Страница 3: ДСТУ-Н Б EN 1999-1-2:2010. Єврокод 9. Проектування алюмінієвих конструкцій. Частина 1-2. Розрахунок конструкцій на вогнестійкість / Eurocode 9. Design of aluminium structures. Part 1-2. Structural fire design (60774)

Засоби проектування

Очікується, що засоби проектування, які ґрунтуються на розрахункових моделях, що наведені в EN 1999-1-2, будуть розроблені компетентними сторонніми організаціями.

Основний текст EN 1999-1-2 містить більшість головних принципів та правил, що необхідні для описання теплових та механічних впливів на будівлі та споруди.

НАЦІОНАЛЬНИЙ ДОДАТОК ДО EN 1999-1-2

Цей стандарт надає альтернативні методики, значення та рекомендації для класів з примітками, що вказують де необхідно зробити національний вибір. Таким чином, національний стандарт, що впроваджує ЕN 1999-1-2, має містити Національний додаток, який включав би всі національно визначені параметри, що використовуються для проектування будівель та споруд, які будуть побудовані у відповідній країні.

Національний вибір дозволено в ЕN 1999-1-2 у таких пунктах:

2.3 (1)

2.3 (2)

2.4.2 (3)

4.2.2.1 (1)

4.2.2.3 (5)

4.2.2.4 (5)

Design aids

It is expected, that design aids based on the calculation models given in EN 1999-1-2 will be prepared by interested external organizations.

The main text of EN 1999-1-2 includes most of the principal concepts and rules necessary for describing thermal and mechanical actions on structures.

NATIONAL ANNEX FOR EN 1999-1-2

This standard gives alternative procedures, values and recommendations for classes with notes indicating where national choices have to be made. Therefore the national standard implementing EN 1999-1-2 should have a national annex containing all Nationally Determined Parameters to be used for the design of buildings and civil engineering works to be constructed in the relevant country.

National choice is allowed in EN 1999-1-2 through:

2.3 (1)

2.3 (2)

2.4.2 (3)

4.2.2.1 (1)

4.2.2.3 (5)

4.2.2.4 (5)

Проект виконання проекта

Визначені правила (Теплові впливи згідно з номінальним температурним режимом)

Правила, що засновані на роботі конструкції

(Фізично обґрунтовані теплові впливи)

Вибір простої або уточненої моделі розвитку пожежі

Аналіз окремої конструкції

Аналіз частини конструктивної системи

Аналіз конструк-тивної системи

Аналіз окремої конструкції

Аналіз частини конструктив-ної системи

Аналіз конструктив-ної системи

Визначення механічних впливів та граничних умов

Визначення механічних впливів та граничних умов

Вибір механічних впливів

Визначення механічних впливів та граничних умов

Визначення механічних впливів та граничних умов

Вибір механіч-них впливів

Табличні дані

Спрощені моделі розрахунку

Уточнені моделі розрахунку

Спрощені моделі розрахунку

(за наявності)

Уточнені моделі розрахунку

Уточнені моделі розрахунку

Спрощені моделі розрахунку

(за наявності)

Уточнені моделі розрахунку

Уточнені моделі розрахунку

Уточнені моделі розрахунку

1 ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

1.1 Сфера застосування

1.1.1 Сфера застосування EN 1999

(1)Р EN 1999 поширюється на проектування будинків та споруд з конструкціями із алюмінію. Він відповідає основним положенням і вимогам щодо їх безпеки та експлуатаційної придатності, основ їх проектування та контролю, які наведені в EN 1990 – Основи проектування конструкцій.

(2)Р EN 1999 стосується лише вимог міцності, експлуатаційної придатності, довговічності та вогнестійкості алюмінієвих конструкцій. Інші вимоги, наприклад, стосовно тепло- та звукоізоляції, не розглядаються.

(3) Передбачається користування EN 1999 разом з:

- EN 1990 «Основи проектування конструкцій»

- EN 1991 «Дії на конструкції», усі наявні частини

- Європейські Стандарти для будівельних виробів, що стосуються алюмінієвих конструкцій

- EN 1998 «Проектування сейсмостійких конструкцій», якщо залізобетонні конструкції зводяться в сейсмічних районах

(4) EN 1999 поділяється на п’ять частин:

- EN 1999-1-1 Проектування алюмінієвих конструкцій: Загальні правила для конструкцій

- EN 1999-1-2 Проектування алюмінієвих конструкцій: Розрахунок конструкцій на вогнестійкість

- EN 1999-1-3 Проектування алюмінієвих конструкцій: Конструкції, що сприйнятливі до втоми

- EN 1999-1-4 Проектування алюмінієвих конструкцій: Холодно деформовані конструкції з листового прокату

- EN 1999-1-5 Проектування алюмінієвих конструкцій: Тонкостінні оболонки

1.1.2 Сфера застосування EN 1999-1-2

(1) EN 1999-1-2 поширюється на проектування алюмінієвих конструкцій на випадок аварійних ситуацій під час пожежі та призначена для використання разом з EN 1999-1-1 та EN 1991-1-2. EN 1999-1-2 визначає відмінності або доповнює вимоги до проектування за нормальної температури.

