Страница 7: ДСТУ-Н Б EN 1999-1-2:2010. Єврокод 9. Проектування алюмінієвих конструкцій. Частина 1-2. Розрахунок конструкцій на вогнестійкість (60233)

де

M_Rd – розрахункова несуча здатність поперечного перерізу при згині для проектування за нормальної температури. M_Rd – або M_c,Rd або M_u,Rd

γ_Mx – коефіцієнт надійності за матеріалом згідно з EN 1999-1-1. γ_M1 – використовується у сполученні з M_c,Rd, а γ_M2 – використовується у сполученні з M_u,Rd

Розрахунковий опір M_fi,t,Rd визначається сполученням M_Rd та γ_Mx, що представляє найнижчу потужність.

(4) Для балок, що зазнають бічного поздовжнього згину з крученням, розрахункова несуча здатність не защемленої з боків балки при поздовжньому згині M_b,fi,t,Rd в момент часу слід визначати за формулою:

where

M_Rd is the moment resistance of the cross-section for normal temperature design. M_Rd is either M_c,Rd or M_u,Rd

γ_Mx is the material coefficient according to EN 1999-1-1. γ_M1 is used in combination with M_c,Rd and γ_M2 is used in combination with M_u,Rd

The design resistance M_fi,t,Rd is given by the combination of M_Rd and γ_Mx which gives the lowest capacity.

(4) For beams subjected to lateral-torsional buckling, the design buckling resistance moment M_b,fi,t,Rd of a laterally unrestrained beam at time t may be determined using:

де

M_b,Rd – розрахункова несуча здатність при поздовжньому згині для проектування за нормальної температури згідно з EN 1999-1-1

(5) Розрахункову міцність балки на зріз V_fi,t,Rd в момент часу слід визначати за формулою:

where

M_b,Rd is the design buckling resistance moment for normal temperature design, according to EN 1999-1-1

(5) The design shear resistance V_fi,t,Rd of a beam at time t may be determined from:

де

k_o,θ – коефіцієнт 0,2% умовної межі текучості для міцності алюмінієвих сплавів за температури θ_al, де θ_al –максимальна температура частини поперечного перерізу, що здатний сприймати перерізуючу силу

V_Rd – міцність на зріз поперечного перерізу нетто для проектування за нормальної температури згідно з EN 1999-1-1

ПРИМІТКА Розрахункові опори, що задаються формулами (4.7), (4.9) та (4.10), базуються на тому ж самому відносному зниженні 0,2% умовної межі текучості та модуля пружності за підвищених температур. Якщо враховано фактичне зниження модуля пружності, то можливо розрахувати більшу потужність. Національний додаток може наводити положення для врахування цього.

4.2.2.4 Колони

(1) Розрахунковий опір поздовжньому згину N_b,fi,t,Rd конструкції, що працює на стиск, в момент часу слід визначати за формулою:

where

k_o,θ is the 0,2% proof stress ratio for the aluminium alloys strength at temperature θ_al,where θ_al is the max temperature of that part of the cross section which carries the shear force

V_Rd is the shear resistance of the net cross-section for normal temperature design, according to EN 1999-1-1

NOTE The design resistances given with the formulae (4.7), (4.9) and (4.10) are based on the same relative drop in 0,2 % proof strength and modulus of elasticity at elevated temperatures. If the actual drop in the modulus of elasticity is taken into account larger capacity values can be obtained. The National Annex may give provisions to take this into account.

4.2.2.4 Columns

(1) The design buckling resistance N_b,fi,t,Rd of a compression member at time t may be determined from:

де

N_b,Rd – опір поздовжньому згину для проектування за нормальної температури згідно з EN 1999-1-1

1,2 – коефіцієнт зниження розрахункового опору завдяки повзучості алюмінієвих сплавів, залежної від температури

(2) Для визначення відносної гнучкості використовують положення EN 1999-1-1.

(3) Для визначення приведена довжина колони l_fi, застосовуються правила EN 1999-1-1 з урахуванням винятків, що наведені далі.

(4) Колона на рівні, що розглядаєтьсяі жорстко защемлена до колон вгорі та знизу, якщо такі є, може розглядатися як ефективно защемлена, за умови, що вогнестійкість будівельних конструкцій, які відокремлюють рівні колон, що розглядаються, щонайменше дорівнює вогнестійкості колони.

