|
Т – розтяг a) тристоронній вогневий вплив на розтягнуту зону |
|
T -Tension a) fire exposure on three sides with the tension zone exposed |
|
С – стиск b) тристоронній вогневий вплив на стиснуту зону |
|
C - Compression b) fire exposure on three sides with the compression zone exposed |
|
c)чотирьохсторонній вогневий вплив (балка або колона) Рисунок В.1 – Приведений поперечний переріз залізобетонної балки або колони |
|
c) fire exposure on four sides (beam or column) Figure B.1. Reduced cross-section of reinforced concrete beam and column |
|
(c) Визначають температуру арматурних стрижнів в розтягнутій або стисненій зонах. Температуру окремо взятих арматурних стрижнів визначають за температурними кривими в додатку А або за довідковими даними приймають як температуру в центрі стрижня. Деякі з арматурних стрижнів можуть виходити за межі приведеного поперечного перерізу як зображено на рисунку В.1. Не зважаючи на це їх можна враховувати в розрахунку несучої здатності поперечного перерізу під час вогневого впливу; (d) Визначають зменшену міцність арматури залежно від температури згідно з 4.2.4.3, (e) Використовують конвекційний метод розрахунку для приведеного поперечного перерізу при визначенні критичної несучої здатності з міцністю арматурних стрижнів, отриманої згідно з (d), та (f) Порівнюють граничну несучу здатність з розрахунковим значенням навантаження або, як альтернатива, визначену вогнестійкість з нормованою. (2) Рисунок В.2 відображує розрахунок несучої здатності поперечного перерізу як з розтягнутим так і з стиснутим армуванням. |
|
(c) Determine the temperature of reinforcing bars in the tension and compression zones. The temperature of the individual reinforcing bar can be evaluated from the temperature profiles in Annex A or handbooks and is taken as the temperature in the centre of the bar. Some of the reinforcing bars may fall outside the reduced cross-section, as shown in Figure B.1. Despite this, they may be included in the calculation of the ultimate loadbearing capacity of the fire exposed cross-section; (d) Determine the reduced strength of the reinforcement due to the temperature according to 4.2.4.3, (e) Use conventional calculation methods for the reduced cross-section for the determination of the ultimate load bearing capacity with strength of the reinforcing bars, as obtained in (d), and (f) Compare the ultimate load-bearing capacity with the design load effect or, alternatively, the estimated fire resistance with the required resistance. (2) Figure B.2 shows the calculation of load-bearing capacity of a cross-section with tension as well as compression reinforcement. |
|
bfi ширина робочого поперечного перерізу dfi розрахункова висота робочого поперечного перерізу z відстань між розтягнутою арматурою та бетоном z* відстань між розтягнутою арматурою та стиснутою арматурою As площа розтягнутої арматури As1 частина розтягнутої арматури у рівновазі зі стисненим бетонним масивом As2 частина розтягнутої арматури у рівновазі зі стиснутою арматурою As’ площа стиснутої арматури fcd,fi(20)=fck/γc,fi розрахункове значення опору бетону на стиск під час пожежі за нормальної температури fsd,fi(θm) розрахункове значення опору арматури на розтяг під час пожежі за середньої температури θm в цьому ряді fscd,fi(θm) розрахункове значення опору арматури на стиск під час пожежі за середньої температури θm в цьому ряді Примітка. fsd,fi(θm) та fscd,fi(θm) може мати різні значення (див. 4.2.4.3) F повне зусилля в стиснутій арматурі під час пожежі, та відповідне частині зусилля розтягнутої арматури λ, η та х визначені в EN 1992-1-1 Рисунок В.2 – Розподіл напружень за критичної несучої здатності прямокутного залізобетонного перерізу зі стиснутим армуванням (3) Якщо усі стиснуті стрижні розміщені в рядах і мають однакову площу, застосовуются наступні формули при розрахунку відстані до осі арматури а (див. рисунок В.2). Середня знижена міцність арматурного ряду залежно від підвищених температур розраховується за формулою(В.1). |
|
