---

Δt – інтервал часу, сек.

(4) Ефект тіні може бути визначений за:

,

де e₁, b₁, e_w, h_w, e₂, b₂ та розмірами поперечного перерізу відповідно до рисунку 4.3.

Примітка. Верхнє рівняння, що визначає ефект тіні (k_shadow), та його застосування за (3), є апроксимацією, що базується на результатах великої кількості систематичних розрахунків; для уточнених розрахункових моделей має застосовуватись принцип коефіцієнта форми.

(5) Значення Δt не повинно перевищувати 5 секунд для (3).

(6) Підвищення температури Δ_a,t різних частин сталевої балки з ізолюючим покриттям за інтервал часу Δt можна отримати з:

A_i/V_i is the section factor [m-1] of the part i of the steel cross-section

V_i is the volume of the part i of the steel cross section per unit length [m³/m]

is the design value of the net heat flux per unit area in accordance with 3.1 of EN 1991-1-2

[W/m²]

[W/m²]

[W/m²]

_m as defined in 2.2 (2)

_f is the emissivity of the fire according to 3.1 (6) of EN 1991-1-2

_t is the ambient gas temperature at time t [°C]

_at is the steel temperature at time t [°C] supposed to be uniform in each part of the steel cross-section

Δt is the time interval [sec].

(4) The shadow effect may be determined from:

(4.7)

with e₁, b₁, e_w, h_w, e₂, b₂ and cross sectional dimensions according to Figure 4.3.

NOTE: The above equation giving the shadow effect (kshadow), and its use in (3), is an approximation, based on the results of a large amount of systematic calculations; for more refined calculation models, the configuration factor concept as presented in 3.1 and Annex G of EN1991-1-2 should be applied.

(5) The value of Δ t should not be taken as more than 5 seconds for (3).

(6) The increase of temperature Δ_a,t of various parts of an insulated steel beam during the time interval Δt may be obtained from:

(4.8)

з та

де _p – теплопровідність вогнезахисного матеріалу, як визначено в 3.3.4.1, Вт/(мK);

d_p – товщина вогнезахисного матеріалу, м;

A_p,i – площа внутрішньої поверхні вогнезахисного матеріалу на одиницю довжини i-ї частини сталевого елементу, м²/м;

c_p – питома теплоємність вогнезахисного матеріалу як визначено в 3.3.4.1, Дж/(кгK);

_p – густина вогнезахисного матеріалу, кг/м³;

_t – температура навколишнього газу в момент часу t, °C;

Δ_t – підвищення температури навколишнього газу за інтервал часу Δt, °C.

(7) Будь-яке від’ємне значення температури Δ_a,t, отримане за (6), має бути замінено на нуль.

(8) Значення Δt не повинно перевищувати 30 сек згідно з 4.3.4.2.2.6.

(9) Для незахищених елементів та елементів із захистом по контуру, коефіцієнт поперечного перерізу A_i/V_i або A_p,і/V_i має розраховуватися таким чином:

для нижньої полиці:

A_i/V_i або ,

для верхньої полиці, якщо щонайменше 85 % верхньої полиці сталевого профілю контактують з бетонною плитою або, якщо будь-яка порожнина між верхньою полицею та профільованим сталевим настилом заповнена негорючим матеріалом:

A_i/V_i або ,

для верхньої полиці разом з плитою, якщо щонайменше 85 % верхньої полиці сталевого профілю контактує з профільованим сталевим настилом:

A_i/V_i або ,

where:

_p is the thermal conductivity of the fire protection material as specified in (1)P of 3.3.4 [W/mK]

d_p is the thickness of the fire protection material [m]

A_p,i is the area of the inner surface of the fire protection material per unit length of the

part i of the steel member [m²/m]

c_p is the specific heat of the fire protection material as specified in (1)P of 3.3.4 [J/kgK]

_p is the density of the fire protection material [kg/m3]

_t is the ambient gas temperature at time t [°C]

Δ_t is the increase of the ambient gas temperature [°C] during the time interval Δt.

(7) Any negative temperature increase a,t Δθ obtained by (6) should be replaced by zero.

(8) The value of Δ t should not be taken as more than 30 seconds for (6).

(9) For non protected members and members with contour protection, the section factor A_i/V_i or A_p,і/V_i should be calculated as follows:

for the lower flange:

(4.9a)

for the upper flange, when at least 85% of the upper flange of the steel profile is in contact with the concrete slab or, when any void formed between the upper flange and a profiled steel deck is filled with non-combustible material:

(4.9b)

for the upper flange when used with a composite floor when less than 85% of the upper flange of the steel profile is in contact with the profiled steel deck:

(4.9c)

(10) Якщо висота балки h не перевищує 500 мм, температура стінки балки визначається як така, що дорівнює температурі нижньої полиці.