(5) Що стосується рамної конструкції з в’язями, в якій кожен поверх є протипожежним відсіком з достатньою вогнестійкістю, на проміжному поверсі приведену довжину колони l_fi слід визначати як l_fi = 0,5L, а на верхньому поверсі приведену довжину колони l_fi слід визначати як l_fi = 0,7L, де L – системна довжина на відповідному поверсі, див. Рисунок 6.

ПРИМІТКА Розрахунковий опір відповідно до формули (4.11) ґрунтується на тому ж відносному зниженні 0,2% умовної межі текучості та модуля пружності. Якщо враховано фактичне зниження модуля пружності, то можливо розрахувати більшу потужність. Національний Додаток може наводити положення для врахування цього.

where

N_b,Rd is the buckling resistance for normal temperature design according to EN 1999-1-1

1,2 is a reduction factor of the design resistance due to the temperature dependent creep of aluminium alloys

(2) For the determination of the relative slenderness the provisions of EN 1999-1-1 apply.

(3) For the determination of the buckling length l_fi of columns, the rules of EN 1999-1-1 apply, with the exception given hereafter.

(4) A column at the level under consideration, fully connected to the column above and below, if any, may be considered as effectively restrained, provided the resistance to fire of the building elements, which separate the levels under consideration, is at least equal to the fire resistance of the column.

(5) In the case of a braced frame in which each storey comprises a separate fire compartment with sufficient fire resistance, in an intermediate storey the buckling length l_fi of a column may be taken as l_fi = 0,5L and in the top storey the buckling length may be taken as l_fi = 0,7L where L is the system length in the relevant storey, see Figure 6.

NOTE The design resistance given with formula (4.11) is based on the same relative drop in the 0,2 % proof strength and modulus of elasticity. If the actual drop in modulus of elasticity is taken into account, a larger capacity value can be obtained. The National Annex may give provisions to take this into account.

А: Діафрагма жорсткості або інша система розкосів

В: Протипожежний відсік на кожному поверсі

С: Приведена довжина колони

D: Деформація під час пожежі

Рисунок 6 – Приклади приведеної довжини колони l_fi размної конструкції з в’язями

6) Розрахунковий опір поздовжньому згину конструкції, що зазнає сполученої дії згинаючих та осьових сил, слід визначати згідно з EN 1999-1-1, використовуючи правила сполучення для проектування за нормальної температури, а також використовуючи:

A: Shear wall or other bracing system

B: Separate fire compartments in each storey

C: Column buckling length

D: Deformation mode in fire

Figure 6 — Examples of buckling lengths l_fi of columns in braced frames

(6) The design buckling resistance of a member subjected to combined bending and axial forces may be determined from EN 1999-1-1 using the combination rules for normal temperature design and using:

як розрахункові навантаження

Вогнестійкість конструкцій визначена за 4.2.2.3 та 4.2.2.4 в цьому стандарті.

4.2.3 Зміна температурного режиму в алюмінії

4.2.3.1 Незахищені внутрішні алюмінієві конструкції

(1) Для еквівалентного рівномірного розподілу температури в поперечному перерізі підвищення температури Δθ_al(t) в незахищеній конструкції за проміжок часу слід визначати за формулою:

as design loads.

The member resistance in fire is determined from 4.2.2.3 and 4.2.2.4 in this standard.

4.2.3 Aluminium temperature development

4.2.3.1 Unprotected internal aluminium members

(1) For an equivalent uniform temperature distribution in the cross-section, the increase of temperature Δθ_al(t) in an unprotected member during a time interval Δt should be determined from:

де

k_sh – поправковий коефіцієнт для впливу затінення за 4.2.3.1 (2)

A_m/V – коефіцієнт поперечного перерізу для незахищених алюмінієвих конструкцій (м^-1)

ḣ_net – розрахункове значення поглинутого теплового потоку одиницею площі, див. EN 1991-1-2

(2) Для двотаврових перерізів, що зазнають номінального вогневого впливу, поправковий коефіцієнт для впливу затінення слід визначати за формулою:

where

k_sh is the correction factor for the shadow effect from 4.2.3.1 (2)

A_m/V is the section factor for unprotected aluminium members (m^-1)

ḣ_net is the design value of the net heat flux per unit area, see EN 1991-1-2

(2) For I-sections under nominal fire actions, the correction factor for the shadow effect may be determined from:

де

(A_m/V)_b – умовний коефіцієнт перерізу

У всіх інших випадках значення k_sh слід визначати як:

where

(A_m/V)_b is box value of the section factor

In all other cases, the value of k_sh should be taken as:

ПРИМІТКА 1 Для поперечних перерізів опуклої форми (наприклад, прямокутні або круглі порожнисті перерізи), що повністю знаходяться у вогні, ефект затінення має незначний вплив і, як результат, поправковий коефіцієнт k_sh дорівнює одиниці.

