Страница 5: ДСТУ-Н Б EN 1995-1-2:20ХХ. Проектування дерев’яних конструкцій. Частина 1-2. Загальні положення. Розрахунок конструкцій на вогнестійкість (60570)

де

E_d – розрахункове значення відповідного зусилля чи моменту за нормальних температур на основні сполучення дій (EN 1990:2002);

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 1990:2002 має визначатись за:

where:

E_d is the design effect of actions for normal temperature design for the fundamental combination of actions, see EN 1990:2002;

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

(3) The reduction factor η_fi for load combination (6.10) in EN 1990:2002 should be taken as

або для сполучень навантажень (6.10а) та (6.10б) в EN 1990:2002 як менше значення в приведених нижче формулах:

or, for load combinations (6.10a) and (6.10b) in EN 1990:2002, as the smallest value given by the following two expressions

де

Q_k,1 – головне змінне навантаження;

G_k – характеристичне значення постійної дії;

γ_G – частковий коефіцієнт постійної дії;

γ_Q,1 – частковий коефіцієнт змінної дії 1;

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

ξ – коефіцієнт зниження для несприятливої постійної дії G.

Примітка 1. Приклади зміни значень коефіцієнтів зниження η_fi залежно від відношення навантажень Q_k,1/G_k для формули (2.9) та різних значень коефіцієнту сполучення ψ_fi приведено на рисунку 2.1 з наступними припущеннями, що γ_GA=1,0, γ_G=1,35 та γ_Q=1,5. Формули (2.9а) та (2.9б) надають більш точні значення.

where:

Q_k,1 is the characteristic value of the leading variable action;

G_k is the characteristic value of the permanent action;

γ_G is the partial factor for permanent actions;

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

ψ_fi is the combination factor for frequent values of variable actions in the fire situation,

given either by ψ_1,1 or ψ_2,1, see EN 1991-1-2:2002;

ξ is a reduction factor for unfavourable permanent actions G.

NOTE 1: An example of the variation of the reduction factor η_fi versus the load ratio Q_k,1/G_k for different values of the combination factor ψ_fi according to expression (2.9) is shown in figure 2.1 with the following assumptions: γ_GA=1,0, γ_G=1,35 and γ_Q=1,5. Partial factors are specified in the relevant National annexes of EN 1990:2002. Expressions (2.9a) and (2.9b) give slightly higher values.

Рисунок 2.1 – Зміна коефіцієнта зниження η_fi залежно від співвідношення навантажень Q_k,1/G_k (2.9)

Figure 2.1 – Examples of reduction factor η_fi versus load ratio Q_k,1/G_k according to expression (2.9)

Примітка 2. Як спрощення може використовуватись рекомендоване значення η_fi=0,6, окрім прикладеного навантаження відповідно до додатку Е EN 1991-1-2:2002 (складські площі, включаючи доступні місця), для яких рекомендованим значенням є 0,7. Інформацію щодо Національного вибору можно знайти в Національному додатку.

Примітка 3: Національний вибір сполучення навантажень між формулою (2.9) та формулами (2.9а) та (2.9б) зроблено в EN 1991-1-2:2002.

(4) Граничні умови на опорах вважаються незмінними протягом 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) 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 вважаються незмінними протягом всього часу.

2.4.4 Загальний розрахунок конструктивної системи

(1)Р Загальний розрахунок конструктивної системи під час пожежі має враховувати:

- характерний вид відмови під час пожежі;

- залежні від температури властивості матеріалу та жорсткість елементу;

- теплове розширення та температурні деформації (непрямий вплив пожежі).

NOTE 2: As a simplification, the recommended value is η_fi = 0,6, except for imposed loads according to category E given in EN 1991-2-1:2002 (areas susceptible to accumulation of goods, including access areas) where the recommended value is ηfi = 0,7. Information on National choice may be found in the National annex.

NOTE 3: The National choice of load combinations between expression (2.9) and expressions (2.9a) and (2.9b) is made in EN 1991-1-2:2002.

(4) The boundary conditions at supports may be assumed to be constant with time.

2.4.3 Analysis of parts of the structure

(1) 2.4.2(1) applies.

(2) As an alternative to carrying out a 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, 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 the forces and moments at boundaries of the part of the structure being considered may be assumed to be constant with time.

2.4.4 Global structural analysis

(1)P A global structural analysis for the fire situation shall take into account:

− the relevant failure mode in fire exposure;

− the temperature-dependent material properties and member stiffnesses;

− effects of thermal expansions and deformations (indirect fire actions).