(2) EN 1999-1-2 стосується тільки пасивних методів вогнезахисту. Активні методи захисту не наведені.

(3) EN 1999-1-2 поширюється на алюмінієві конструкції, що мають забезпечувати несучу здатність під час пожежі, тобто мають запобігати передчасному руйнуванню конструкції.

ПРИМІТКА Ця частина не містить вимоги щодо огороджуючої здатності.

(4) EN 1999-1-2 наводить основні положення щодо розрахунку алюмінієвих конструкцій за особливими вимогами з огляду на вищенаведене.

(5) EN 1999-1-2 стосується конструкцій або частини конструктивної системи, які перебувають в межах дії EN 1999-1-1 та запроектовані відповідним чином.

(6) Наведені в частині 1-2 EN 1999 властивості алюмінієвих сплавів відносяться до таких алюмінієвих сплавів:

GENERAL

1.1Scope

1.1.1 Scope of EN 1999

(1)P EN 1999 applies to the design of buildings and civil engineering works in aluminium. It complies with the principles and requirements for the safety and serviceability of structures, the basis of their design and verification that are given in EN 1990 – Basis of structural design.

(2)P EN 1999 is only concerned with requirements for resistance, serviceability, durability and fire resistance of aluminium structures. Other requirements, e.g. concerning thermal or sound insulation, are not considered.

(3) EN 1999 is intended to be used in conjunction with:

- EN 1990 “Basis of structural design”

- EN 1991 “Actions on structures”, all relevant parts

- European Standards for construction products relevant for aluminium structures

- EN 1998 “Design of structures for earthquake resistance”, where aluminium structures are built in seismic regions

(4) EN 1999 is subdivided in five parts:

- EN 1999-1-1 Design of aluminium structures: General structural rules

- EN 1999-1-2 Design of aluminium structures: Structural fire design

- EN 1999-1-3 Design of aluminium structures: Structures susceptible to fatigue

- EN 1999-1-4 Design of aluminium structures: Cold formed structural sheeting

- EN 1999-1-5 Design of aluminium structures: Shell structures

1.1.2 Scope of EN 1999-1-2

(1) EN 1999-1-2 deals with the design of aluminium structures for the accidental situation of fire exposure and is intended to be used in conjunction with EN 1999-1-1 and EN 1991-1-2. EN1999-1-2 only identifies differences from, or supplements to, normal temperature design.

(2) EN 1999-1-2 deals only with passive methods of fire protection. Active methods are not covered.

(3) EN 1999-1-2 applies to aluminium structures that are required to fulfil load bearing function if exposed to

fire, in terms of avoiding premature collapse of the structure.

NOTE This part does not include rules for separating elements.

(4) EN 1999-1-2 gives principles and application rules for design of structures for specified requirements in respect of the load bearing function and the levels of performance.

(5) EN 1999-1-2 applies to structures, or parts of structures, that are within the scope of EN 1999-1-1 and are designed accordingly.

(6) The aluminium alloy properties given in the Part 1-2 of EN 1999 apply to the following aluminium alloys:

(7) Наведені в EN 1999-1-2 методи застосовують також для інших алюмінієвих сплавів/сумішей, що зазначені в EN 1999-1-1, якщо наявні достовірні властивості матеріалу за підвищених температур, або якщо застосовується спрощую ще припущення, що наведене 3.2.1.

1.2 Нормативні посилання

(1) Цей європейський стандарт містить в собі як датовані так і недатовані посилання, положення з інших видань. Ці нормативні посилання згадуються у відповідних місцях тексту, а документи вносяться в перелік. Подальші поправки або зміни для будь яких документів датованих посилань стосуються цього Європейського Стандарту лише у випадку, якщо в ньому враховані поправки або зміни. Для недатованих посилань застосовується остання версія документа (включаючи поправки).