ПРИМІТКА 2 Якщо не враховувати вплив затінення (тобто, k_sh = 1,0), необхідно приймати консервативні рішення.

(3) Значення ḣ_net,d слід визначати за EN 1991-1-2, використовуючи ε_f = 1,0 та ε_m згідно з 2.2(2), де ε_f та ε_m визначені в EN 1991-1-2.

(4) Значення не слід брати більшим ніж 5 секунд.

(5) У формулі (4.12) значення коефіцієнта перерізу A_m/V не слід брати меншим ніж 10 м^-1.

(6) Для розрахунку площі незахищеної поверхні конструкції A_m заглибини із зазором на поверхні, що менші, ніж 20 мм, не слід враховувати в площу незахищеної поверхні. Якщо заглибини з зазором на поверхні більші, ніж 20 мм, то площу жолобу слід враховувати в площу незахищеної поверхні. Див. Рисунок 7.

ПРИМІТКА Деякі формули для обчислення розрахункових значень коефіцієнта перерізу незахищених алюмінієвих конструкцій A_m/V наведені в Таблиці 3.

NOTE 1 For cross sections with a convex shape (e.g. rectangular or circular hollow sections) fully embedded in fire, the shadow effect has an insignificant influence and consequently the correction factor k_sh equals unity.

NOTE 2 Ignoring the shadow effect (i.e.: k_sh = 1,0) leads to conservative solutions.

(3) The value of ḣ_net,d should be obtained from EN 1991-1-2 using ε_f = 1,0 and ε_m according to 2.2(2) where ε_f and ε_m are as defined in EN 1991-1-2.

(4) The value of Δt should not be taken as more than 5 seconds.

(5) In expression (4.12), the value of the section factor A_m/V should not be taken as less than 10 m^-1.

(6) For the calculation of the exposed surface area of the member, A_m , grooves with gap in the surface less than 20 mm should not be included in the exposed surface area. Grooves with gap in the surface > 20 mm, the area of the groove should be included in the area of the exposed area. See Figure. 7.

NOTE Some expressions for calculating design values of the section factor A_m/V for unprotected aluminium members are given in Table 3.

Рисунок 7 –Приклади заглибин із зазором на поверхні < 20 мм, а також заглибин із зазором на поверхні > 20 мм

Figure 7 — Examples of grooves with gap in the surface < 20 mm, and grooves with gap in the surface > 20 mm

Відкритий переріз, що зазнає вогневого впливу з усіх сторін:

Труба, що зазнає вогневого впливу з усіх сторін:

Відкритий переріз, що зазнає вогневого впливу з трьох сторін:

Пустотний переріз (або зварений коробчастий переріз однакової товщини), що зазнає вогневого впливу з усіх сторін:

If t<<b:

Полиця двотаврового перерізу, що зазнає вогневого впливу з трьох сторін:

Якщо t_f<<b:

Коробчастий переріз, що зазнає вогневого впливу з усіх сторін:

Кутик (або будь-який відкритий переріз однакової товщини), що зазнає вогневого впливу з усіх сторін:

Двотавровий переріз із коробчастим підсиленням, що зазнає вогневого впливу з усіх сторін:

Штаба, що зазнає вогневого впливу з усіх сторін:

If t<<b:

Штаба, що зазнає вогневого впливу з трьох сторін:

If t<<b:

Open section exposed to fire on all sides:

Tube exposed to fire on all sides:

Open section exposed to fire on three sides:

Hollow section (or welded box section of uniform thickness) exposed to fire on all sides:

If t<<b:

I section flange exposed to fire on three sides:

If t_f<<b:

Box section exposed to fire on all sides:

Angle (or any open section of uniform thickness) exposed to fire on all sides:

I section with box reinforcement exposed to fire on all sides:

Flat bar exposed to fire on all sides:

If t<<b:

Flat bar exposed to fire on three sides:

If t<<b:

4.2.3.2 Внутрішні алюмінієві конструкції, що захищені вогнезахисним покриттям

(1) Для забезпечення рівномірного розподілу температур у поперечному перерізі підвищення температури Δθ_al(t) у захищеній конструкції на проміжку часу можна отримати за формулою:

4.2.3.2 Internal aluminium structures insulated by fire protection material

(1) For a uniform temperature distribution in a cross-section, the temperature increase Δθ_al(t) in an insulated member during a time interval Δt should be obtained from: