Страница 15: ДСТУ-Н Б EN 1992-1-2:201Х. Проектування залізобетонних конструкцій частина 1-2. загальні положення розрахунок конструкцій на вогнестійкість (60462)

де

M_d,fi – розрахункова здатність чинити опір моменту під час пожежі

M₅₀₀ – розрахункова здатність чинити опір моменту, що базується на розрахунковому поперечному перерізі за ізотермою 500 ⁰С

k_m – коефіцієнт зниження

Примітка. Значенн k_m, що залежить він зниження міцності, наведені в таблиці 6.1Nя використання в країні може бути наведене в Національному додатку. Рекомендоване значення k_m наведено в таблиці 6.2N. Для класу 3 рекомендуються більш точні методи

Таблиця 6.2N – Коефіцієнт зниження здатності чинити опір моменту для балок та плит

where

M_d,fi is the design moment capacity in the fire situation

M₅₀₀ is the calculated moment capacity based on the effective cross-section, defined by the 500°C isotherm

k_m is a reduction factor

Note: The value of k_m, which depends on the reduction strength given in Table 6.1N, for use in a Country may be found in its National Annex. The recommended value is given in Table 6.2N. For Class 3 more accurate methods are recommended

Table 6.2N: Moment capacity reduction factors for beams and slabs

Найменування

k_m

Клас 1

Клас 2

Балки

Beams

0,98

0,95

Плити під впливом вогню в стисненій зоні

Slabs exposed to fire in the compression zone

0,98

0,95

Плити під впливом вогню з розтягненої сторони h₁≥120 мм

Slabs exposed to fire in the tension side, h1 ≥ 120 mm

0,98

0,95

Плити під впливом вогню з розтягненої сторони h₁=50 мм

Slabs exposed to fire in the tension side, h1 = 50 mm

0,95

0,85

h₁ товщина залізобетонної плити (рисунок 5.7).

where h1 is the concrete slab thickness (see Figure 5.7)

(3) Для товщини плити від 50 мм до 120 мм під впливом вогню з розтягненої сторони коефіцієнт зниження можна отримати за допомогою лінійної інтерполяції.

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

6.4.3 Табличні дані

(1)Табличний метод наведений в розділі 5 також може застосовуватись для ВМБ, якщо розмір мінімального поперечного перерізу збільшується на:

• (k-1)a для стін та плит тільки з одностороннім вогневим впливом

• 2(k-1)a для всіх інших елементів конструкцій та відстань до осі арматури перемножуються на k.

Де

k – коефіцієнт наведений в 6.4.2.1(3)

а – відстань до осі арматури згідно з розділом 5.

Примітка. Для колон коефіцієнт використання під час пожежі μ_fi або рівень навантаження колони за нормальних температурних умов n повинен визначатись до розрахунку збільшення розмірів поперечного перерізу за виразом 2(k-1)a.

(3) For slab thickness in the range of 50 to 120 mm, with fire exposure on the tension side, the reduction factor may be obtained from linear interpolation.

(4) Time heat regimes which do not comply with the criteria of the simplified method should be supported by a separate comprehensive analysis which accounts for the relative strength of the concrete as function of the temperature.

6.4.3 Tabulated data

(1) The Tabulated method given in Section 5 may also be used for HSC if the minimum cross section dimension are increased by:

- (k –1)a for walls and slabs exposed on one side only

- 2(k –1)a for all other structural members and the axis distance is factored by k.

Where

k is the factor given in 6.4.2.1(3)

a is axis distance required in Section 5.

Note: For columns the degree of utilisation in the fire situation μ_fior load level of a column at normal temperature conditions n should be defined before calculating the increase of the cross-section dimensions by 2(k –1)a

ДОДАТОК A(ДОВІДКОВИЙ)

ТЕМПЕРАТУРНІ КРИВІ

(1) В додатку наведені розрахункові температурні криві для плит (рисунок А.2), балок (рисунки А.3-А.10) та колон (рисунки А.11-А.20). Рисунок А.2 також застосовується для стін з одностороннім вогневим впливом.

(2) Рисунки основані на наступних значеннях:

• Теплоємність бетону з вологістю 1,5 % наведена в 3.3.2. Температурні номограми визначені для вологості більше 1,5 %

• Теплопровідність визначена за нижньою межею для бетону, наведена в 3.3.3

Примітка. Нижня межа теплопровідності виводиться з порівнянь температур отриманих під час вогневих випробувань різних типів залізобетонних конструкцій; нижня межа дає більш достовірні значення температури бетонних конструкцій ніж верхня, яка виведена за результатами випробувань залізобетонних конструкцій.

• Ступінь чорноти поверхні бетону 0,7, як наведено в 2.2

• Коефіцієнт конвекції 25

(3) Рисунок А.1, показує як розташовані температурні криві в поперечному перерізі балок та колон враховуючи симетрію.