bfi is the width of effective cross-section dfi is the effective depth of the effective cross-section z is the lever arm between the tension reinforcement and concrete z* is the lever arm between the tension and compression reinforcement As is the area of tension reinforcement As1 is the part of tension reinforcement in equilibrium with the concrete compression block As2 is the part of tension reinforcement in equilibrium with the compression reinforcement As‘ is the area of compression reinforcement fcd,fi(20)=fck/γc,fi is the design value of compression strength concrete in the fire situation at normal temperature fsd,fi(θm) is the design value of the tension reinforcement strength in the fire situation at mean temperature θm in that layer fscd,fi(θm) is the design value of the compression reinforcement strength in the fire situation at mean temperature θm in that layer Note: fsd,fi(θm) and fscd,fi(θm) may have different values (see 4.2.4.3) F is the total force in compression reinforcement in the fire situation, and is equal to part of the total force in the tension reinforcement λ, η and x are defined in EN 1992-1-1 Figure B.2. Stress distribution at ultimate limit state for a rectangular concrete crosssection with compression reinforcement. (3) If all reinforcement bars are positioned in layers and have the same area, the following expressions may be used in calculating the axis distance, a (see Figure B.2). The average reduced strength of a reinforcement layer with respect to increased temperatures, is calculated in accordance with Expression (B.1). |
kv(θ)= (B.1)
|
де, θ – температура і-того арматурного стрижня k(θi) – коефіцієнт зниження міцності і-того арматурного стрижня залежно від температури θi, як показано на рисунку 4.11 kv(θ) – середній коефіцієнт зниження міцності ν-того арматурного ряду nv – кількість арматурних стрижнів у ν -тому арматурному ряді (4) Відстань а від нижньої поверхні робочого поперечного перерізу до центру тяжіння арматурних рядів обчислюють за формулою (B.2). |
|
where, θ is the temperature in reinforcement bar i k(θi) is a reduction of the strength of the reinforcement bar i due to the temperature θi; which is obtained from Figure 4.11 kv(θ) is the average reduction of the strength of reinforcement layer ν nv is the number of reinforcement bars in layer ν (4) The axis distance, a, from bottom surface of the effective cross-section to the centroid of the reinforcement layers may be calculated using Expression (B.2). |
a= (B.2)
|
Де av – відстань від нижньої поверхні робочого поперечного перерізу до осі v-того арматурного ряду (5) Якщо існують тільки два ряди, відстань до осі арматури розраховується за формулою (B.3) |
|
Where av is the axis distance from the bottom surface of the effective cross-section to reinforcement layer ν (5) If only two layers exist the axis distance may be calculated using Expression (B.3) |
a= (B.3)
|
(6) Якщо арматурні стрижні мають різні площі та довільне розміщення використовується наступна методика. Середній опір сталі арматурної групи k(φ)fsd,fi залежно від підвищених температур розраховується за формулою (B.4) |
|
(6) If the reinforcement bars have different areas and are distributed arbitrary the following procedure must be used. The average steel strength of a reinforcement group, k(φ)fsd,fi with respect to increased temperatures, may be calculated using Expression (B.4) |
k(φ)fsd,fi= (B.4)
|
Де ks(θi) – коефіцієнт зниження міцності і-того арматурного стрижня fsd,i – розрахунковий опір і-того арматурного стрижня Ai – площа поперечного перерізу і-того арматурного стрижня Відстань а (див. рисунок В.2) від нижньої поверхні робочого поперечного перерізу до центру тяжіння арматурної групи розраховується за формулою (B.5). |
|
Where ks(θi) is a reduction of the strength of reinforcement bar i fsd,i is the design strength of reinforcement bar i Ai is the cross-section area of reinforcement bar i The axis distance, a (see Figure B.2), from the effective cross-section to the centroid of the reinforcement group is calculated in accordance with Expression (B.5). |
a= (B.5)
|
Де ai – відстань від робочого поперечного перерізу до осі і-того арматурного стрижня (7) Розрахунок згинального моменту поперечного перерізу виконується в наступній послідовності: |
|
Where ai is the axis distance from effective cross-section to reinforcement bar i (7) The bending moment calculation of the cross-section is illustrated as follows: |
Mu1=As1fsd,fi(θm)z (B.6)
ωk= (B.7)
Mu2=As2fscd,fi(θm)z’ (B.8)
As=As1+As2 (B.9)
|
Де As – загальна площа армування fsd,fi – розрахунковий опір арматури на розтяг fscd,fi – розрахунковий опір арматури на стиск ωk – коефіцієнт міцності армування поперечного перерізу під час вогневого впливу bfi – ширина поперечного перерізу під час вогневого впливу dfi – робоча висота поперечного перерізу під час вогневого впливу fcd,fi(20) – розрахунковий опір бетону на стиск (за нормальної температури) z – відстань від розтягнутого армування до бетону z’ – відстань від розтягнутого до стиснутого армування θm – середня температура арматурного ряду Коли вплив моменту оцінюється як показано вище, повна здатність чинити опір моменту обчислюється за формулою |
|