Розділ 3 Властивості матеріалів

3.1 Загальні положення

(1)Р Крім наведених розрахункових значень, значення властивостей матеріалів, що наведені в цьому розділі, необхідно розглядати як характеристичні.

(2) Механічні властивості деревини за нормальної температури (20 ⁰С) треба приймати згідно з EN1995-1-1

3.2 Термомеханічні властивості

(1) Спрощені методи зниження характеристик міцності та жорсткості поперечного перерізу наведено в 4.1 та 4.2.

Примітка 1. Спрощений метод для зниження міцності та жорсткості дерев’яних деталей каркасу збірних стін та перекриттів, повністю заповнених ізоляційним матеріалом, наведено в додатку С.

Примітка 2. Спрощений метод для зниження міцності дерев’яних конструкцій, що зазнають параметричного вогневого впливу, наведено в додатку А.

(2) Для уточнених методів розрахунку використовується нелінійне співвідношення між деформацією та напруженням при стиску.

Примітка. Значення механічних властивостей, залежних від температури, наведено в додатку В.

3.3 Теплофізичні властивості

(1)Якщо визначення межі вогнестійкості базується на поєднанні результатів випробувань та розрахунків, при можливості, теплофізичні властивості слід визначати за результатами випробувань.

Примітка. Для теплотехнічного розрахунку розрахункові значення теплопровідності та питомої теплоємності деревини наведені в додатку В.

3.4 Глибина обвуглювання

3.4.1 Загальні положення

(1) Обвуглювання враховується для всіх дерев’яних поверхонь, поверхонь деревинних панелей, що безпосередньо зазнають вогневого впливу, та, якщо необхідно, для поверхонь, що спочатку були захищені від вогневого впливу, та обвуглилися протягом відповідного часу пожежі.

(2) Глибина обвуглювання – це відстань між зовнішньою поверхнею початкового елемента та лінією обвуглювання, яку визначають залежно від часу вогневого впливу та відповідного коефіцієнту обвуглювання.

(3) Розрахунок характеристик поперечного перерізу має базуватись на фактичній глибині обвуглювання з урахуванням заокруглення кутів конструкції. Як альтернатива умовний поперечний переріз без заокруглень кутів має бути розраховано, базуючись на умовному коефіцієнті обвуглювання.

(4) Розташування лінії обвуглювання має бути прийнято як розташування 300-градусної ізотерми.

Примітка. Це припущення дійсне для більшості м’яких та твердих сортів дерева.

(5) Слід врахувати, що швидкості обвуглювання є нормально відмінними для:

- незахищених поверхонь протягом часу вогневого впливу;

• попередньо захищених поверхонь до моменту руйнування захисту;

• попередньо захищених поверхонь після руйнування захисту.

(6) Правила, описані в 3.4.2 і 3.4.3, застосовують за стандартного температурного режиму.

Примітка. При параметричному вогневому впливі використовують додаток А.

3.4.2 Незахищені поверхні під час вогневого впливу

(1) Швидкість обвуглювання для одновимірного обвуглювання (рисунок 3.1) приймають сталою в часі. Розрахункову глибину обвуглювання розраховують за формулою:

Section 3 Material properties

3.1 General

(1)P Unless given as design values, the values of material properties given in this section shall be treated as characteristic values.

(2)P The mechanical properties of timber at 20 °C shall be taken as those given in EN 1995-1-1 for normal temperature design.

3.2 Mechanical properties

(1) Simplified methods for the reduction of the strength and stiffness parameters of the crosssection are given in 4.1 and 4.2.

NOTE 1: A simplified method for the reduction of the strength and stiffness parameters of timber frame members in wall and floor assemblies completely filled with insulation is given in annex C (informative).

NOTE 2: A simplified method for the reduction of the strength of timber members exposed to parametric fires is given in annex A (informative).

(2) For advanced calculation methods, a non-linear relationship between strain and

compressive stress may be applied.

NOTE: Values of temperature-dependent mechanical properties are given in annex B (informative).

3.3 Thermal properties

(1) Where fire design is based on a combination of tests and calculations, where possible, the thermal properties should be calibrated to the test results.

NOTE: For thermal analysis, design values of thermal conductivity and heat capacity of timber are given in annex B (informative).

3.4 Charring depth

3.4.1 General

(1)P Charring shall be taken into account for all surfaces of wood and wood-based panels directly exposed to fire, and, where relevant, for surfaces initially protected from exposure to fire, but where charring of the wood occurs during the relevant time of fire exposure.

(2) The charring depth is the distance between the outer surface of the original member and the position of the char-line and should be calculated from the time of fire exposure and the relevant charring rate.