ANNEX A (INFORMATIVE)

TEMPERATURE PROFILES

(1) This annex provides calculated temperature profiles for slabs (Figure A.2), beams (Figures A.3-A.10) and columns (Figures A.11-A.20). Figure A.2, for slabs, also applies to walls exposed on one side.

(2) The figures are based on the following values:

- Specific heat of concrete is as given in 3.3.2 with moisture content 1,5%. The temperature graphs are conservative for moisture contents greater than 1,5%

- The lower limit of thermal conductivity of concrete is as given in 3.3.3

Note: the lower limit of thermal conductivity has been derived from comparisons with temperatures measured in fire tests of different types of concrete structures. the lower limit gives more realistic temperatures for concrete structures than the upper limit, which has been derived from tests for steel/concrete composite structures.

- The emissivity related to the concrete surface 0,7, is as given in 2.2

- Convection factor is 25

(3) Figure A.1 shows how the temperature profiles represent the temperature in the crosssection of beams and columns taking symmetry into account.

1 – площа з температурними кривими

2 – повний поперечний переріз

Рисунок А.1 – Площа поперечного перерізу, для якого наведені температурні криві

1 Area of temperature profile

2 Full cross section

Figure A.1: Area of cross-section for which the temperature profiles are presented

х – відстань від обігріваної поверхні.

Рисунок А.2 – Температурні криві плит (висота h=200 мм) для R60 – R240

x is the distance from the exposed surface

Figure A.2: Temperature profiles for slabs (height h = 200) for R60 - R240

Рисунок А.3 – Температурні криві балки h х b=150 мм х 80 мм – R30, ⁰С

Figure A.3: Temperature profiles (°C) for a beam, h x b = 150 x 80 - R30

Рисунок А.4 – Температурні криві балки h х b=300 мм х 160 мм, ⁰C

Figure A.4: Temperature profiles (°C) for a beam, h x b = 300 x 160

a) R90

Рисунок А.5 – Температурні криві балки h х b=300 мм х 160 мм, ⁰C

a) R90

Figure A.5: Temperature profiles (°C) for a beam, h x b = 300 x 160

Рисунок А.6 – Ізотерма 500 ⁰C балки

h х b=300 мм х 160 мм, ⁰C

Figure A.6: 500°C isotherms for a beam,

h x b = 300 x 160

Рисунок А.7 – Температурні криві балки

h х b=600 мм х 300 мм, ⁰C

Figure A.7: Temperature profiles (°C) for a beam h x b = 600 x 300

Рисунок А.8 – Температурні криві балки h х b=600 мм х 300 мм – R 120, ⁰C

Figure A.8 Temperature profiles (°C) for a beam h x b = 600 x 300 – R120

Рисунок А.9 – Температурні криві балки

h х b=800 мм х 500 мм, ⁰C

Figure A.9: Temperature profiles (°C) for a beam h x b = 800 x 500

Рисунок А.10 – Температурні криві балки

h х b=800 мм х 500 мм, ⁰C

Figure A.10: Temperature profiles (°C) for a beam h x b = 800 x 500

Рисунок А.11 – Температурні криві колони

h х b=300 мм х 300 мм – R30, ⁰C

Figure A.11: Temperature profiles (°C) for a column, h x b = 300 x 300 – R30

Рисунок А.12 – Температурні криві колони

h х b=300 мм х 300 мм – R60, ⁰C

Figure A.12: Temperature profiles (°C) for a column, h x b = 300 x 300 – R60

Рисунок А.13 – Температурні криві колони

h х b=300 мм х 300 мм – R90, ⁰C

Figure A.13: Temperature profiles (°C) for a column, h x b = 300 x 300 – R90

Рисунок А.14 – Температурні криві колони

h х b=300 мм х 300 мм – R120, ⁰C

Figure A.14: Temperature profiles (°C) for a column, h x b = 300 x 300 – R120

Рисунок А.15 – Ізотерма 500 ⁰C колони

h х b =300мм х 300 мм

Figure A.15: 500 °C isotherms for a

column, h x b = 300 x 300

Рисунок А.16 – Температурні криві круглої колони діаметром 300 мм – R30, ⁰C

Figure A.16: Temperature profiles (°C) for a circular column, 300 dia – R30

Рисунок А.17 – Температурні криві круглої колони діаметром 300 мм – R60, ⁰C

Figure A.17: Temperature profiles (°C) for a circular column, 300 dia – R60

Рисунок А.18 – Температурні криві круглої колони діаметром 300 мм – R90, ⁰C

Figure A.18: Temperature profiles (°C) for a circular column, 300 dia – R90

Рисунок А.19 – Температурні криві круглої колони діаметром 300 мм – R120, ⁰C

Figure A.19: Temperature profiles (°C) for

a circular column, 300 dia – R120

Рисунок А.20 – Ізотерма 500 ⁰C круглої колони діаметром 300 мм

Figure A.20: 500 °C isotherms for a circular column, 300 dia

ДОДАТОК B (довідковий)

СПРОЩЕНІ МЕТОДИ РОЗРАХУНКУ

B.1 Метод ізотерми 500 ⁰С

B.1.1 Принципи та сфера застосування

(1) Цей метод застосовується за стандартного температурного режиму та для будь-яких інших температурно часових режимів пожежі, що викликають подібні температурні поля в елементі під час вогневого впливу. Температурно часові режими пожежі, що не відповідають цьому критерію, потребують окремого всебічного аналізу, який враховує відповідну міцність бетону залежно від температури.

