Страница 5: ДСТУ-Н Б EN 1992-1-2:201Х. Проектування залізобетонних конструкцій частина 1-2. загальні положення розрахунок конструкцій на вогнестійкість (60462)

де

Q_k,1 – головне змінне навантаження;

G_k – характеристичне значення постійного навантаження;

γ_G – коефіцієнт надійності постійного навантаження;

γ_Q,1 – коефіцієнт надійності змінного навантаження 1;

ψ_fi – коефіцієнт сполучення навантажень для циклічних та квазіпостійних значень, наведених як ψ_1,1 або ψ_2,1 згідно з EN 1991-1-2

ξ – коефіцієнт зниження для несприятливого постійного навантаження G

Примітка 1. Стосовно формули (2.5), приклади зміни значень коефіцієнтів зниження η_fi залежно від відношення навантажень Q_k,1/G_k для формули (2.4) та різних значень коефіцієнту сполучення ψ_1,1 наведено на рисунку 2.1 з наступними припущеннями, що γ_GA=1,0, γ_G=1,35 та γ_Q=1,5. Формули (2.5а) та (2.5b) надають більш точні значення. Рекомендовані значення коефіцієнту надійності наведені у відповідному Національному додатку до EN 1990.

Примітка 2. Як спрощення може використовуватись рекомендоване значення η_fi=0,7.

where

Q_k,1 is the principal variable load;

G_k is the characteristic value of a permanent action;

γ_G is the partial factor for a permanent action;

γ_Q,1 is the partial factor for variable action 1;

ψ_fi is the combination factor for frequent or quasi-permanent values given either by ψ_1,1 or ψ_2,1, see EN1991-1-2

ξ is a reduction factor for unfavourable permanent action G

Note 1: Regarding equation (2.5), examples of the variation of the reduction factor η_fi versus the load ratio Q_k,1/G_k for Expression (2.4) and different values of the combination factor ψ_1,1 are shown in Figure 2.1 with the following assumptions: γ_GA=1,0, γ_G=1,35 and γ_Q=1,5. Expressions (2.5a) and (2.5b) give slightly higher values. Recommended values of partial factors are given in the relevant National Annexes of EN 1990.

Note 2: As a simplification a recommended value of η_fi=0,7may be used.

Рисунок 2.1 – Зміна коефіцієнта зниження η_fi залежно від співвідношення навантажень Q_k,1/G_k

(4) Потрібно брати до уваги лише вплив температурних деформацій, що є наслідком температурних градієнтів поперечного перерізу. Вплив теплового поздовжнього або поперечного розповсюдження не враховується.

(5) Граничні умови на опорах і кінцях конструкції, які приймають в момент часу t=0, вважаються незмінними протягом пожежі.

(6) Табличні дані, спрощені або загальні методи розрахунку, наведені у 5, 4.2 та 4.3 відповідно, застосовуються для перевірки окремих конструкцій під час пожежі.

2.4.3 Аналіз частини конструктивної системи

(1) Застосовується 2.4.2 (1).

(2) Як альтернатива загальному розрахунку конструкцій під час пожежі в момент часу t=0 опорні реакції, внутрішні зусилля та моменти на межі частини конструктивної системи можна отримати з розрахунку конструкцій за нормальних температур, як наведено в 2.4.2

(3) Частина конструкцій, що розраховується має визначатися на основі ймовірного розповсюдження тепла та температурних деформацій таким чином, щоб їх взаємодія з іншими частинами конструкцій була представлена незалежними від часу опорними та граничними умовами під час вогневого впливу.

(4)Р В межах частини конструктивної системи, що аналізуються, необхідно враховувати характерний вид відмови під впливом пожежі, залежні від температури властивості матеріалу та жорсткість окремого елементу, вплив розповсюдження тепла та температурні деформації (непрямий вплив пожежі)

(5) Граничні умови на опорах, зусилля та моменти на межі частини конструктивної системи у момент часу t=0 вважаються незмінними під час пожежі

2.4.4 Загальний розрахунок конструктивної системи

(1) При проведенні загального розрахунку конструктивної системи під час пожежі необхідно враховувати характерний вид відмови під час пожежі, властивості матеріалу, що залежать від температури, та жорсткість елементу, розповсюдження тепла та температурні деформації (непрямий вплив пожежі).

Figure 2.1 – Variation of the reduction factor η_fi with the load ratio Q_k,1/G_k

(4) Only the effects of thermal deformations resulting from thermal gradients across the crosssection need be considered. The effects of axial or in-plane thermal expansions may be neglected.

(5) The boundary conditions at supports and ends of member, applicable at time t=0, are assumed to remain unchanged throughout the fire exposure.

