Страница 4: ДСТУ-Н Б EN 1992-1-2:201Х. Проектування залізобетонних конструкцій частина 1-2. загальні положення розрахунок конструкцій на вогнестійкість (60462)

РОЗДІЛ 2 ОСНОВИ ПРОЕКТУВАННЯ

2.1 Вимоги

2.1.1 Загальні положення

(1)Р Якщо встановлені вимоги до механічного опору під час пожежі, залізобетонні конструкції проектують та будують таким чином, щоб вони зберігали несучу здатність протягом визначеного вогневого впливу.

(2)Р При розподілі на протипожежні відсіки елементи, що огороджують протипожежний відсік, разом з вузлами, повинні проектуватися та будуватися таким чином, щоб вони зберігали огороджувальну здатність протягом відповідного вогневого впливу. Зазначене має забезпечуватись, коли необхідно, щоб:

• не відбувалась втрата цілісності, див. EN 1991-1-2

• не відбувалась втрата теплоізолювальної здатності, див. EN 1991-1-2

• обмежувалось теплове випромінювання з необігріваної сторони.

Примітка 1. Див. визначення в EN 1991-1-2.

Примітка 2. Для залізобетонних конструкцій, розглянутих в цій частині 1-2, критерій теплового випромінювання не застосовується.

(3)Р Критерій деформації застосовують у випадках, коли засоби захисту або критерії розрахунку для огороджувальних елементів потребують урахування деформацій несучих конструкцій.

(4) Деформації несучих конструкцій не враховуються:

- при оцінці ефективності засобів захисту згідно з 4.7;

- якщо огороджувальні елементи відповідають вимогам під час номінального вогневого впливу.

2.1.2 Номінальний вогневий вплив

(1)Р Для стандартного температурного режиму конструкції мають відповідати граничним станам з вогнестійкості R, Е та І таким чином:

• огороджувальні: граничний стан з вогнестійкості за ознакою втрати цілісності Е (цілісність) та, якщо вимагається, граничний стан з вогнестійкості за ознакою втрати теплоізолювальної здатності І (теплоізолювальна здатність)

• несучі: граничний стан з вогнестійкості за ознакою втрати несучої здатності R (механічний опір)

• огороджувальні та несучі: граничні стани з вогнестійкості R, Е та, якщо вимагається, І

(2) Граничний стан з вогнестійкості за ознакою втрати несучої здатності R вважається забезпеченим, якщо забезпечена несуча здатність протягом потрібного часу під час вогневого впливу.

(3) Граничним станом за ознакою втрати теплоізолювальної здатності І є перевищення середньої температури на необігрівній поверхні над початковою середньою температурою цієї поверхні на 140 К або перевищення температури в довільній точці необігрівної поверхні над початковою температурою в цій точці на 180 К

(4) За температурного режиму зовнішньої пожежі застосовуються ті самі граничні стани (R, Е, І), але посилання на цю криву ідентифікується літерами «ef» (див. EN 1991-1-2).

(5) За температурного режиму вуглеводневої пожежі застосовуються ті самі граничні стани (R, Е, І), але посилання на цю криву ідентифікується літерами «НС». див. EN 1991-1-2

(6) Коли вертикальний огороджувальний несучий або ненесучий елемент має відповідати вимогам сприйняття удару (граничний стан з вогнестійкості за ознакою втрати здатності чинити опір механічному удару М), елемент повинен витримувати горизонтальне зосереджене навантаження згідно з EN 1363 Part 2.

2.1.3 Параметричний вогневий вплив

2.1.3.1 Несуча здатність має бути забезпечена протягом всієї пожежі, включаючи фазу затухання, або визначеного проміжку часу.

2.1.3.2 Для перевірки огороджувальної здатності застосовується наступне, за умови, що нормальна температура становить 20 ⁰С:

• перевищення середньої температури по всій необігрівній поверхні має бути не більше 140 К, а підвищення максимальної температури у будь-якій точці поверхні має бути не більше 180 К протягом фази нагрівання, доки не буде досягнута максимальна температура повітря;

• протягом фази затухання перевищення середньої температури на всій необігрівній поверхні має бути не більше Δθ₁, а перевищення максимальної температури у будь-якій точці поверхні не більше Δθ₂.

Примітка. Значення Δθ₁ та Δθ₂, що використовуються в країні, може бути зазначений в її Національному Додатку. Рекомендовані значення Δθ₁=200 K та Δθ₂=240 K.

2.2 Впливи

(1)Р Теплові та механічні впливи приймаються згідно з EN 1991-1-2

(2) На додаток до EN 1991-1-2 ступінь чорноти бетонної поверхні приймається 0,7.