EN 485-2 Алюміній та алюмінієві сплави. Листовий прокат, брус та плита. Частина 2: Механічні властивості

EN 755-2 Алюміній та алюмінієві сплави. Видавлені стрижень/прут, труба та профіль. Частина 2: Механічні властивості

EN 1990 Основи проектування будівель та споруд

EN 1991-1-2 Основи проектування та навантаження на будівлі та споруди: Частина 1-2: навантаження на будівлі та споруди під час пожежі

EN 1999-1-1 Проектування алюмінієвих конструкцій: Частина 1-1: Загальні вимоги проектування

EN 1090-3⁶ Зведення сталевих та алюмінієвих конструкцій – Частина 3: Технічні умови для алюмінієвих конструкцій

EN 13501-2 Пожежно-технічна класифікація будівельних матеріалів та конструкцій. Частина 2 Класифікація за результатами випробувань на вогнестійкість

ENV 13381-1 Методи випробувань на вогнестійкість елементів будівельних конструкцій: Частина 1: Метод випробування для визначення покращення вогнестійкості елементів конструкцій: Горизонтальними захисними мембранами

ENV 13381-2 Методи випробувань на вогнестійкість елементів будівельних конструкцій: Частина 2: Метод випробування для визначення покращення вогнестійкості елементів конструкцій: Вертикальними захисними мембранами

ENV 13381-4 Методи випробувань на вогнестійкість елементів будівельних конструкцій: Частина 4: Метод випробування для визначення покращення вогнестійкості елементів конструкцій: Нанесення покриття на сталеві елементи конструкції

1.3 Припущення

(1) На додаток до загальних припущень EN 1990 також застосовуються наступні пипущення:

Будь-які пасивні вогнезахисні системи враховані під час проектування мають підтримуватись в належному стані.

1.4 Відмінність між принципами та правилами застосування

(1) Застосовують правила, що наведені в 1.4 EN 1990.

1.5 Терміни та визначення понять

(1) Застосовують правила, що наведені в 1.5 EN 1990.

(2) Наступні терміни використані в

________________________________________

⁶ має бути виданий

EN 1999-1-2 в наступних значеннях:

1.5.1 Спеціальні терміни що стосуються проектування загалом

1.5.1.1

частина конструктивної системи

ізольована частина всієї конструктивної системи з відповідними умовами опирання та граничними умовами

1.5.1.2

захищені конструкції

конструкції, для яких вжиті заходи щодо зменшення зростання температури в елементі, що спричинене пожежею

1.5.2 Терміни, що стосуються теплових впливів

1.5.2.1

стандартний температурний режим

номінальний температурний режим, що визначена у EN 13501-2 для представлення моделі повністю розвинутої пожежі у протипожежному відсіку

1.5.2.2

температурні режими

залежність температури середовища, яке оточує поверхні елементів, від часу. Можуть бути:

– номінальний: традиційний температурний режим, що приймається для класифікації або перевірки вогнестійкості, наприклад стандартний температурний режим, температурний режим зовнішньої пожежі, режим вуглеводневої пожежі;

– параметричний: встановлений ґрунтуючись на моделі пожежі та питомих фізичних параметрах, що визначають умови в протипожежному відсіку

1.5.3 Терміни, що стосуються матеріалів та виробів

1.5.3.1

вогнезахисний матеріал

будь-який матеріал або сполучення матеріалів, що покриває конструкцію, з метою підвищення її вогнестійкості

1.5.4 Терміни, що стосуються аналізу теплопередачі

1.5.4.1

кутовий коефіцієнт

кутовий коефіцієнт для випроміненого теплообміну від поверхні А до поверхні В, визначений як частка розсіяної випроміненої енергії, виділеної з поверхні А, що падає на поверхню В

1.5.4.2

коефіцієнт конвекційного теплообміну

конвекційний тепловий потік до конструкції, що стосується різниці між середньою температурою середовища, яке оточує відповідну поверхню окремої конструкції, та температурою цієї поверхні

1.5.4.3

ступінь чорноти

дорівнює коефіцієнту поглинання поверхні, тобто співвідношення між випроміненим теплом, що поглинуте даною поверхнею, та випроміненим теплом, що поглинуте поверхнею абсолютно чорного тіла

1.5.4.4

поглинутий тепловий потік

енергія, що явно поглинута конструкціями за одиницю часу одиницею площі поверхні

1.5.4.5

результуюча ступінь чорноти

співвідношення між фактичним випроміненим тепловим потоком на конструкцію та поглинутим тепловим потоком за умови, що конструкція та її випромінююче середовище вважались абсолютно чорними тілами

1.5.4.6

коефіцієнт перерізу

для алюмінієвої конструкції – співвідношення між незахищеною площею поверхні та об’ємом алюмінію; для незахищеної конструкції – співвідношення між площею внутрішньої поверхні незахищеної обшивки та об’ємом алюмінію

1.5.4.7

умовний коефіцієнту перерізу

співвідношення між площею незахищеної поверхні обрамлення перерізу до об’єму алюмінію

1.5.5 Терміни, що стосуються аналізу механічних характеристик

1.5.5.1

критична температура алюмінієвої конструкції

температура, за якої очікується поява пошкоджень в алюмінієвій конструкції при рівномірному розподілені температури і для заданого рівня навантаження

1.5.5.2

ефективна 0,2 % умовна межа текучості

для заданої температури, рівень напруження, при якому діаграма «напруження-деформація» алюмінію дає 0,2 % залишкової деформації

1.5.5.3

зовнішній елемент

конструкція, що розташована за межами будівлі, та може зазнати вогневого впливу через прорізи в огороджувальних конструкціях будівлі

1.6 Позначення

(1) В цьому EN 1999-1-2 на додаток до наведених в EN 1999-1-1 використовуються такі позначення:

Великі латинські літери

A_m площа незахищеної поверхні конструкції на одиницю довжини

A_p площа внутрішньої поверхні вогнезахисного покриття на одиницю довжини конструкції

E_al модуль пружності алюмінію за нормальної температури

E_al,θ модуль пружності алюмінію за підвищеної температури, θ_al

V об’єм конструкції на одиницю довжини

Малі латинські літери

c_al питома теплоємність алюмінію

c_p питома теплоємність вогнезахисного покриття

d_p товщина вогнезахисного покриття

f_o,θ ефективна 0,2 % умовна межа текучості за підвищеної температури, θ_al

ḣ_net,d розрахункове значення поглинутого теплового потоку одиницею площі

I_z випромінений тепловий потік від вогню до лицьової сторони поверхні

k_θ коефіцієнт зниження міцнісних властивостей за підвищеної температури, θ_al

k_o,θ коефіцієнт зниження 0,2 % умовної межі текучості за підвищеної температури

k_o,θmax коефіцієнт зниження 0,2 % умовної межі текучості за максимальної температури алюмінію

l довжина за температури 20 ºC

t тривалість вогневого впливу

Великі грецькі літери

Δt проміжок часу

Малі грецькі літери

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

η_fi коефіцієнт зниження для розрахункового рівня навантаження під час пожежі

θ температура °C

θ_al температура алюмінію

ε_m ступінь чорноти поверхні складової частини

κ коефіцієнт покращення

λ_al теплопровідність алюмінію

λ_p теплопровідність вогнезахисного покриття

μ₀ коефіцієнт використання в момент часу t = 0

ρ_al густина алюмінію

ρ_p густина вогнезахисного покриття

(7) The methods given in EN 1999-1-2 are applicable also to the other aluminium alloy/tempers of EN 1999-1-1 if reliable material properties at elevated temperatures are available or the simplified assumptions in 3.2.1 are applied.

1.2 Normative references

(1) This European Standard incorporates by dated or undated reference, provisions from other publications. These normative references are cited at the appropriate places in the text and the publications are listed hereafter. For dated references, subsequent amendments to or revisions of any of these publications apply to this European Standard only if incorporated in it by amendment or revision. For undated references the latest edition of the publication referred to applies (including amendments).

EN 485-2 Aluminium and aluminium alloys. Sheet, strip and plate. Part 2: Mechanical properties

EN 755-2 Aluminium and aluminium alloys. Extruded rod/bar, tube and profiles. Part 2: Mechanical properties

EN 1990 Basis of structural design

EN 1991-1-2 Basis of design and actions on structures Part 1-2: Actions on structures exposed to fire

EN 1999-1-1 Design of aluminium structures: Part 1-1: General structural rules

EN 1090-3⁶ Execution of steel structures and aluminium structures – Part 3: Technical requirements for aluminium structures

EN 13501-2 Fire classification of construction products and building elements. Part 2 Classification using data from fire resistance tests

ENV 13381-1 Fire tests on elements of building construction: Part 1: Test method for determining the contribution to the fire resistance of structural members: By horizontal protective membranes

ENV 13381-2 Fire tests on elements of building construction. Part 2: Test method for determining the contribution to the fire resistance of structural members: By vertical protective membranes.

ENV 13381-4 Fire tests on elements of building construction. Part 4: Test method for determining the contribution to the fire resistance of structural members: By applied protection to steel structural elements.