(3)The calculation of cross-sectional properties should be based on the actual charring depth including corner roundings. Alternatively a notional cross-section without corner roundings may be calculated based on the notional charring rate.

(4) The position of the char-line should be taken as the position of the 300-degree isotherm.

NOTE: This assumption is valid for most softwoods and hardwoods.

(5) It should be taken into account that the charring rates are normally different for

− surfaces unprotected throughout the time of fire exposure;

− initially protected surfaces prior to failure of the protection;

− initially protected surfaces when exposed to fire after failure of the protection.

(6) The rules of 3.4.2 and 3.4.3 apply to standard fire exposure.

NOTE: For parametric fire exposure, see annex A (informative).

3.4.2 Surfaces unprotected throughout the time of fire exposure

(1) The charring rate for one-dimensional charring, see figure 3.1, should be taken as constant with time. The design charring depth should be calculated as:

де

d_char,0 – розрахункова глибина обвуглювання при одновимірному обвуглюванні;

β₀ – розрахункова швидкість одновимірного обвуглювання за стандартного температурного режиму;

t – тривалість вогневого впливу.

where:

d_char,0 is the design charring depth for one-dimensional charring;

β₀ is the one-dimensional design charring rate under standard fire exposure;

t is the time of fire exposure.

Рисунок 3.1 – Одновимірне обвуглювання широкого поперечного перерізу (однобічний вогневий вплив).

Figure 3.1 — One-dimensional charring of wide cross section (fire exposure on one side)

(2) Умовна швидкість обвуглювання – це величина, що враховує ефект заокруглення кутів та наявність тріщин (рисунок 3.2), приймається сталою в часі. Умовна розрахункова глибина обвуглювання розраховується за формулою:

(2) The notional charring rate, the magnitude of which includes for the effect of corner roundings and fissures, see figure 3.2, should be taken as constant with time. The notional design charring depth should be calculated as

де

d_char,n – умовна розрахункова глибина обвуглювання, що враховує вплив заокруглених кутів;

β_n – умовна розрахункова швидкість обвуглювання, що враховує вплив заокруглених граней та тріщин.

where:

d_char,n is the notional design charring depth, which incorporates the effect of corner roundings;

β_n is the notional design charring rate, the magnitude of which includes for the effect of

corner roundings and fissures.

(3)Розрахункову швидкість одновимірного обвуглювання застосовують за умови, що збільшення обвуглювання біля кутів враховують для поперечних перерізів з початковою мінімальною шириною , де:

(3) The one-dimensional design charring rate may be applied, provided that the increased charring near corners is taken into account, for cross-sections with an original minimum width, b_min, where

Якщо найменша ширина поперечного перерізу є меншою за b_min, в розрахунках необхідно приймати умовну розрахункову швидкість обвуглювання.

(4) Для поперечного перерізу, розрахованого з використанням розрахункової швидкості одновимірного обвуглювання, радіус заокруглення кутів приймають таким, що дорівнює глибині обвуглювання d_char,0.

(5) Для дерев’яних та деревинних поверхонь, незахищених протягом часу вогневого впливу, значення розрахункової швидкості обвуглювання β₀ та β_n наведено в таблиці 3.1.

Примітка. Для дерев’яних елементів збірних стін та перекриттів, в яких пустоти повністю заповнені ізоляційним матеріалом, значення умовної розрахункової швидкості обвуглювання βn наведено в додатку С.

(6) Розрахункові швидкості обвуглювання твердих сортів дерева, окрім бука, з густиною від 290 кг/м³ до 450 кг/м³ отримують шляхом лінійної інтерполяції значень таблиці 3.1. Швидкість обвуглювання бука приймається як для щільного м’якого сорту дерева.

(7) Розрахункова швидкість за EN 14374 обвуглювання фанерованих матеріалів (LVL), наведена в таблиці 3.1.

When the smallest width of the cross section is smaller than b_min, notional design charring rates

should be applied.

(4) For cross-sections calculated using one-dimensional design charring rates, the radius of the corner roundings should be taken equal to the charring depth d_char,0.

(5) For surfaces of timber, unprotected throughout the time of fire exposure, design charring

rates β₀ and β_n are given in table 3.1.

NOTE: For timber members in wall and floor assemblies where the cavities are completely filled with insulation, values for notional design charring rates βn are given in annex C (informative).

(6) Design charring rates for solid hardwoods, except beech, with characteristic densities between 290 and 450 kg/m³, may be obtained by linear interpolation between the values of table 3.1. Charring rates of beech should be taken as given for solid softwood.

(7) Design charring rates for LVL, in accordance with EN 14374, are given in table 3.1.