---

(7) Дана розрахункова модель розроблена спільно з 4.3.4.2.4 та може бути використана для моделі критичної температури згідно з 4.3.4.2.3, припускаючи, що ₁=_w=₂=_cr.

(8) Схожий підхід може застосовуватись, якщо нейтральна вісь проходить не в бетонній плиті, а в сталевій балці.

Е.2 Розрахунок несучої здатності опорного перерізу на згин M_fj,Rd^-на проміжній опорі (або в защемленні)

(1) Розрахункова ширина плити на проміжній опорі (або в защемленні) b_eff може бути визначена таким чином, щоб пластична нейтральна вісь не проходила в бетонній плиті, наприклад, плита розглядається з тріщиною крізь всю товщину. Ця розрахункова ширина не має бути більшою за таку, що визначається за нормальної температури згідно з 5.4.1.2 EN 1994-1-1.

(2) Поздовжні розтягнуті арматурні стрижні можуть бути прийняті з пластичною межею текучості f_sy,s, де _s - температура в плиті на рівні розміщення арматурних стрижнів.

(3) Ці розділи припускають, що пластична нейтральна вісь проходить точно по межі розділення плити та сталевого перерізу. Подібний підхід можна застосовувати, якщо пластична нейтральна вісь проходить через поперечний переріз, змінивши відповідним чином формулу.

(4) Пластичний опір перерізу негативному згинальному моменту може визначатися з урахуванням епюри напружень на рисунку E.2 для значень температури ₁, ₂, _w розрахованих згідно з 4.3.4.2.2.

(7) This calculation model established in connection to 4.3.4.2.4, may be used for the critical temperature model of 4.3.4.2.3 by assuming that ₁=_w=₂=_cr.

(8) A similar approach may be used if the neutral axis is not inside the concrete slab but in the steel beam.

E.2 Calculation of the hogging moment resistance M_fj,Rd^-at an intermediate support (or at a restraining support)

(1) The effective width of the slab at an intermediate support (or at the restraining support) − b_eff may be determined so that the plastic neutral axis does not lie in the concrete slab, i.e. the slab is assumed to be cracked over its whole thickness. This effective width may not be larger than that determined at normal temperature, according to 5.4.1.2 of EN 1994-1-1.

(2) The longitudinal tensile reinforcing bars may be assumed at the plastic yield f_sy,s where _s is the temperature in the slab, at the level where the reinforcing bars are located.

(3) The following clauses assume that the plastic neutral axis is located just at the interface between the slab and the steel section. A similar approach may be used if the plastic neutral axis is within the steel cross section, by changing the formulae accordingly.

(4) The hogging plastic moment resistance of the composite section may be determined by considering the stress diagram of Figure E.2, with temperatures ₁, ₂, _w calculated according to 4.3.4.2.2.

Розтяг

Стиск

Рисунок E.2: Розрахунок несучої здатності опорного перерізу при згині

(5) Несуча здатність опорного перерізу на згин визначається за формулою:

,

де Т^- – загальне розтягуюче зусилля, що дорівнює стискальній силі F^- у сталевому перерізі.

(6) Значення стискальної сили F в критичному поперечному перерізі плити в прольоті відповідно до E.1(2) може бути таким:

,

де N – кількість стрижневих анкерів між критичним поперечним перерізом та проміжною опорою (або защемленням);

Р_fi,Rd – опір стрижневого анкера на зсув під час пожежі, як зазначено у 4.3.4.2.5.

(7) Попередні правила можуть використовуватися для поперечних перерізів класів 1 та 2 під час пожежі, для перерізів класів 3 та 4 застосовуються правила Е.2.8 та Е.2.9.

Примітка. Класифікація може бути зроблена згідно з 4.2.2 EN 1993-1-2.

(8) Якщо сталева стінка або нижня сталева полиця комбінованого перерізу належить до класу 3 під час пожежі, їх ширина може бути зменшена до розрахункового значення, пристосована з EN 1993-1-5, де f_y та E відповідно замінені на f_ay, та Е_а,.

(9) Якщо сталева стінка або нижня сталева полиця комбінованого сталевого перерізу належить до класу 4 під час пожежі, її опором можна знехтувати.

Figure E.2: Calculation of the hogging moment resistance

(5) The hogging moment resistance is given by:

where :

T⁻ is the total tensile force of the reinforcing bars, equal to the compressive force F⁻ in the steel section.

(6) The value of the compressive force F in the slab, at the critical cross section within the span, see (2) of E.1, may be such as:

(E.8)

where:

N is the number of shear connectors between the critical cross-section and the intermediate support (or the restraining support) and where Р_fi,Rd is the shear resistance of a shear connector in case of fire, as mentioned in clause 4.3.4.2.5.

(7) The previous clauses may be used for cross sections of class 1 or 2 defined in the fire situation; for sections of class 3 or 4 the following clauses (8) to (9) apply.

NOTE: Classification may be done according to 4.2.2 of EN 1993-1-2.

(8) When the steel web or the lower steel flange of the composite section is of class 3 in the fire situation, its width may be reduced to an effective value adapted from EN 1993-1-5, where f_y and E are respectively replaced by f_ay, and Е_а,.

(9) When the steel web or the bottom steel flange of the composite section is of class 4 in the fire situation, its resistance may be neglected.

E.3 Місцева стійкість на опорах

(1) Місцевий опір сталевого перерізу має перевірятися на дію реакції на опорі (або в защемленні).

(2) Температура ребра жорсткості _r розраховується з урахуванням коефіцієнта поперечного перерізу A_r/V_r, згідно 4.3.4.2.2.

(3) Місцевий опір сталевого перерізу на опорі (або в защемленні) дорівнює меншому зі значень опорів поздовжньому згину або зминанню.

(4) Для розрахунку опору на поздовжній згин максимальна ширина стінки 15e_w з кожної сторони ребра жорсткості (рисунок Е.3), може враховуватися в робочому поперечному перерізі ребра. Відносна гнучкість , що використовується для розрахунку опору на поздовжній згин:

де k_E, та k_y, наведені в таблиці 3.2,

– відносна гнучкість ребра жорсткості разом з частиною стінки за нормальної температури, як показано на рисунку Е.3 та

 – розраховується згідно з 4.2.2 EN 1993-1-2.

(5) Розрахунковий опір на зминання R_fi,y,Rd стінки з ребрами жорсткості:

де f_ay,w та f_ay,r – відповідно максимальні напруження сталі за температури стінки _w та ребра жорсткості _r;

r – радіус впадини гарячекатаного профілю або , де a – катет шва для звареного поперечного перерізу.

E.3 Local resistance at supports

(1) The local resistance of the steel section shall be checked against the reaction force at the support (or at the restraining support).

(2) The temperature of stiffener _r is calculated by considering its own section factor, A_r/V_r, according to 4.3.4.2.2.

(3) The local resistance of the steel section at the support (or at the restraining support) is taken equal to the lower value of the buckling or the crushing resistance.

(4) For the calculation of the buckling resistance a maximum width of the web of 15e_w on each side of the stiffener (see Figure E.3) may be added to the effective cross section of the stiffener. The relative slenderness , used to calculate buckling resistance is given by:

(E.9)

where:

k_E, and k_y, are given in Table 3.2,

is the relative slenderness at room temperature for the stiffener associated with part of web as shown in Figure E.3 and

ε is calculated according to 4.2.2 of EN1993-1-2.

(5) For the calculation of the crushing resistance, the design crushing resistance, R_fi,y,Rd, of the web with the stiffeners is given by:

(E.10)

where:

f_ay,w and f_ay,r are respectively the maximum stresses in steel at the temperature of web _w and of stiffener _r;

r is equal to the root radius for a hot rolled section, or to with a the throat of fillet weld for a welded cross-section.

Стінка (_w)

Ребро жорсткості (_r)

Рисунок Е.3: Ребро жорсткості на проміжній опорі

Е.4 Розрахункове значення поперечної сили

(1) Умови, що наведені в 6.2.2 EN 1994-1-1, використовується для перевірки балки на дію поперечної сили під час пожежі шляхом заміни E_a, f_ay та _a на Е_а,, f_ay, та _M,fi,a відповідно, як визначено в таблиці 3.2 та пункті 2.3(1)Р.

Figure E.3: Stiffener on an intermediate support

E.4 Vertical shear resistance

(1) Clauses in 6.2.2 of EN 1994-1-1 may be used to check the vertical shear resistance of composite beams in fire situation by replacing E_a, f_ay and _a by Е_а,, f_ay, and _M,fi,a respectively as defined in Table 3.2 and clause 2.3(1)P.

Додаток F

(довідковий)

Модель для розрахунку несучої здатності на згин опорного та прольотного перерізів частково облицьованої сталевої балки спільно з бетонною плитою, що зазнає вогневого впливу знизу за стандартним температурним режимом

F.1 Зведений поперечний переріз для розрахунку несучої здатності прольот-ного перерізу на згин M_fj,Rd⁺

Annex F

[informative]

Model for the calculation of the sagging and hogging moment resistances of a partially encased steel beam connected to a concrete slab and exposed to fire beneath the concrete slab according to the standard temperature-time curve.

F.1 Reduced cross-section for sagging moment resistance M_fj,Rd⁺

А – Приклад розподілу напруження в бетоні

Б – Приклад розподілу напруження в сталі

Рисунок F.1: Розрахункова схема для визначення несучої здатності

прольотного перерізу на згин

(1) Переріз бетонної плити зменшено, як показано на рисунку F.1, але розрахункове значення міцності бетону на стиск f_c/_М,fi,c не змінюється залежно від класів пожеж. Значення зменшення товщини h_c,fi бетонної плити наведені в таблиці F.1 для різних значень межі вогнестійкості.

Таблиця F.1: Зменшення товщини h_c,fi бетонної плити

Note to Figure F.1: (A) Example of stress distribution in concrete;

(B) Example of stress distribution in steel

Figure F.1:Calculation scheme for the sagging moment resistance.

(1) The section of the concrete slab is reduced as shown in Figure F.1, but the design value of the compressive concrete strength f_c/_М,fi,c is not varying in function of the fire classes. The values of the thickness reduction h_c,fi of a flat concrete slab are given in Table F.1 for the different fire classes.

Table F.1: Thickness reduction h_c,fi of the concrete slab.

(2) Для інших систем бетонних плит застосовуються такі правила:

• для трапецеїдальних сталевих листів (рисунок 1.1), розташованих у поперечному до балки напрямку, зменшення товщини h_c,fi з таблиці F.1 може бути використано на верхній стороні сталевого настилу (рисунок F.2.a);

• для профілів зі вхідними кутами (рисунок 1.1), розташованих у поперечному до балки напрямку, зменшення товщини h_c,fi з таблиці F.1 може бути використано на нижній стороні сталевого настилу. Однак, значення h_c,fi не може бути менше ніж висота профілю настилу (рисунок F.2.б);

• для збірних залізобетонних настилів зменшення товщини h_c,fi з таблиці F.1 може бути використано на нижній стороні настилу, але не має бути меншою ніж висота зазору між збірними елементами, які не можуть передавати стискальні напруження (рисунок F.2.в);

• для профілів зі вхідними кутами, розташованих у поздовжньому до балки напрямку, зменшення товщини h_c,fi з таблиці F.1 може бути використано застосовується до нижньої сторони сталевого настилу;

• для трапецеїдальних сталевих листів, розміщених паралельно до балки, зменшення товщини h_c,fi з таблиці F.1 може бути використано для робочої висоти плити h_eff (рисунок F.2.г), де робоча товщина плити h_eff вказана на рисунках 4.1 та у розділі D.4 додатку D.

(2) For other concrete slab systems the following rules apply:

- for trapezoidal steel sheets (see Figure 1.1) disposed transversally on the beam, the thickness reduction h_c,fi of Table F.1 may be applied on the upper face of the steel deck (Figure F.2.a);

- for re-entrant profiles (see Figure 1.1) disposed transversally on the beam, the thickness reduction h_c,fi of Table F.1 may be applied on the lower face of the steel deck. However, the value of h_c,fi may not be smaller than the height of the deck profile (Figure F.2.b);

- when prefabricated concrete planks are used, the thickness reduction h_c,fi of Table F.1 may be applied on the lower face of the concrete plank, but may not be smaller than the height of the joint, between precast elements, unable to transmit a compression stress (Figure F.2.c);

- for re-entrant profiles parallel to the beam, the thickness reduction h_c,fi of Table F.1 applies on the lower face of the steel deck;

- for trapezoidal steel sheets parallel to the beam, the thickness reduction h_c,fi of Table F.1 may be applied on the effective height of the slab h_eff (see Figure F.2.d), where the effective thickness of the slab h_eff is given in Figures 4.1 and in D.4 of Annex D.

Рисунок F.2: Зменшення товщини h_c,fi для різних типів бетонних плит

(3) Температура _C шару бетону h_c,fi, розташованого прямо над верхньою полицею, може дорівнювати 20 °C.

Figure F.2: Thickness reduction h_c,fi for various types of concrete slabs

(3) The temperature _C of the concrete layer h_c,fi situated directly on top of the upper flange, may be assumed to be 20°C.

(4) Робоча ширина верхньої полиці профілю (b-2b_fі) змінюється залежно від різних значень межі вогнестійкості, але розрахункове значення границі текучості сталі дорівнює f_ay/_М,fi,a. Значення зменшення ширини полиці b_fi наведено в таблиці F.2 для різних значень межі вогнестійкості.