1.3 Assumptions

(1) In addition to the general assumptions of EN 1990 the following assumption applies:

Any passive fire protection systems taken into account in the design will be adequately maintained.

1.4 Distinction between principles and application rules

(1) The rules given in EN 1990 1.4 apply.

1.5 Terms and definitions

(1) The rules in EN 1990 1.5 apply.

(2) The following terms are used in

________________________________________

⁶ to be published

EN 1999-1-2 with the following meanings:

1.5.1 Special terms relating to design in general

1.5.1.1

part of structure

isolated part of an entire structure with appropriate support and boundary conditions

1.5.1.2

protected members

members for which measures are taken to reduce the temperature rise in the member due to fire

1.5.2 Terms relating to thermal actions

1.5.2.1

standard temperature-time curve

a nominal curve, defined in EN 13501-2 for representing a model of a fully developed fire in a compartment

1.5.2.2

temperature-time curves

gas temperature in the environment of member surfaces as a function of time. They may be:

- nominal: Conventional curves, adopted for classification or verification of fire resistance, e.g. the standard temperature-time curve, external fire curve, hydrocarbon fire curve;

- parametric: Determined on the basis of fire models and the specific physical parameters defining the conditions in the fire compartment

1.5.3 Terms relating to material and products

1.5.3.1

fire protection material

any material or combination of materials applied to a structural member for the purpose of increasing its fire resistance

1.5.4 Terms relating to heat transfer analysis

1.5.4.1

configuration factor

the configuration factor for radiative heat transfer from surface A to surface B is defined as the fraction of diffusely radiated energy leaving surface A that is incident on surface B

1.5.4.2

convective heat transfer coefficient

convective heat flux to the member related to the difference between the bulk temperature of gas bordering the relevant surface of the member and the temperature of that surface

1.5.4.3

emissivity

equal to absorptivity of a surface, i.e. the ratio between the radiative heat absorbed by a given surface, and that of a black body surface

1.5.4.4

net heat flux

energy per unit time and surface area definitely absorbed by members

1.5.4.5

resulting emissivity

the ratio between the actual radiative heat flux to the member and the net heat flux that would occur if the member and its radiative environment were considered as black bodies

1.5.4.6

section factor

for an aluminium member, the ratio between the exposed surface area and the volume of aluminium; for an enclosed member, the ratio between the internal surface area of the exposed encasement and the volume of aluminium

1.5.4.7

box value of section factor

ratio between the exposed surface area of a notional bounding box for the section to the volume of aluminium

1.5.5 Terms relating to mechanical behaviour analysis

1.5.5.1

critical temperature of a structural aluminium member

for a given load level, the temperature at which failure is expected to occur in a structural aluminium member for a uniform temperature distribution

1.5.5.2

effective 0,2 % proof strength

for a given temperature, the stress level at which the stress-strain relationship of aluminium gives a 0,2 % permanent strain

1.5.5.3

external member

structural member located outside the building that can be exposed to fire through openings in the building enclosure

1.6 Symbols

(1) For the purpose of EN 1999-1-2, the following symbols apply in addition to those given in EN 1999-1-1:

Latin upper case letters

A_m the exposed surface area of a member per unit length

A_p the area of the inner surface of the fire protection material per unit length of the member

E_al the modulus of elasticity of aluminium for normal temperature design

E_al,θ the modulus of elasticity for aluminium at elevated temperature, θ_al

V the volume of a member per unit length

Latin lower case letters

c_al the specific heat of aluminium

c_p the specific heat of the fire protection material

d_p the thickness of fire protection material

f_o,θ the effective 0,2 % proof strength at elevated temperature, θ_al

ḣ_net,d the design value of the net heat flux per unit area

I_z is the radiative heat flux from the flame to beam face

k_θ the reduction factor of a strength property of aluminium at elevated temperature, θ_al

k_o,θ the strength reduction factor for the 0,2 proof strength at elevated temperature

k_o,θmax the strength reduction factor for the 0,2 proof strength at the maximum aluminium temperature

l the length at 20 ºC

t the time in fire exposure

Greek upper case letters

Δt the time interval

Greek lower case letters

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

η_fi the reduction factor for design load level in the fire situation

θ the temperature in °C

θ_al the aluminium temperature

ε_m the surface emissivity of the component

κ the adaptation factor

λ_al the thermal conductivity of aluminium

λ_p the thermal conductivity of the fire protection material

μ₀ the degree of utilisation at time t = 0

ρ_al the density of aluminium

ρ_p the density of the fire protection material