(11) Для елементів із захисною опалубкою температура приймається постійною по висоті профілю, якщо (6) використовується разом з A_p/V,

де A_p – площа внутрішньої поверхні захисної опалубки сталевої балки на одиницю довжини, м²/м;

V – об’єм цілого поперечного перерізу сталевої балки на одиницю довжини, м³/м.

(12) Як альтернатива до (6), температуру сталевого перерізу після прийнятого часу тривалості пожежі отримують із розрахункових блок-схем відповідно до Частин 4 та 5 EN 13381.

(13) Захист сталевої балки, що межує зверху з бетонним перекриттям, може бути здійснено за допомогою горизонтального екрану знизу, а температура може бути обчислена згідно з 4.2.5.3 EN 1993-1-2.

Система плоских бетонних плит або бетонних плит зі сталевим настилом

(14) Ці правила (15) та (16) можуть застосовуватися для плоских бетонних плит або бетонних плит зі сталевим настилом з трапецеїдальних або зі вхідними кутами профілів.

(15) Розподіл постійної температури може прийматися по всій розрахунковій ширині h_eff бетонної плити.

Примітка. Метод для визначення температури по товщині бетонної плити наведено в таблиці D.5 додатку D.

(16) Для механічного аналізу приймається, що за температури бетону нижче 250 °C зниження його міцності не враховується.

(10) If the beam depth h does not exceed 500 mm, the temperature of the web may be taken as equal to that of the lower flange.

(11) For members with box-protection, a uniform temperature may be assumed over the height of the profile when using (6) together with A_p/V

where:

A_p is the area of the inner surface of the box protection per unit length of the steel beam [m²/m]

V is the volume of the complete cross-section of the steel beam per unit length [m³/m].

(12) As an alternative to (6), temperatures in a steel section after a given time of fire duration may be obtained from design flow charts determined in conformity with EN 13381 Part 4 and Part 5.

(13) Protection of a steel beam bordered by a concrete floor on top, may be achieved by a horizontal screen below, and its temperature development may be calculated according to 4.2.5.3 of EN 1993-1-2.

Flat concrete or steel deck-concrete slab system

(14) The following rules (15) to (16) may be used for flat concrete slabs or for steel deck-concrete slab systems with re-entrant or trapezoidal steel sheets.

(15) A uniform temperature distribution may be assumed over the effective width h_eff of the concrete slab.

NOTE: In order to determine temperatures over the thickness of the concrete slab a method is given in the Table D.5 of Annex D.

(16) For the mechanical analysis it may be assumed, that for concrete temperatures below 250°C, no strength reduction of concrete is considered.

4.3.4.2.3 Робота конструкції – модель критичної температури

(1) При застосуванні цієї моделі температура сталевого перерізу вважається постійною.

(2) Метод застосовується для симетричних перерізів максимальною висотою h=500 мм та для плит товщиною h_c не менше 120 мм, з’єднаних з вільно опертими балками, що зазнають дії винятково додатних згинальних моментів.

(3) Критична температура _cr може бути визначена залежно від рівня навантаження _fi,t комбінованого перерізу та від міцності сталі за підвищених температур f_ay,cr відповідно до залежності:

для R30 ,

у будь-якому іншому випадку

,

де та згідно з 4.1(7)Р та 2.4.2(3).

(4) Підвищення температури у сталевому перерізі може визначатися за 4.3.4.2.2(3) або 4.3.4.2.2(6), використовуючи коефіцієнт поперечного перерізу A_i/V_i або A_pі/V_i нижньої полиці сталевого перерізу.

4.3.4.2.4 Робота конструкції – модель опору згинальному моменту

(1) Як альтернатива до 4.3.4.2.3 опір згинальному моменту може визначатися за теорією пластичності з урахуванням зміни властивостей матеріалу від температури (див. 4.3.1.2).

(2) Несуча здатність опорного та прольотного перерізів на згин може бути розрахована, враховуючи кількість з’єднань, що працюють на зсув.

Примітка. Метод розрахунку несучої здатності опорного та прольотного перерізів на згин наведено в додатку Е.

4.3.4.2.3 Structural behaviour - critical temperature model

(1) In using the following critical temperature model, the temperature of the steel section is assumed to be uniform.

(2)P The method is applicable to symmetric sections of a maximum depth h of 500 mm and to a slab depth h_c not less than 120 mm, used in connection with simply supported beams exclusively subject to sagging bending moments.

(3) The critical temperature _cr may be determined from the load level _fi,t applied to the composite section and from the strength of steel at elevated temperatures f_ay,cr according to the relationship:

for R30 (4.10a)

in any other case

(4.10b)

where та according to (7)P of 4.1 and (3) of 2.4.2.

(4) The temperature rise in the steel section may be determined from (3) or (6) of 4.3.4.2.2 using the section factor A_i/V_i or A_pі/V_i of the lower flange of the steel section.

