Страница 14: ДСТУ-Н Б EN 1992-1-2:201Х. Проектування залізобетонних конструкцій частина 1-2. загальні положення розрахунок конструкцій на вогнестійкість (60462)

Таблиця 5.11 – Мінімальні розміри та відстані до осі арматури для ненапружених та попередньо напружених залізобетонних ребристих плит із защемленням щонайменше одного краю, що працюють в двох напрямках прольоту

Table 5.11: Minimum dimensions and axis distances for two-way spanning ribbed slabs in reinforced or prestressed concrete with at least one restrained edge.

Нормована вогнестійкість

Standard Fire

Resistance

Мінімальні розміри, мм

Minimum dimensions (mm)

Можливі сполучення ширини ребер b_min та відстані до осі арматури, a

Possible combinations of width of ribs

b_min and axis distance a

Товщина плит h_s та відстань до осі арматури a в полиці плити

Slab thickness h_s and axis distance a in flange

1

2

3

4

5

REI 30

b_min=80

a=10*

h_s=80

a=10*

REI 60

b_min=100

a=25

120

15*

≥200

10*

h_s=80

a=10*

REI 90

b_min=120

a=35

160

25

≥250

15*

h_s=100

a=15*

REI 120

b_min=160

a=45

190

40

≥300

300

h_s=120

a=20

REI 180

b_min=310

a=60

600

50

h_s=150

a=30

REI 240

b_min=450

a=70

700

60

h_s=175

a=40

a_sd=a+10

Для попередньо напружених ребристих плит відстань до осі арматури повинна збільшуватись згідно з 5.2(4).

a_sd - відстань між осями армованої та бокової поверхні ребра, що піддаються впливу вогню.

* Як правило, захисний шар бетону уточнюється згідно з EN 1992-1-1.

For prestressed ribbed slabs, the axis-distance a should be increased in accordance with 5.2(4).

a_sd denotes the distance measured between the axis of the reinforcement and lateral surface of the rib exposed to fire.

* Normally the cover required by EN 1992-1-1 will control.

РОЗДІЛ 6 ВИСОКОМІЦНИЙ БЕТОН (ВМБ)

6.1 Загальні положення

(1)Р В розділі наведені додаткові правила для високоміцного бетону (ВМБ).

(2) Елементи конструкцій повинні розраховуватись за підвищених температур з урахуванням властивостей типу бетону та ризику крихкого руйнування.

(3) Міцнісні характеристики наведені для трьох класів, а рекомендації запобігання крихкому руйнування наведені для двох стадій роботи ВМБ.

Примітка. Коли використовують характеристичний опір бетону, що є більш ймовірним для вищого класу, аніж той, що визначений розрахунком, повинно застосовуватись відповідне зниження міцності для вищого класу при розрахунку на вогнестійкість.

(4) Властивості та рекомендації наведені для вогневого впливу відповідають тільки стандартному температурному режиму.

(5) За підвищеної температури повинно враховуватись зменшення міцності f_c,θ/f_ck.

Примітка. Значенн f_c,θ/ f_ck для використання в країні можуть бути наведен в Національному додатку. В таблиці 6.1N наведені три класи. Але значення наведені для кожного спираються на результати обмеженої кількості випробувань. Вибір і обмеження використання цих класів для деяких класів міцності або типу бетону для використання в країні можуть бути наведені в Національному додатку. Рекомендований клас бетону С 55/67 та С 60/75 відноситься до класу 1, для бетону С 70/85 та С 80/95 – класу 2, для бетону С 90/105 – класу 3. Див. також примітку до 6.4.2.1 (3) та 6.4.2.2 (2).

Таблиця 6.1N – Зниження міцності за підвищених температур

SECTION 6 HIGH STRENGTH CONCRETE (HSC)

6.1 General

(1)P This section gives additional rules for high strength concrete (HSC).

(2)P Structural elements shall be designed at elevated temperature with the properties of that type of concrete and the risk of spalling shall be taken into account.

(3) Strength properties are given in three classes and recommendations against spalling are given for two ranges of HSC.

Note: Where the actual characteristic strength of concrete is likely to be of a higher class than that specified in design, the relative reduction in strength for the higher class should be used for fire design.

(4) Properties and recommendations are given for fire exposure corresponding to standard temperature-time curve only.

(5) A reduction in strength, f_c,θ/f_ck., at elevated temperature should be made.