(6) Tabulated data, simplified or general calculation methods given in 5, 4.2 and 4.3 respectively are suitable for verifying members under fire conditions.

2.4.3 Analysis of part of the structure

(1) 2.4.2 (1) applies.

(2) As an alternative to carrying out a global structural analysis for the fire situation at time t=0 the reactions at supports and internal forces and moments at boundaries of part of the structure

may be obtained from structural analysis for normal temperature as given in 2.4.2

(3) The part of the structure to be analysed should be specified on the basis of the potential thermal expansions and deformations such, that their interaction with other parts of the structure can be approximated by time-independent support and boundary conditions during fire exposure.

(4)P Within the part of the structure to be analysed, the relevant failure mode in fire exposure, the temperature-dependent material properties and member stiffnesses, effects of thermal expansions and deformations (indirect fire actions) shall be taken into account

(5) The boundary conditions at supports and forces and moments at boundaries of part of the structure, applicable at time t = 0, are assumed to remain unchanged throughout the fire exposure

2.4.4 Global structural analysis

(1) When global structural analysis for the fire situation is carried out, the relevant failure mode in fire exposure, the temperature-dependent material properties and member stiffnesses, effects of thermal expansions and deformations (indirect fire actions) shall be taken into account.

РОЗДІЛ 3 ВЛАСТИВОСТІ МАТЕРІАЛІВ

3.1 Загальні положення

(1)Р Значення властивостей матеріалів, що наведені в цьому розділі, приймаються відповідно до характеристичного значення згідно з 2.3 (1).

(2) Значення можуть використовуватись в спрощеному (див. 4.2) та уточненому методах розрахунку (див. 4.3).

Можна застосовувати альтернативні закони зміни властивостей матеріалу за умови, що вони не суперечать експериментальним даним.

Примітка. Властивості легкого бетону в цьому Єврокоді не наведені.

(3) Механічні властивості бетону, ненапруженої та попередньо напруженої арматури за нормальної температури (20 ⁰С) приймаються як для розрахунку згідно з EN 1992-1-1.

3.2 Міцнісні та деформаційні властивості матеріалів за підвищених температур

3.2.1 Загальні положення

(1) Числові значення міцнісних та деформаційних властивостей, що надані в цьому розділі, визначені як для стаціонарного так і нестаціонарного режиму випробувань, а також іноді у поєднанні обох режимів. Так як ефект повзучості не враховується, моделі, що враховують зміну властивостей матеріалів, в настанові застосовуються для швидкості нагрівання від 2 К/хв до 50 К/хв. Для швидкості нагрівання поза вказаними межами достовірність прийнятих міцнісних та деформаційних властивостей матеріалів повинна бути беззаперечною.

3.2.2 Бетон

3.2.2.1 Бетон при стисканні

(1)Р Міцнісні та деформаційні влативості для одноосного напруженого стану бетону за підвищених температур визначаються за діаграмою “напруження-деформація”, яка представлена на рисунку 3.1.

(2) Діаграма “напруження-деформація”, що представлена на рисунку 3.1, визначається за двома параметрами:

- міцність на стиск f_c,θ;

- деформація ε_c1,θ, що відповідає f_c,θ.

(3) Значення кожного з цих параметрів наведені в таблиці 3.1, залежать від температури бетону. Для проміжних значень може застосовуватись лінійна інтерполяція.

(4) Наведені в таблиці 3.1 параметри використовуються для бетону на силікатному (граніти, сієніти, діорити) та карбонатному (вапняки, що містять не менше 80 % від ваги бетону карбонатної складової) заповнювачах.

(5) Значення ε_cu1,θ на спадаючій гілці діаграми наведено в таблиці 3.1, колонка 4 для бетону на силікатному заповнювачі, а колонка 7 для бетону на карбонатному заповнювачі.

(6) Для теплового впливу згідно з розділом 3 EN 1991-1-2 під час моделювання реальної пожежі, особливо якщо враховується низхідна ділянка цього режиму, повинна змінюватись математична модель для діаграми “напруження-деформація” бетону, визначена на рисунку 3.1.

(7) Можливе збільшення міцності бетону у стадії охолодження не враховується.

Таблиця 3.1 – Значення параметрів діаграми “напруження-деформація” для звичайного бетону на силікатному та карбонатному заповнювачі за підвищених температур

SECTION 3 MATERIAL PROPERTIES

3.1 General

(1)P The values of material properties given in this section shall be treated as characteristic values (see 2.3 (1)P).

(2) The values may be used with the simplified (see 4.2) and the advanced calculation method (see 4.3).

Alternative formulations of material laws may be applied, provided the solutions are within the range of experimental evidence.

Note: Material properties for lightweight aggregate concrete are not given in this Eurocode.

(3)P The mechanical properties of concrete, reinforcing and prestressing steel at normal temperature (20°C) shall be taken as those given in EN 1992-1-1 for normal temperature design.

3.2 Strength and deformation properties at elevated temperatures

3.2.1 General

(1) Numerical values on strength and deformation properties given in this section are based on steady state as well as transient state tests and sometimes a combination of both. As creep effects are not explicitly considered, the material models in this Eurocode are applicable for heating rates between 2 and 50 K/min. For heating rates outside the above range, the reliability of the strength and deformation properties shall be demonstrated explicitly.

3.2.2 Concrete

3.2.2.1 Concrete under compression

(1)P The strength and deformation properties of uniaxially stressed concrete at elevated temperatures shall be obtained from the stress-strain relationships as presented in Figure 3.1.

(2) The stress-strain relationships given in Figure 3.1 are defined by two parameters:

- the compressive strength f_c,θ;

- the strain ε_c1,θ, corresponding to f_c,θ.

(3) Values for each of these parameters are given in Table 3.1 as a function of concrete temperatures. For intermediate values of the temperature, linear interpolation may be used.

(4) The parameters specified in Table 3.1 may be used for normal weight concrete with siliceous or calcareous (containing at least 80% calcareous aggregate by weight) aggregates.

(5) Values for ε_cu1,θ defining the range of the descending branch may be taken from Table 3.1, Column 4 for normal weight concrete with siliceous aggregates, Column 7 for normal weight concrete with calcareous aggregates.

(6) For thermal actions in accordance with EN 1991-1-2 Section 3 (natural fire simulation), particularly when considering the descending temperature branch, the mathematical model for stress-strain relationships of concrete specified in Figure 3.1 should be modified.

(7) Possible strength gain of concrete in the cooling phase should not be taken into account.

Table 3.1 – Values for the main parameters of the stress-strain relationships of normal weight concrete with siliceous or calcareous aggregates concrete at elevated temperatures.

Температура бетону, θ, ⁰C

Concrete temp. θ [⁰C]

Силікатний заповнювач

Siliceous aggregates

Карбонатний заповнювач

Calcareous aggregates

f_c,θ/f_ck

ε_c1,θ

ε_cu1,θ

f_c,θ/f_ck

ε_c1,θ

ε_cu1,θ

1

2

3

4

5

6

7

20

1,00

0,0025

0,0200

1,00

0,0025

0,0200

100

1,00

0,0040

0,0225

1,00

0,0040

0,0225

200

0,95

0,0055

0,0250

0,97

0,0055

0,0250

300

0,85

0,0070

0,0275

0,91

0,0070

0,0275

400

0,75

0,0100

0,0300

0,85

0,0100

0,0300

500

0,60

0,0150

0,0325

0,74

0,0150

0,0325

600

0,45

0,0250

0,0350

0,60

0,0250

0,0350

700

0,30

0,0250

0,0375

0,43

0,0250

0,0375

800

0,15

0,0250

0,0400

0,27

0,0250

0,0400

900

0,08

0,0250

0,0425

0,15

0,0250

0,0425

1000

0,04

0,0250

0,0450

0,06

0,0250

0,0450

1100

0,01

0,0250

0,0475

0,02

0,0250

0,0475

1200

0,00

-

-

0,00

-

-

Рисунок 3.1 – Математична модель діаграми «напруження-деформація» стиснутого бетону за підвищених температур

Figure 3.1: Mathematical model for stress-strain relationships of concrete under compression at elevated temperatures.

Діапазон

Range

Напруження σ(θ)

Stress

ε≤ε_c1,θ

ε_c1,θ<ε≤ε_cu1,θ

Для обчислення приймається низхідна ділянка графіку. Використовуються лінійні або нелінійні моделі.

For numerical purposes a descending branch should be adopted. Linear or non-linear models are permitted.

3.2.2.2 Опір розтягу

(1) Опір бетону на розтяг зазвичай не враховується. За необхідності, опір бетону на розтяг враховується при використанні спрощеного або уточненого методів розрахунку.

(2) Зниження характеристичного опору бетону на розтяг враховують коефіцієнтом k_c,t(θ), що наведений у формулі.

3.2.2.2 Tensile strength

(1) The tensile strength of concrete should normally be ignored (conservative). If it is necessary to take account of the tensile strength, when using the simplified or advanced calculation method, this clause may be used.

(2) The reduction of the characteristic tensile strength of concrete is allowed for by the coefficient k_c,t(θ) as given in Expression (3.1).