4.3.4.2.4 Structural behaviour – bending moment resistance model

(1) As an alternative to 4.3.4.2.3 the bending moment resistance may be calculated by the plastic theory, taking into account the variation of material properties with temperature (see 4.3.4.1.2).

(2) The sagging and hogging moment resistances may be calculated taking into account the degree of shear connection.

NOTE: For the calculation of sagging and hogging moment resistances, a method is given in Annex E.

4.3.4.2.5 Перевірка опору стрижневих анкерів на зсув

(1) Розрахунковий опір зсуву стрижневого анкеру під час пожежі має визначатися згідно з EN 1994-1-1, як для суцільних бетонних плит так і для бетонних плит зі сталевим настилом, за винятком випадків, коли коефіцієнт надійності _v слід замінити на _M,fi,v і використовувати менше з таких знижених значень:

,

де P_Rd отримано з рівняння 6.18 EN 1994-1-1

_,

де P_Rd отримано з рівняння 6.19 EN 1994-1-1 та де значення k_u, тa k_c, взято з таблиці 3.2 тa 3.3 відповідно.

(2) Температуру стрижневих анкерів _ та бетону _c можна приймати як 80 % та 40 % відповідно температури верхньої полиці балки.

4.3.4.3.1 Загальні положення

(1) Несуча здатність на згин частково облицьованої сталевої балки разом з бетонною плитою може розраховуватися за 4.3.4.1.2 або, як альтернатива, використовуючи метод, наведений нижче.

(2) Оцінка вогнестійкості балки зі сталевого профілю з частковим бетонним облицюванням (рисунок 1.5) застосовується для вільно обпертих або нерозрізних балок, включаючи їх консольні частини.

(3) Ці правила стосуються балок, нагрітих знизу за стандартним температурним режимом.

(4)Р Вплив температур на властивості матеріалу враховано шляхом зменшення розмірів складових частин поперечного перерізу або множенням характеристик механічних властивостей матеріалів на коефіцієнт зниження.

4.3.4.2.5 Verification of shear resistance of stud connectors

(1) The design shear resistance in the fire situation of a welded headed stud should be determined both for solid and steel deck-concrete slab systems in accordance with EN 1994-1-1, except that the partial factor _v should be replaced by _M,fi,v and the smaller of the following reduced values is to be used:

(4.11a)

with P_Rd as obtained from equation 6.18 of EN 1994-1-1 or

(4.11b)

with P_Rd as obtained from equation 6.19 of EN 1994-1-1 and where values of k_u, and k_c, are taken from Tables 3.2 and 3.3 respectively.

(2) The temperature _ [°C] of the stud connectors and _c [°C] of the concrete may be taken as 80 % and 40 % respectively of the temperature of the upper flange of the beam.

4.3.4.3 Composite beams comprising steel beams with partial concrete encasement

4.3.4.3.1 General

(1) The bending moment resistance of a partially encased steel beam connected to a concrete slab may be calculated using 4.3.4.1.2 or alternatively using the method given hereafter.

(2) The following assessment of the fire resistance of a composite beam, comprising a steel beam with partial concrete encasement according to Figure 1.5, is applicable to simply supported or continuous beams including cantilever parts.

(3) The following rules apply to composite beams heated from below by the standard temperature-time curve.

(4)P The effect of temperatures on material characteristics is taken into account either by reducing the dimensions of the parts composing the cross section or by multiplying the characteristic mechanical properties of materials by a reduction factor.

Примітка. Метод розрахунку коефіцієнту зниження наведено в додатку F.

(5)Р Прийнято не враховувати зменшення опору на зсув з’єднань, приварених до верхньої полиці, доки ці з’єднання закріплені безпосередньо до робочої ширини даної полиці.

Примітка. Метод визначення робочої ширини наведено в додатку F.

(6) Цей метод може бути використаний для класифікації балок за нормованими межами вогнестійкості R30, R60, R90, R120 або R180.

(7) Цей метод можна використовувати для з’єднання з плитою зі сталевими профільованими листами, якщо в трапецеїдальному профілі використано матеріал для заповнення порожнин поверх балок, якщо вибрані профілі багаторазового застосування або якщо виконується умова 4.1.16.

(8) Значення товщини плити h_c (рисунок 4.4) має перевищувати мінімальне значення товщини плити, яке наведено в таблиці 4.8. Цю таблицю можна використовувати для систем суцільних плит та плит зі сталевими настилами.

Таблиця 4.8: Мінімальна товщина плити

NOTE: For the calculation of this reduction factor, a method is given in Annex F.

(5)P It is assumed that there is no reduction of the shear resistance of the connectors welded to the upper flange, as long as these connectors are fixed directly to the effective width of that flange.