Note: The values f_c,θ/ f_ck for use in a Country may be found in its National Annex. Three classes are given in Table 6.1N. However the values given for each rely on a limited amount of test results. The selection and limit of use of these classes to certain strength classes or type of concrete for use in a Country may be found in its National Annex. The recommended class for concrete C 55/67 and C 60/75 is Class 1, for concrete C 70/85 and C80/95 is Class 2 and for concrete C90/105 is Class 3. See also note to 6.4.2.1 (3) and 6.4.2.2 (2).

Table 6.1N: Reduction of strength at elevated temperature

Температура бетону θ, ⁰C

Concrete temperature

θ, ⁰C

f_c,θ/f_ck

Клас 1

Class 1

Клас 2

Class 2

Клас 3

Class 3

20

1,00

1,0

1,0

50

1,00

1,0

1,0

100

0,90

0,75

0,75

200

0,70

250

0,90

300

0,85

0,65

400

0,75

0,75

0,45

500

0,30

600

0,25

700

800

0,15

0,15

0,15

900

0,08

0,08

1000

0,04

0,04

1100

0,01

0,01

1200

0,00

0,00

0,00

6.2 Крихке руйнування

(1) Для класу бетону від С 55/67 до С 80/95 застосовують дані наведені в 4.5, якщо максимальний вміст силікатного піску менше ніж 6 % від ваги цементу. Якщо вміст силікатного піску більший, то застосовують правила наведені в (2).

(2) Для класу бетону 80/95<C≤90/105 може відбуватись крихке руйнування в будь-якій ситуації під час прямого вогневого впливу, та повинен застосовуватись щонайменше один з наступних методів:

Метод А – Арматурна сітка із номінальним захисним шаром 15 мм. Ця сітка повинна мати дріт діаметром не менше 2 мм з чарунками не більше 50 мм х 50 мм. Номінальний захисний шар бетону для основного армування повинен бути не менше 40 мм.

Метод В – Вибір типу бетону для якого необхідно забезпечити (досвідом або випробуваннями), що під час пожежі не відбудеться крихке руйнування.

Метод С – Захисні шари, для яких доведено, що під час пожежі не відбудеться крихке руйнування.

Метод D – Вміст у бетонній суміші пропіленового моноволокна більше 2 кг/м³.

Примітка. Вибір одного з цих метолів для використання в країні може бути наведений в Національному додатку.

6.3 Теплофізичні властивості

(1) Значення наведені в 3.3 можуть застосовуватись також для ВМБ.

Примітка 1. Значення теплопровідності ВМБ для користування для використання в країні можуть бути наведені в Національному додатку в рамках верхньої та нижньої меж в 3.3.3.

Примітка 2. Теплопровідність ВМБ може бути вище за теплопровідність важкого бетону.

6.4 Розрахунок конструкцій

6.4.1 Розрахунок несучої здатності

(1)Р Несучу здатність під час пожежі визначають з врахуванням:

• теплового впливу та відповідного температурного поля елементу

• зниження опору матеріалу внаслідок підвищення температури

• впливу перерозподілу зусиль викликані градієнтом температури

• впливу другого порядку

(2) Застосовують як уточнений розрахунок конструктивної системи так і спрощений розрахунок окремої конструкції. Уточнений розрахунок конструктивної системи базується на перевіреній інформації. Спрощені методи розрахунку для колон, стін, балок та плит наведені нижче.

6.4.2 Спрощені методи розрахунку

(1)Р Спрощені методи розрахунку наведені в додатку В застосовують для ВМБ.

6.4.2.1 Колони та стіни

(1) Перевірку несучої здатності колон та стін під час пожежі виконують для приведеного поперечного перерізу використовуючи методи, що застосовуються для стандартного розрахунку, наприклад, додаток В.1.

(2) Приведений поперечний переріз визначають на основі спрощеного методу за додатком В, однак включаючи уточнене віднімання зруйнованого вогнем бетону внаслідок дії другорядних впливів.

(3) При обчисленні робочого поперечного перерізу розраховують товщину пошкодженого бетону a₅₀₀ за ізотерми 500 ⁰С, помножена на коефіцієнт k. Таким чином при розрахунку приведеного перерізу колон та стін необхідно використовувати формулу.

6.2 Spalling

(1) For concrete grades C 55/67 to C 80/95 the rules given in 4.5 apply, provided that the maximum content of silica fume is less than 6% by weight of cement. For higher contents of silica fume the rules given in (2) apply.