2.3 Розрахункові значення властивостей матеріалів

(1)Р Розрахункові значення механічних властивостей матеріалів (міцність та деформація) X_d,fi наведені нижче:

SECTION 2 BASIS OF DESIGN

2.1 Requirements

2.1.1 General

(1)P Where mechanical resistance in the case of fire is required, concrete structures shall be designed and constructed in such a way that they maintain their load bearing function during the relevant fire exposure.

(2)P Where compartmentation is required, the elements forming the boundaries of the fire compartment, including joints, shall be designed and constructed in such a way that they maintain their separating function during the relevant fire exposure. This shall ensure, where relevant, that:

- integrity failure does not occur, see EN 1991-1-2

- insulation failure does not occur, see EN 1991-1-2

- thermal radiation from the unexposed side is limited.

Note 1: See EN 1991-1-2 for the definitions.

Note 2: For concrete structures considered in this Part 1-2 thermal radiation criteria are not relevant.

(3)P Deformation criteria shall be applied where the means of protection, or the design criteria for separating elements, require consideration of the deformation of the load bearing structure.

(4) Consideration of the deformation of the load bearing structure is not necessary in the following cases, as relevant:

- the efficiency of the means of protection has been evaluated according to 4.7,

- the separating elements have to fulfil requirements according to nominal fire exposure.

2.1.2 Nominal fire exposure

(1)P For the standard fire exposure, members shall comply with criteria R, E and I as follows:

- separating only: integrity (criterion E) and, when requested, insulation (criterion I)

- load bearing only: mechanical resistance (criterion R)

- separating and load bearing: criteria R, E and, when requested I

(2) Criterion “R” is assumed to be satisfied where the load bearing function is maintained during the required time of fire exposure.

(3) Criterion “I” may be assumed to be satisfied where the average temperature rise over the whole of the non-exposed surface is limited to 140 K, and the maximum temperature rise at any point of that surface does not exceed 180 K

(4) With the external fire exposure curve the same criteria (R, E, I) should apply, however the reference to this specific curve should be identified by the letters "ef" (see EN 1991-1-2).

(5) With the hydrocarbon fire exposure curve the same criteria (R, E, I) should apply, however the reference to this specific curve should be identified by the letters "HC", see EN 1991-1-2

(6) Where a vertical separating element with or without load-bearing function has to comply with impact resistance requirement (criterion M), the element should resist a horizontal concentrated load as specified in EN 1363 Part 2.

2.1.3 Parametric fire exposure

(1) The load-bearing function should be maintained during the complete endurance of the fire including the decay phase, or a specified period of time.

(2) For the verification of the separating function the following applies, assuming that the normal temperature is 20°C:

- the average temperature rise of the unexposed side of the construction should be limited to 140 K and the maximum temperature rise of the unexposed side should not exceed 180 K during the heating phase until the maximum gas temperature in the fire compartment is reached;

- the average temperature rise of the unexposed side of the construction should be limited to Δθ₁ and the maximum temperature rise of the unexposed side should not exceed Δθ₂ during the decay phase.

Note: The values of Δθ₁ and Δθ₂ for use in a Country may be found in its National Annex. The recommended values are Δθ₁=200 K and Δθ₂=240 K.

2.2 Actions

(1)P The thermal and mechanical actions shall be taken from EN 1991-1-2.

(2) In addition to EN 1991-1-2, the emissivity related to the concrete surface should be taken as 0,7.

2.3 Design values of material properties

(1)P Design values of mechanical (strength and deformation) material properties X_d,fi are defined as follows:

де:

X_k – характеристичне значення міцнісних чи деформаційних властивостей (зазвичай f_kчи E_k) для розрахунку за нормальних температур згідно з EN 1992-1-1;

k_θ – коефіцієнт зниження міцнісних чи деформаційних властивостей (X_k.θ/X_k) залежних від температури матеріалу, див. 3.2.;

γ_M,fi – коефіцієнт надійності для відповідних властивостей матеріалу під час пожежі.

(2) Розрахункові значення теплофізичних властивостей матеріалу X_d,fi визначають таким чином:

- збільшення значень властивостей в цілях безпеки:

where:

X_k is the characteristic value of a strength or deformation property (generally f_kor E_k) for normal temperature design to EN 1992-1-1;

k_θ is the reduction factor for a strength or deformation property (X_k.θ/X_k), dependent on the material temperature, see 3.2.;

γ_M,fi is the partial safety factor for the relevant material property, for the fire situation.

(2) Design values of thermal material properties X_d,fi are defined as follows:

- if an increase of the property is favourable for safety:

- зменшення значень властивостей в цілях безпеки:

- if an increase of the property is unfavourable for safety:

де:

X_k,θ – значення властивостей матеріалу при розрахунках на вогнестійкість, залежних від температури матеріалу (розділ 3);

γ_M,fi – коефіцієнт надійності відповідних властивостей матеріалу під час пожежі.

Примітка 1. Значення γ_M,fi, що використовується в країні, може бути зазначений в її Національному Додатку. Рекомендовані значення:

Для теплофізичних властивостей бетону, ненапруженої та попередньо напруженої арматури γ_M,fi=1,0

Для механічних властивостей бетону, ненапруженої та попередньо напруженої арматури γ_M,fi=1,0

Примітка 2. Якщо рекомендовані значення змінюються, відповідні табличні дані потребують зміни.

2.4 Методи перевірки

2.4.1 Загальні положення

(1)Р Модель конструктивної системи, прийнята для розрахунку за цією частиною 1-2 EN 1992, відображає очікувану роботу конструкцій під час пожежі.

(2)Р Необхідно перевірити вплив пожежі на відповідному проміжку часу t:

where:

X_k,θ is the value of a material property in fire design, generally dependent on the material temperature, see section 3;

γ_M,fi is the partial safety factor for the relevant material property, for the fire situation.

Note 1: The value of γ_M,fi for use in a Country may be found in its National Annex. The recommended value is:

For thermal properties of concrete and reinforcing and prestressing steel: γ_M,fi=1,0

For mechanical properties of concrete and reinforcing and prestressing steel: γ_M,fi=1,0

Note 2: If the recommended values are modified, the tabulated data may require modification.

2.4 Verification methods

2.4.1 General

(1)P The model of the structural system adopted for design to this Part 1.2 of EN 1992 shall reflect the expected performance of the structure in fire.

(2)P It shall be verified for the relevant duration of fire exposure t:

Де

E_d,fi – розрахунковий навантажувальний ефект під час пожежі, що визначається згідно з EN 1991-1-2, і включає результат від теплового розширення та деформації

R_d,t,fi – відповідний розрахунковий опір під час пожежі.

(3) Розрахунок конструкцій під час пожежі виконують за розділом 5 EN 1990.

Примітка. Для перевірки відповідності вимогам нормованої вогнестійкості достатньо провести аналіз окремої конструкції.

(4) Коли правила застосування, що наведені в частині 1-2, дійсні лише для стандартного температурного режиму, це зазначається у відповідних пунктах настанови

(5) Табличні дані, що наведені в розділі 5, базуються на стандартному температурному режимі.

(6)Р Як альтернатива проектуванню за розрахунком, розрахунок на вогнестійкість може базуватись на результатах вогневих випробувань або на поєднанні результатів вогневих випробувань з розрахунками, див. EN 1990, розділ 5.

2.4.2 Аналіз конструкції

(1) Навантажувальний ефект визначають з розрахунку конструкцій в момент часу t=0 з використанням коефіцієнтів сполучення ψ_1,1 або ψ_2,1 відповідно до EN 1991-1-2, розділ 4.

(2) Як спрощення до 2.4.2.1 навантажувальний ефект можна отримати з розрахунку конструкцій за нормальної температури:

Where

E_d,fi is the design effect of actions for the fire situation, determined in accordance with EN 1991-1-2, including effects of thermal expansions and deformations

R_d,t,fi is the corresponding design resistance in the fire situation.

(3) The structural analysis for the fire situation should be carried out according to Section 5 of EN 1990.

Note: For verifying standard fire resistance requirements, a member analysis is sufficient.

(4) Where application rules given in this Part 1-2 are valid only for the standard temperature-time curve, this is identified in the relevant clauses

(5) Tabulated data given in section 5 are based on the standard temperature-time curve.

(6)P As an alternative to design by calculation, fire design may be based on the results of fire tests, or on fire tests in combination with calculations, see EN 1990, Section 5.

2.4.2 Member analysis

(1) The effect of actions should be determined for time t=0 using combination factors ψ_1,1 or ψ_1,2 according to EN 1991-1-2 Section 4.

(2) As a simplification to (1) the effects of actions may be obtained from a structural analysis for normal temperature design as:

Де

E_d – розрахункове значення відповідного зусилля чи моменту за нормальних температур на основні сполучення навантажень (див. EN 1990);

η_fi – коефіцієнт зниження, що визначає рівень навантаження під час пожежі.

(3) Коефіцієнт зниження η_fi для сполучення навантажень за формулою (6.10) в EN 1990 має визначатись за:

Where

E_d is the design value of the corresponding force or moment for normal temperature design, for a fundamental combination of actions (see EN 1990);

η_fi is the reduction factor for the design load level for the fire situation.

(3) The reduction factor η_fi for load combination (6.10) in EN 1990 should be taken as:

або для сполучень навантажень (6.10а) та (6.10б) в EN 1990 як менше значення в наведених нижче формулах:

or for load combination (6.10a) and (6.10b) in EN 1990 as the smaller value given by the two following expressions: