---

NOTE: For the evaluation of this effective width, a method is given in F.1 of Annex F.

(6) This method may be used to classify composite beams in the standard fire classes R30, R60, R90, R120 or R180.

(7) This method may be used in connection with a slab with profiled steel sheets, if for trapezoidal profiles void fillers are used on top of the beams, if re-entrant profiles are chosen or if (16) of 4.1 is fulfilled.

(8) The slab thickness hc (see Figure 4.4) should be greater than the minimum slab thickness given in Table 4.8. This table may be used for solid and steel deck-concrete slab systems.

Table 4.8: Minimum slab thickness

(1) Для вільно обпертої балки максимальний згинальний момент у прольоті, спричинений навантаженням, треба порівнювати з несучою здатністю прольотного перерізу при згині, розрахованого згідно з 4.3.4.3.3.

(2) Для розрахунку несучої здатності прольотного перерізу при згині M_fj,Rd⁺ має розглядатися схема на рисунку 4.4.

4.3.4.3.2 Structural behaviour

(1) For a simply supported beam, the maximum sagging bending moment produced by loads should be compared to the sagging moment resistance which is calculated according to 4.3.4.3.3.

(2) For the calculation of the sagging moment resistance M_fj,Rd⁺ Figure 4.4 may be considered.

Примітка до рисунку 4.4: А – Приклад розподілу напруження в бетоні

Б – Приклад розподілу напруження в сталі

Рисунок 4.4: Елементи прольотного поперечного перерізу для розрахунку несучої здатності на згин

(3)Р Несуча здатність при згині будь-якого критичного перерізу в прольоті нерозрізної балки та несуча здатність при згині на кожній опорі має розраховуватись згідно з 4.3.4.3.3 та 4.3.4.3.4.

(4) Для розрахунку несучої здатності опорного перерізу при згині M_fj,Rd^- має розглядатися рисунок 4.5.

(5) Для розрахунку несучої здатності, відповідних різним класам пожежі, слід запроваджувати такі механічні характеристики:

- для профілю, границя текучості f_ay, по можливості знижена;

- для арматурних стрижнів, зменшена границя текучості f_ay або k_sf_sy;

- для бетону, циліндрична міцність на стиск f_c.

NOTE to Figure 4.4: (A) Example of stress distribution in concrete;

(B) Example of stress distribution in steel

Figure 4.4: Elements of a cross-section for the calculation of the sagging moment resistance

(3)P For a span of a continuous beam, the sagging moment resistance in any critical cross-section and the hogging moment resistance on each support shall be calculated according to 4.3.4.3.3 and 4.3.4.3.4.

(4) For the calculation of the hogging moment resistance M_fj,Rd^- Figure 4.5 may be considered.

(5) For the calculation of the moment resistance corresponding to the different fire classes, the following mechanical characteristics may be adopted:

- for the profile, the yield point f_ay possibly reduced;

- for the reinforcing bars, the reduced yield point f_ay or k_sf_sy;

- for the concrete, the compressive cylinder strength f_c.

Примітка до рисунку 4.5: А – Приклад розподілу напруження в бетоні

Б – Приклад розподілу напруження в сталі

Рисунок 4.5: Елементи опорного поперечного перерізу для розрахунку несучої здатності на згин

(6)Р Розрахункові значення механічних характеристик, наведені в 4.3.4.3.2.5, визначено з використанням коефіцієнтів надійності, даних в 2.3.1.

(7) Балки, що вважаються вільно обпертими для розрахунку за нормальної температури, можуть вважатися нерозрізними під час пожежі, якщо виконується умова 5.4.1.5.

4.3.4.3.3 Несуча здатність прольотного перерізу на згин M_fj,Rd⁺

(1) Ширина b_eff бетонної плити має дорівнювати розрахунковій ширині, вибраній відповідно до 5.4.1.2 EN 1994-1-1.

(2) Для розрахунку несучої здатності прольотного перерізу на згин слід враховувати стиснуту зону бетону плити, верхню полицю, стінку та нижню полицю профілю, арматурні стрижні. Відповідне правило має визначати вплив температури для кожної з цих частин поперечного перерізу. Розтягнутий бетон плити та бетон між полицями прокатного профілю не враховується (рисунок 4.4).

NOTE to Figure 4.5: (A) Example of stress distribution in concrete;

(B) Example of stress distribution in steel

Figure 4.5: Elements of a cross-section for the calculation of the hogging moment resistance

(6)P The design values of the mechanical characteristics given in (5) are obtained by applying the partial factors given in (1)P of 2.3.

(7) Beams, which are considered as simply supported for normal temperature design, may be considered as continuous in the fire situation if (5) of 5.4.1 is fulfilled.

4.3.4.3.3 Sagging moment resistance M_fj,Rd⁺

(1) The width eff b of the concrete slab should be equal to the effective width chosen according to 5.4.1.2 of EN 1994-1-1.

(2) In order to calculate the sagging moment resistance, the concrete of the slab in compression, the upper flange of the profile, the web of the profile, the lower flange of the profile and the reinforcing bars should be considered. For each of these parts of the cross section, a corresponding rule may define the effect of the temperature. The concrete in tension of the slab and the concrete between the flanges of the profile should be ignored (see Figure 4.4).

(3) На основі необхідних умов рівноваги та на основі теорії пластичності можна визначити нейтральну поздовжню вісь балки та обчислити несучу здатність прольотного перерізу на згин.

4.3.4.3.4 Несуча здатність опорного перерізу на згин M_fj,Rd^-

(1) Розрахункова ширина бетонної плити дорівнює потрійному значенню ширини сталевого профілю (рисунок 4.5). Ця розрахункова ширина визначається з урахуванням арматурних стрижнів.

(2) Для розрахунку несучої здатності опорного перерізу на згин слід враховувати арматурні стрижні у бетонній плиті, верхню полицю профілю, за винятком, коли виконується умова 4.3.4.3.4.4, та бетон між полицями профілю. Відповідне правило має визначати вплив температури для кожної з цих частин поперечного перерізу. Розтягнута зона бетону плити, стінка та нижня полиця профілю не враховуються.

Примітка. Метод розрахунку стінки на поперечну силу наведено в F.2 додатку F.

(3) Арматурні стрижні між полицями можуть працювати на стиск та враховуватися при розрахунку несучої здатності опорного перерізу на згин за умови, що поперечне армування (хомути) відповідає вимогам EN 1992-1-1, щоб обмежувати поздовжній вигин арматурних стрижнів та за умови, що сталевий профіль та арматурні стрижні є неперервними на опорі, або виконується умова 5.4.1.5.

(4) У випадку вільно опертої балки згідно з 5.4.1.5 верхня полиця не враховується, якщо вона розтягнута.

(5) На основі необхідних умов рівноваги та на основі теорії пластичності можна визначити нейтральну поздовжню вісь балки та обчислити несучу здатність опорного перерізу на згин.

(3) On the basis of the essential equilibrium conditions and on the basis of the plastic theory, the neutral bending axis may be defined and the sagging moment resistance may be calculated.

4.3.4.3.4 Hogging moment resistance M_fj,Rd^-

(1) The effective width of the concrete slab is reduced to three times the width of the steel profile (see Figure 4.5). This effective width determines the reinforcing bars to be taken into account.

(2) In order to calculate the hogging moment resistance, the reinforcing bars in the concrete slab, the upper flange of the profile except when (4) is applicable, and the concrete in compression between the flanges of the profile should be considered. For each of these parts of the cross-section a corresponding rule may define the effect of the temperature. The concrete in tension of the slab, the web and the lower flange of the profile should be ignored.

NOTE: For the design of the web, regarding vertical shear, a method is given in F.2 of Annex F.

(3) The reinforcing bars situated between the flanges may participate in compression and be considered in the calculation of the hogging moment resistance, provided the corresponding stirrups fulfil the relevant requirements given in EN 1992-1-1, in order to restrain the reinforcing bars against local buckling, and provided either both the steel profile and the reinforcing bars are continuous at the support or (5) of 5.4.1 is applicable.

(4) In the case of a simply supported beam according to (5) of 5.4.1, the upper flange should not be taken into account if it is in tension.

(5) On the basis of the essential equilibrium conditions and on the basis of the plastic theory, the neutral bending axis may be defined and the hogging moment resistance may be calculated.

(6)Р Принципи загального пластичного розрахунку застосовуються для сполучення позитивних та негативних моментів, якщо на опорах розвиваються пластичні шарніри.

(7) Балки, що містять сталеві профілі з частковим бетонним облицюванням можуть сприймати поздовжній згин з крученням під час пожежі.

(1) Якщо частково облицьована балка підтримує бетонну плиту без стрижневих анкерів, як показано на рисунка 1.3, правила, наведені в 4.3.4.3, можуть застосовуватись без врахування механічного опору залізобетонної плити.

4.3.5 Колони

4.3.5.1 Робота конструкції

(1)Р Спрощені розрахункові моделі, описані нижче, слід застосовувати лише для колон рамно-в’язевого каркасу.

Примітка. В усіх випадках відносна гнучкість для нормального проектування < 2 – згідно з 6.7.3.1.1 EN 1994-1-1.

(2) У спрощених моделях розрахункове значення несучої здатності колон при поздовжньому стиску (критичне навантаження, що спричиняє втрату стійкості) під час пожежі має визначатися за:

,

де  – коефіцієнт зниження для кривої поздовжнього згину c згідно з 6.3.1 EN 1993-1-1, який залежить від відносної гнучкості_;

N_fi,pl,Rd – розрахункове значення пластичного опору перерізу поздовжньому стиску під час пожежі.

(3) Поперечний переріз колони може бути розділений на різні частини. Сталевий профіль має познаку “а”, арматурні стрижні позначають “s”, бетон позначають “с”.

(6)P The principles of plastic global analysis apply for the combination of sagging and hogging moments if plastic hinges develop at supports.

(7) Composite beams comprising steel beams with partial concrete encasement may be assumed not to fail through lateral torsional buckling in the fire situation.

4.3.4.4 Steel beams with partial concrete encasement

(1) If the partially encased beam supports a concrete slab, without shear connection according to Figure 1.3, the rules given in 4.3.4.3 may be applied by assuming no mechanical resistance of the reinforced concrete slab.

4.3.5 Composite columns

4.3.5.1 Structural behaviour

(1)P The simple calculation models described hereafter shall only be used for columns in braced frames.

NOTE: EN 1994-1-1, 6.7.3.1(1), in all cases limits the relative slenderness λ for normal design, to a maximum of 2.

(2) In simple calculation models the design value in the fire situation, of the resistance of composite columns in axial compression (buckling load) should be obtained from:

(4.12)

where:

χ is the reduction coefficient for buckling curve c of 6.3.1 of EN 1993-1-1 and depending on the relative slenderness _,

N_fi,pl,Rd is the design value of the plastic resistance to axial compression in the fire situation.

(3) The cross section of a composite column may be divided into various parts. These are denoted "a" for the steel profile, "s" for the reinforcing bars and "c" for the concrete.

(4) Розрахункове значення пластичного опору перерізу поздовжньому стиску під час пожежі визначається за формулою:

,

де A_і, - площа кожного елементу поперечного перерізу з температурою .

(5) Фактична жорсткість на згин визначається як:

,

де I_i, - момент інерції зменшеної частини і поперечного перерізу на згин відносно слабкої або сильної осі;

_i, - коефіцієнт зменшення, що залежить від ефекту теплових напружень;

E_c.sec, - характеристичне значення середнього (січного) модуля пружності бетону під час пожежі, дане як значення f_c,,поділене на _cu, (рисунок 3.2).

Примітка. Метод визначення коефіцієнту зменшення сталевого перерізу з частковим бетонним облицюванням наведено в G.6 додатку G.

(6) Критична сила (Ейлера) або пружна критична сила під час пожежі наведена нижче:

,

де l_ – гранична довжина колони під час пожежі.

(7) Відносна гнучкість визначається за формулою:

,

де N_fi,pl,R - значення N_fi,pl,Rd згідно з (4), якщо коефіцієнти _M,fi,a, _M,fi,s, _M,fi,c дорівнюють 1,0.

(8) Для визначення граничної довжини l_ колон застосовуються правила EN 1994-1-1, за винятком наведених нижче.

(4) The design value of the plastic resistance to axial compression in the fire situation is given by:

(4.13)

where:

A_і, is the area of each element of the cross-section to which is attributed a certain temperature θ.

(5) The effective flexural stiffness is calculated as

(4.14)

where:

I_i, is the second moment of area, of the partially reduced part i of the cross-section for bending around the weak or strong axis,

_i, is the reduction coefficient depending on the effect of thermal stresses.

E_c.sec, is the characteristic value for the secant modulus of concrete in the fire situation, given by c,θ f divided by θ ε cu , (see Figure 3.2).

NOTE: A method is given in G.6 of Annex G, for the evaluation of the reduction coefficient of partially encased steel sections.

(6) The Euler buckling load or elastic critical load in the fire situation is as follows

(4.15)

where:

l_ is the buckling length of the column in the fire situation.

(7) The relative slenderness is given by:

(4.16)

where

N_fi,pl,R is the value of N_fi,pl,Rd according to (4) when the factors _M,fi,a, _M,fi,s, _M,fi,c are taken as 1,0.

(8) For the determination of the buckling length l_ of columns, the rules of EN 1994-1-1 apply, with the exception given hereafter.

(9) Колона розглядуваного поверху, з’єднана з колонами зверху та знизу, може вважатися защемленою на опорах за умови, що вогнестійкість конструкцій будівлі, що розділяють розглядувані поверхи, є не меншою за вогнестійкість колони.

(10) У випадку комбінованого каркасу, для якого кожен поверх може розглядатися як протипожежний відсік з достатньою вогнестійкістю, гранична довжина l_ колони проміжного поверху під час пожежі позначається L_ei. Для колони верхнього поверху гранична довжина l_ під час пожежі позначається L_et (рисунок 4.6). Для колони нижнього поверху під час пожежі гранична довжина l_ може змінюватись залежно від поворотної жорсткості бази колони, від L_ei до L_et.

Скачать бесплатно