Where As is the total reinforcement area fsd,fi is the design tensile strength of reinforcement fscd,fi is the design strength for compressive reinforcement ωk is the design strength ratio of reinforcement for the fire-exposed cross-section bfi is the width of the fire exposed cross-section dfi is the efficient height of the fire exposed cross-section fcd,fi(20) is the design compressive strength of concrete (at normal temperature) z is the lever arm between tension reinforcement and concrete z’ is the lever between tension and compression reinforcement θm is the mean temperature of the reinforcement layer When the moment contributions are assessed as shown above the total moment capacity is obtained from |
Mu=Mu1+Mu2 (B.10)
|
B.2 Зональний метод (1) Метод поділу поперечного перерізу на декілька зон наведено нижче. Цей метод, хоч і більш трудомісткий, але більш точний ніж метод 500 0С ізотерм, особливо для колон. Метод придатний тільки для стандартного температурного режиму. (2) Поперечний переріз ділиться на декілька (n≥3) паралельних зон однакової товщини (прямокутні елементи), де враховується середня температура, відповідний середній опір на стиск fcd(θ) та модуль пружності (якщо застосовується) кожної зони. (3) Пошкоджений під час пожежі поперечний переріз представлений приведеним поперечним перерізом, який не включає товщину пошкодженої зони az обігріваних поверхонь, див. рисунок В.3. Наводиться посилання на еквівалентну стіну (див. рисунки В.3(a) та В.3(d)). Точка М – довільна точка на центральній лінії еквівалентної стіни, якою користуються для визначення зменшеного опору на стиск всього приведеного поперечного перерізу. Коли дві протилежні сторони піддаються вогневому впливу ширина дорівнює 2w (див. рисунок В.3(a)). Для прямокутного поперечного перерізу тільки під час одностороннього вогневого впливу шириною вважається w (див. рисунок В.3(c)). Це представлено стіною з товщиною, що дорівнює 2w (див. рисунок В.3(d)). Полиця на рисунку В.3(f) відноситься до еквівалентної стіни на рисунку В.3(d), а стінка балки до еквівалентної стіни на рисунку В.3(a). (4) Для нижньої частини та країв прямокутних елементів під час вогневого впливу, якщо ширина менше ніж висота, значення az вважається таким як розрахункові значення для сторін, рисунки B.3 (b), (e), (f). Приведення поперечного перерізу базується на визначенні товщині az пошкодженої зони обігріваної поверхні: (5) Пошкоджена зона az еквівалентної стіни під час двостороннього вогневого впливу розраховується наступним чином: a) половина товщини стіни ділиться на n паралельних зон однакової товщини, де n≥3 (див. рисунок В.4); b) температура розраховується для середини кожної зони; c) визначається відповідний коефіцієнт зниження міцності бетону на стиск kc(θi) в точці М (див. рисунок В.5). |
|
B.2 Zone method (1) The method of subdividing the cross-section into several zones is described below. This method, although more laborious, provides a more accurate method than the 500°C isotherm method especially for columns. The method is applicable to the standard temperature-time curve only. (2) The cross-section is divided into a number (n≥3) of parallel zones of equal thickness (rectangular elements) where the mean temperature and the corresponding mean compressive strength fcd(θ) and modulus of elasticity (if applicable) of each zone is assessed. (3) The fire damaged cross-section is represented by a reduced cross-section ignoring a damaged zone of thickness az at the fire exposed sides, see Figure B.3. Reference is made to an equivalent wall (see Figure B.3 (a) and (d)). The point M is an arbitrary point on the centreline of the equivalent wall used to determine the reduced compressive strength for the whole of the reduced cross section. When two opposite sides are exposed to fire the width is assumed to be 2w (see Figure B.3 (a)). For a rectangular cross-section exposed to fire on one face only, the width is assumed to be w (see Figure B.3 (c)). This is represented by a wall with a width equal to 2w (see Figure B.3 (d)). The flange of Figure B.3 (f) is related to the equivalent wall in Figure B.3 (d), and the web to the equivalent wall in Figure B.3 (a). (4) For the bottom and ends of rectangular members exposed to fire, where the width is less than the height, the value of az is assumed to be the same as the calculated values for the sides, Figure B.3 (b), (e), (f). The reduction of the cross-section is based on a damaged zone of thickness az at the fire exposed surfaces which is calculated as follows: (5) The damaged zone, az, is estimated as follows for an equivalent wall exposed on both sides: a) The half thickness of the wall is divided into n parallel zones of equal thickness, where n ≥ 3 (see Figure B.4), b) The temperature is calculated for the middle of each zone. c) The corresponding reduction factor for compressive strength, kc(θi) is determined (see Figure B.5). |