(2) Цей метод застосовується для мінімальної ширини поперечного перерізу, що наведена в таблиці В.1:

а) для стандартного температурного режиму залежно від класу вогнестійкості;

b) для параметричної пожежі з коефіцієнтом врахування отворів O≥0,14 м^1/2 (додаток А EN 1991-1-2)

Таблиця В.1 – Мінімальна ширина поперечного перерізу залежно від класу вогнестійкості (для стандартного температурного режиму) та питоме пожежне навантаження (параметрична пожежа)

a) Клас вогнестійкісті.

ANNEX B (Informative)

Simplified calculation methods

B.1 500°C isotherm method

B.1.1 Principle and field of application

(1) This method is applicable to a standard fire exposure and any other time heat regimes, which cause similar temperature fields in the fire exposed member. Time heat regimes which do not comply with this criteria, require a separate comprehensive analysis which accounts for the relative strength of the concrete as a function of the temperature.

(2) This method is valid for minimum width of cross-section given in table B1:

a) for a standard fire exposure depending on the fire resistance

b) for a parametric fire exposure with an opening factor O≥0,14 м^1/2 (see EN 1991-1-2 Annex A)

Table B1: Minimum width of cross-section as function of fire resistance (for standard fire exposure) and fire load density (for parametric fire exposure)

a) Fire resistance.

Клас вогнестійкісті

Fire resistance

R 60

R 90

R 120

R 180

R 240

Мінімальна ширина поперечного перерізу, мм

Minimum width of cross-section mm

90

120

160

200

280

b) Питоме пожежне навантаження.

b) Fire load density.

Питоме пожежне навантаження, МДж/м²

Fire load density MJ/m²

200

300

400

600

800

Мінімальна ширина поперечного перерізу, мм

Minimum width of cross-section mm

100

140

160

200

240

(3) Спрощений метод розрахунку стосується загального зменшення розміру поперечного перерізу з врахуванням температурно пошкодженої зони поверхневого шару бетону. Товщина пошкодженого бетону а₅₀₀ відповідає середній глибині розташування 500 ⁰С ізотерми в стисненій зоні поперечного перерізу.

(4) Пошкоджений бетон, наприклад, бетон за температури більше ніж 500 ⁰С вважається таким, що не забезпечує несучу здатність елементу, тоді як приведений поперечний переріз зберігає свої початкові значення міцності та модуля пружності.

(5) Для прямокутної балки з тристороннім вогневим впливом робочий поперечний переріз повинен узгоджуватись з рисунком В.1.

В.1.2 Методика розрахунку залізобетонного поперечного перерізу, що піддається впливу згинального моменту та осьової сили

(1) На основі підходу за приведеним поперечним перерізом методика розрахунку опору залізобетонного поперечного перерізу конструкції під час пожежі може проводитись наступним чином:

(a) Визначають ізотерми 500 ⁰С для вказаного вогневого впливу, за стандартного або параметричного температурного режиму пожежі;

(b) Визначають розрахункові ширину b_fi та висоту d_fi відкиданням бетону за межами 500 ⁰С ізотерми (рисунок В.1). Закруглені кути ізотерм можуть вважатись наближеними до справжніх форм ізотерм до прямокутної або квадратної, як показано на рисунку В.1

(3) The simplified calculation method comprises a general reduction of the cross-section size with respect to a heat damaged zone at the concrete surfaces. The thickness of the damaged concrete, а₅₀₀, is made equal to the average depth of the 500 °C isotherm in the compression zone of the cross-section.

(4) Damaged concrete, i.e. concrete with temperatures in excess of 500 °C, is assumed not to contribute to the load bearing capacity of the member, whilst the residual concrete cross-section retains its initial values of strength and modulus of elasticity.

(5) For a rectangular beam exposed to fire on three sides, the effective cross-section in the fire situation will be in accordance with Figure B1.

B.1.2 Design procedure of a reinforced concrete cross-section, exposed to bending moment and axial load

(1) On the basis of the above reduced cross-section approach, the procedure for calculating the resistance of a reinforced concrete cross-section in the fire situation may be carried out as follows:

(a) Determine the isotherm of 500°C for the specified fire exposure, standard fire or parametric fire;

(b) Determine a new width b_fi and a new effective height d_fi of the cross-section by excluding the concrete outside the 500 °C isotherm (see Figure B.1). The rounded corners of isotherms can be regarded by approximating the real form of the isotherm to a rectangle or a square, as indicated in Figure B.1