections
|
сталевий переріз steel section |
Нормована межа вогнестійкості Standard Fire Resistance |
||||
R30 |
R60 |
R90 |
R120 |
R180 |
||
1 1.1 1.2 1.3 |
Мінімальні розміри перерізу для рівня навантаження Minimum cross-sectional dimensions for load level fi,t < 0,28 |
160 0 - |
200 1,5 30 |
220 3,0 40 |
260 6,0 50 |
400 6,0 60 |
мінімальні розміри h та b або мінімальний діаметр d, мм minimum dimensions h and b or minimum diameter d [mm] мінімальний відсоток армування As/(Ac+As), % minimum ratio of reinforcement мінімальна відстань до осі арматурних стрижнів us, мм minimum axis distance of reinforcing bars us [mm] |
||||||
2 2.1 2.2 2.3 |
Мінімальні розміри перерізу для рівня навантаження Minimum cross-sectional dimensions for load level fi,t < 0,47 |
260 0 - |
260 3,0 30 |
400 6,0 40 |
450 6,0 50 |
500 6,0 60 |
мінімальні розміри h та b або мінімальний діаметр d, мм minimum dimensions h and b or minimum diameter d [mm] мінімальний відсоток армування As/(Ac+As), % minimum ratio of reinforcement мінімальна відстань до осі арматурних стрижнів us, мм minimum axis distance of reinforcing bars us [mm] |
||||||
3 3.1 3.2 3.3 |
Мінімальні розміри перерізу для рівня навантаження Minimum cross-sectional dimensions for load level fi,t < 0,66 |
260 3,0 25 |
450 6,0 30 |
550 6,0 40 |
- - - |
- - - |
мінімальні розміри h та b або мінімальний діаметр d, мм minimum dimensions h and b or minimum diameter d [mm] мінімальний відсоток армування As/(Ac+As), % minimum ratio of reinforcement мінімальна відстань до осі арматурних стрижнів us, мм minimum axis distance of reinforcing bars us [mm] |
Примітка. Значення рівня навантаження fi,t були адаптовані до правил проектування колон згідно з EN 1994-1-1. NOTE: The values of the load level fi,t have been adapted to the design rules for composite columns in EN 1994-1-1.
4.3 Спрощені розрахункові моделі
4.3.1 Загальні правила для плит та балок
(1) Ці правила стосуються розрахунку конструкцій згідно з 2.4.2. Вони є дійсними лише для стандартного температурного режиму.
(2) Спільні правила для плит та балок наведені нижче. Додатково правила для плит наведені в 4.3.2 та 4.3.3, а для балок – в 4.3.4.
(3)Р Розрахункова міцність на згин балок з робочим перерізом класу 1 або 2 відповідно до EN 1993-1-1 та плит має визначатися за теорією пластичних деформацій.
(4) Пластична нейтральна вісь плит або балок може бути визначена з:
де slab – коефіцієнт, що враховує припущення прямокутної епюри напружень при розрахунку плит, aslab= 0,85.
fyi – номінальна межа текучості fy для елементарної площі сталі Ai, взята зі знаком “плюс” на стиснутій стороні відносно пластичної нейтральної осі та зі знаком “мінус” на розтягнутій стороні;
fc,j – розрахункова міцність елементар-ної площі бетону Aj при 20 °C. Для бетону розтяг не враховується;
ky,,i або kc,,j приймають за таблицею 3.2 або 3.3.
(5) Розрахункова несуча здатність перерізу при згині Mfi,t,Rd може визначатися з:
де zi, zj – відстань від пластичної нейтральної осі до центру елементарної площі Ai або Aj.
(6) Для нерозрізних плит та балок застосовують правила EN 1992-1-2 та EN 1994-1-1, щоб забезпечити необхідну крутильну здатність.
4.3 Simple Calculation Models
4.3.1 General rules for composite slabs and composite beams
(1) The following rules refer to member analysis according to 2.4.2. They are only valid for the standard fire exposure.
(2) Rules that are common to composite slabs and composite beams are given hereafter. In addition, rules for slabs are given in 4.3.2 and 4.3.3 and for composite beams are given in 4.3.4.
(3)P For composite beams in which the effective section is Class 1 or Class 2 (see EN 1993-1-1), and for composite slabs, the design bending resistance shall be determined by plastic theory.
(4) The plastic neutral axis of a composite slab or composite beam may be determined from:
(4.2)
where:
slab is the coefficient taking into account the assumption of the rectangular stress block when designing slabs, αslab= 0,85.
fyi is the nominal yield strength y f for the elemental steel area i A , taken as positive on the compression side of the plastic neutral axis and negative on the tension side;