(2) For concrete grades 80/95<C≤90/105 spalling can occur in any situation for concrete exposed directly to the fire and at least one of the following methods should be provided:

Method A: A reinforcement mesh with a nominal cover of 15 mm. This mesh should have wires with a diameter ≥ 2 mm with a pitch ≤ 50 x 50 mm. The nominal cover to the main reinforcement should be ≥ 40 mm.

Method B: A type of concrete for which it has been demonstrated (by local experience or by testing) that no spalling of concrete occurs under fire exposure.

Method C: Protective layers for which it is demonstrated that no spalling of concrete occurs under fire exposure.

Method D: Include in the concrete mix more than 2 kg/m³ of monofilament propylene fibres.

Note: The selection of Methods to be used in a Country may be found in its National Annex.

6.3 Thermal properties

(1) Values given in clause 3.3 may be applied also for high strength concrete.

Note 1: The value of thermal conductivity for high strength concrete for use in a Country may be given in its National Annex within the range defined by lower and upper limit in clause 3.3.3.

Note 2: Thermal conductivity of high strength concrete may be higher than that for normal strength concrete.

6.4 Structural design

6.4.1 Calculation of load bearing capacity

(1)P The load-carrying capacity in the fire situation shall be determined considering the following:

- thermal exposure and the consequent temperature field in the member

- reduction of material strength due to elevated temperatures

- effects of restraint forces due to thermal expansion

- second order effects

(2) This may be achieved by undertaking either a global structural analysis or a simplified member calculation. The global structural analysis should be based on verified information.

The simplified calculation methods for columns, walls, beams and slabs are described below.

6.4.2 Simplified calculation methods

(1)P The simplified calculation methods given in Annex B apply for high strength concrete.

6.4.2.1 Columns and walls

(1) Verification of the load-carrying capacity of columns and walls in the fire situation may be conducted for a reduced cross-section, using the methods applicable for normal design, e.g. Annex B.1.

(2) The reduced cross-section should be derived on the basis of the simplified method of Annex B, however incorporating an enhanced deduction of the fire damaged concrete due to the influence of second order effects.

(3) In calculation of the effective cross-section the reduced concrete thickness is calculated from the depth of the 500 °C isotherm, a500, increased by a factor k. Hence in calculation of the reduced cross-section for columns and walls Expression (6.4) should be used.

Примітка. K враховується для переходу від 500 ⁰С до 460 ⁰С глибини розташування ізотерми для класу 1 в таблиці 6.1N, а для глибини розташування ізотерми 400 ⁰С для класу 2 в таблиці 6.1N. Значення k для користування для використання в країні може бути наведене в Національному додатку. Рекомендованим для K є значення 1,1 для класу 1 та 1,3 для класу 2. Для класу 3 рекомендуються більш точні методи.

(4) Момент в поперечному перерізі за умови сполучення згинання та поздовжнього навантаження за необхідності можна розраховувати використовуючи зональний метод, додаток В.2, враховуючи E_c,fi(θ)=k²_c(θ)E_c.

(5) Залежності час-температура, що не відповідають цьому критерію спрощеного методу, потребують окремого всебічного аналізу, що враховує відповідну міцність бетону залежно від температури.

6.4.2.2 Балки та плити

(1) Здатність балок та плит чинити опір моменту під час пожежі може розраховуватись на основі робочого поперечного перерізу, як визначає додаток В.1, користуючись методами, які застосовуються для стандартного розрахунку.

(2) Необхідно враховувати додаткове зниження розрахункової здатності чинити опір моменту:

Note : k allows for the conversion from the 500°C to the 460°C isotherm depth for Class 1 in Table 6.1N, and to the 400°C isotherm depth for Class 2 in Table 6.1N. The value of k for use in a Country may be found in its National Annex. The recommended value is 1,1 for Class 1 and 1,3 for Class 2. For Class 3 more accurate methods are recommended.

(4) The moment capacity for cross-sections subjected to combined bending and axial loading may be calculated using the zone method, Annex B.2, taking account E_c,fi(θ)=k²_c(θ)E_c if relevant.

(5) Time-temperature regimes which do not comply with the criteria of the simplified method require a separate comprehensive analysis which accounts for the relative strength of the concrete as a function of the temperature.

6.4.2.2 Beams and slabs

(1) The moment capacity of beams and slabs in the fire situation may be calculated based on the effective cross-section, as defined in Annex B.1, using the methods applicable for normal design.

(2) An additional reduction of the calculated moment capacity is should be made: