Єврокод 3. Проектування сталевих конструкцій. Частина 1-2. Загальні положення. Розрахунок конструкцій на вогнестійкість

2) баёка їараёеёь^о стіні

Beam parallel to wall

1) баёка їерїе^и^ярто до стни

Beam perpendicular to wall

вер0и^а тоёум’я мжче верху баёки Top of flame below top of beam

баёка їриёегёа до стни

Beam immediately adjacent to wall

2) баёка їриёегёа до стни

b - умова "0туч№ї (їримусової) тяги їовітря" 'Forced draught' condition

1) баёка ^е їриёегёа до стни

Рису^к B.7 - Баёка, охоїёе^а тоёум’ям

Figure B.7 - Beam engulfed in flame

B.5.1.2 Умова "чевиму0ежї (їриродюї) тяги їовітря"

Дёя умови '^евиму0ешї (їриродшї) тяги їовітря" розріз^яють виїадки, коёи вер0и^а тоёум’я вище рів^я верху баёки та коёи вер- 0и^а тоёум’я мжче цього рів^я.

Якщо вер0и^а тоёум’я вище рів^я верху баёки, застосовують такі формуёи:

B.5.1.2 'No forced draught' condition

For the °no forced draught° condition, a dis­tinction should be made between those cases where the top of the flame is above the level of the top of the beam and those where it is below this level.

If the top of the flame is above the level of the top of the beam the following equations should be applied:

I (B.22a)

z ,1 ^_ C1 ^e z ,1 ^- To ,

Iz,2 = C2 ez,2 - Tz⁴₂, (B.22b)

Iz ,3 = C 3 e z ,3 - (Tz⁴1 + Tz⁴₂)/2, (B.22c)

Iz ,4 = C 4 e z ,4 - (T⁴1 + Tz⁴₂)/2, (B.22d)

де

I_zi - коефіці^т виїромнювашя тоёум’я і-ї грані коёом (див. B.5.2);

T_o -темїература в їрорізі, К, згідно з додатком B EN 1991-1-2;

T_z1 - темїература тоёум’я, К, згідно з додат­ком B EN 1991-1-2, ріве^ мзу баёки;

T_z2 - темїература тоёум’я, К, згідно з до­датком B EN 1991-1-2, ріве^ верху баёки.

Дёя баёки, що розта0ова^а їараёеёь^о зовы0ый стіні їротиїожежшго відсіку, С₄ дорівт° ^уёю, якщо баёка безїосеред^о їриёегёа до стни (рисушк В.7).

Якщо вер0и^а тоёум’я мжче рів^я верху баёки, застосовують такі формуёи:

where:

I_z,i is the emissivity of the flame with respect to face i of the beam, see B.5.2;

T_o is the temperature at the opening [K] from annex B of EN 1991-1-2;

T_z,1 is the flame temperature [K] from annex B of EN 1991-1-2, level with the bottom of the beam;

T_z,2 is the flame temperature [K] from annex B of EN 1991-1-2, level with the top of the beam.

In the case of a beam parallel to the external wall of the fire compartment C₄ may be taken as zero if the beam is immediately adjacent to the wall, see figure B.7.

If the top of the flame is below the level of the top of the beam the following equations should be applied:

I (B.23b)

z ,1 = C1 e z ,1- To⁴, (B.23a)

Iz ,2 = 0,

Iz,3 = (hz / d2)C3 ez,3 - (T_z⁴1 + Tx4) / 2 , (B.23c)

Iz,4 = (hz / d2)C4 ez,4 - (T_z⁴1 + Tx⁴)/2 , (B.23d)

де where:

T_x - темїература язика тоёум’я, 813 К; T_x is the flame temperature at the flame tip

[813 K];

h_z - висота язика тоёум’я вище мзу баёки. h_z is the height of the top of the flame above the

bottom of the beam.

B.5.1.3 Умова "0тучюї (їримусової) тяги їовітря"

Дёя умови "0тучшї (їримусової) тяги їо­вітря" серед баёок, що розта0оваы їара- ёеёЬШ ЗоВЫ0ЖЙ стіні їротиїожежшго відсіку, розріз^яють суміжж та ^е суміжж зі стною.

їримітка. Зображення наведено на рисунку В.7.

Дёя баёки, що розта0ова^а їараёеёь^о стіні, аёе ^е суміж^а з ^ею або баёки, що роз- та0ова^а їерїевди^ярто до стни, застосо­вують такі формуёи:

B.5.1.3 'Forced draught' condition

For the 'forced draught' condition, in the case of beams parallel to the external wall of the fire compartment a distinction should be made be­tween those immediately adjacent to the wall and those not immediately adjacent to it.

Note: Illustrations are given in figure B.7.

For a beam parallel to the wall, but not imme­diately adjacent to it, or for a beam perpendicular to the wall the following equations should be ap­plied:

Iz ,1 = C1Є z ,1c To, (B.24a)

Iz ,2 = C 2 e z ,2 c Tz⁴₂, (B.24b)

Iz ,3 = C 3 e z ,3 c (Tz⁴1 + T_z⁴₂)/2, (B.24c)

Iz ,4 = C 4 e z ,4 c (Tz⁴1 + T_z⁴₂)/2, (B.24d)

Iz ,1 ^{_ C}1 ^e z ,1^c To ,

Iz,2 = ^ф z,2 ^C2 ^ez,2 ^{c T}_z⁴₂ ,

Iz ,3 =Ф z ,3 C 3 e z ,3 c (Tz⁴1 + Tz^)/2,

a_z = 1 - e -°’3h.

Дёя баёки, що розта0ова^а їараёеёь^о стіні та суміж^а з ^ею, ёи0е ^иж^я тоёиця розгёяда°ться як охоїёе^а тоёум’ям, а од^a зі сторн та верх баёки заз^ають радіаційшго теїёообмі^у з верх^ою їоверх^ею тоёум’я (рисушк В.7(Ь)(2). Таким чіжом:

Iz ,4 = 0,

де ф_z,i - коефіці^т форми і-ї грані баёки дёя верх^ої їоверхж тоёум’я згідно з додатком G EN 1991-1-2.

Коефіціыт виїромшювашя мёум’я

Коефіці^т виїромітвашя тоёум’я e_z,i дёя кожшї з гра^ей 1,2, 3 та 4 баёки виз^ачають з виразу e згідно з додатком В EN 1991-1-2, використовуючи 0ири^у тоёум’я X , що дорів­нює розміру Xi, який відїовіда° і-й грані баёки ^а рисуму В.7.

Коефіціыт їогёи^а^^я мёум’я

Коефіці^т їогёи^а^^я тоёум’я a_z виз^а- чають з виразу:

(3) If the beam is parallel to the wall and immedi­ately adjacent to it, only the bottom face should be taken as engulfed in flame but one side and the top should be taken as exposed to radiative heat transfer from the upper surface of the flame, see figure B.7(b)(2). Thus:

(B.25a)

(B.25b)

(B.25c)

(B.25d)

where ф_z,i is the configuration factor relative to the upper surface of the flame, for face i of the beam, from annex G of EN 1991-1-2.

Flame emissivity

The emissivity of the flame e_z,i for each of the faces 1, 2, 3 and 4 of the beam should be deter­mined from the expression for e given in annex B of EN 1991-1-2, using a flame thickness X equal to the dimension Xi- indicated in figure B.7 corre­sponding to face i of the beam.

Flame absorptivity

The absorptivity of the flame a_z should be de­termined from:

(B.26)

ANNEX C [informative]

STAINLESS STEEL

ДОДАТОК С (довідковий)

^EPЖABIЮЧA СТАЁЬ

С.1 Загаёьж вимоги

В цьому додатку ^аведе^о теплофізич^і та мехаычы вёастйвості ^ержавіючих стаёей 1.4301, 1.4401, 1.4571, 1.4003 та 1.4462.

їримітка. Для ін0их нержавіючих сталей згідно з EN 1993-1-4 можна прийняти механічні властивості, що наведені в 3.2. Теплофізичні властивості можна прийняти згідно з цим додатком.

3^аче^^я механчмх вёастивостей, що ^аведе^і в цьому додатку, їриймають як ха- рактеристичИ.

Механічні вёастмвості стаёі за темїератури 20 °С їриймають такі, що ^аведе^і в EN 1993-1-4 дёя розрахуй за шрмальшї темїератури.

С.2 Мехажчж вёастйвості стаёі

С.2.1 Міцшсть та деформацій^ вёастйвості

Дёя 0видкостей ^агріва^^я від 2 K/хв до 50 K/хв міцжсть та деформацій^ властивості ^ержавіючої стаёі за підвищемх темїератур виз^ачають з діаграми 'Тапружешя-деформа- ції", що ^аведе^а ^а рисуму С.1.

їримітка. Для правил цього стандарту прийнято, що режими нагрівання знижуються у визначених межах.

Цю діаграму використовують для виз^а- чення опору ^а розтяг, стиск, дії моме^у та поперечшї сили.

Таблиця С.1 вказу° коефіці^ти зниження відшсш відповідаю з^аче^^я для 20 °С для діаграми 'Тапружешя-деформації" декількох ^ержавіючих сталей за підвищені темпера­тури так:

- ^ахил лішйної пружшї гілки відшсш ^а- хилу за температури 20 °С:

C.1 General

The thermal and mechanical properties of following stainless are given in this annex: 1.4301, 1.4401, 1.4571, 1.4003 and 1.4462.

Note: For other stainless steels according to EN 1993-1-4 the mechanical properties given in 3.2 may be used. The thermal properties may be taken from this annex.

The values of material properties given in this annex should be treated as characteristic.

The mechanical properties of steel at 20 °C should be taken as those given in EN 1993-1-4 for normal temperature design.

C.2 Mechanical properties of steel

C.2.1 Strength and deformation properties

For heating rates between 2 and 50 K/min, the strength and deformation properties of stainless steel at elevated temperatures should be ob­tained from the stress-strain relationship given in figure C.1.

Note: For the rules of this standard it is assumed that the heating rates fall within the specified limits.

This relationship should be used to determine the resistances to tension, compression, moment or shear.

Table C.1 gives reduction factors, relative to the appropriate value at 20 °C, for the stress­strain relationship of several stainless steels at elevated temperatures as follows:

slope of linear elastic range, relative to slope at 20 °C:

kE, 9 = Ea, 0 / Ea,

умов^а гравця текучості відшсш гравці - proof strength, relative to yield strength at

текучості за температури 20 °С: 20 °C:

k 0,2 p ,9 = f0,2 p, 9 / fy,

гравця міцшсті ^а розрив відшсш гравці - tensile strength, relative to tensile strength at

міцшсті ^а розрив за температури 20 °С: 20 °C:

ku, 9 = fu, 9 / fu.

Дёя використашя сїрощемх розрахумо- вих методів табёиця С.1 всташвёю° їоїра- вочмй коефіці^т k2% _е виз^аче^^я границі текучості:

For the use of simple calculation methods table C.1 gives the correction factor k2%,_e for the determination of the yield strength using:

(C.1)

fy,0 - f3,2p,0 ^{+ k}2%,0 (fu,0 ^_f3,2p,0).

(5) For the use of advanced calculation methods table C.2 gives additional values for the stress­strain relationship of several stainless steels at elevated temperatures as follows:

slope at proof strength, relative to slope at 20 °C:

ct, 0 / Ea,

ultimate strain:

Дёя використашя уточ^е^их розрахумо- вих методів табёиця С.2 всташвёю° додаткові з^аче^^я дёя діаграми '^аїружешя-деформа- ції" декіёькох ^ержавіючих стаёей за їідви- щешї темїератури так:

^ахиё умовшї границі текучості відшсш ^ахиёу за темїератури 20 °С:

kEct,0 - E

гра^ич^а деформація:

C.2.2 Густина

(1) Густи^у стаёі p_a вважають ^езаёеж^ою від темїератури стаёі. їрий^ято таке з^аче^^я:

pa = 7850 кг/м³.

C.2.2 Unit mass

(1) The unit mass of steel pa may be considered to be independent of the steel temperature. The following value may be taken:

pa = 7850 kg/m³.

Стадії деформувашя

Strain range

Наїружешя

Stress

о

їочатковий модуёь Tangent modulus Et

CO ІЛ CO о

■< ф

E-є

1 + a - є b

E(1 + a -єb - a -b -єb) (1 + a - єb )²

^Єc,0< ^є ^ ^Єu,Є

^f0,2p,0 - e ⁺ (d / c)д/c² - (єu,0 - є)²

d ⁺ (^є u, 0 ^-є) c-Jc^{2 -} (^єu,0 ^-є)²

їараметри

Parameters

єc,0= f0,2p,0 / Ea,0+ 0,002

Фумції

Functions

^Ea, 0 ^є c, 0 ^{- f}0,2p,0

т b^b

f0,2 p, 0^є c, 0

Ґ >

„2 , „ x „ , e

c ^(єu,0 ^єc,0 ) ^єu,0 ^єc,0 ⁺ Г­

1 ^Ect ,0 у

(^fu, 0^{- f}0,2 p ,0 )2

e

(^єu,0 ^-єc,0)^Ect,0 ^-2(fu,0 ^-f0,2p,0

b = ^{(1 -є} c, 0 ^Ect, 0 / ^f0,2p, 0) ^Ea, 0 ^є c, 0 (^Ea,0^єc,0 / ^f0,2p,0 ^- 1)^f0,2p,0

d ² = e (є u, 0 ^-є c, 0) ^Ect, 0 ⁺ e ²

)

fu _e - гравця міцності ^а розрив is tensile strength; f02p _e - умов^а гравця текучості дёя 0,2 % їёас- тичтої деформації (is the proof strength at 0.2 % plastic strain); Ea ₀ - ^аxиё ёіыйтоТ їружтої гіёкй (is the slope of the linear elastic range); Ect,_e - ^аxиё дёя умовтої гравці текучості (is the slope at proof strength); єc _e - їов^а деформація дёя умовтої гравці текучості (is the total strain at proof strength); єu ₀ - гра^ич^а деформація (is the ultimate strain).

Рису^к C.1 - Діаграма '^аїружешя-деформації' дёя ^ержавіючої стаёі за їідвищешї темїератури

Figure C.1 - Stress-strain relationship for stainless steel at elevated temperatures

Табёиця C.1 - Коефіці^ти дёя виз^аче^^я деформації та жорсткості за їідвищешї темїератури

Table C.1: Factors for determination of strain and stiffness of stainless steel at elevated temperatures

Темїература стаёі Steel Temperature

Є a

Коефіці^т зниження (відносно E_a) дёя ^аxиёу лінійної їружшї гіёкй Reduction factor (relative to E_a) for the slope of the linear elastic range kE, _e= Ea, _e / Ea

Коефіці^т зниження (відшсш fy) дёя умовшї границі текучості Reduction factor (relative to f_y) for proof strength ^k 0,2 p, 0 = f0,2 p ,0 / fy

Коефіці^т зниження (відшсш fu) дёя гравці міцності ^а розрив Reduction factor (relative to f_u) for ten­sile strength ku,0= fu,0 / fu

Коефіці^ти дёя виз^аче^^я гравці текучості Factor for determi­nation of the yield strength fy, 0 ^k 2%, 0

Марка (Grade) 1.4301

20

1,00

1,00

1,00

0,26

100

0,96

0,82

0,87

0,24

200

0,92

0,68

0,77

0,19

300

0,88

0,64

0,73

0,19

400

0,84

0,60

0,72

0,19

500

0,80

0,54

0,67

0,19

600

0,76

0,49

0,58

0,22

700

0,71

0,40

0,43

0,26

800

0,63

0,27

0,27

0,35

900

0,45

0,14

0,15

0,38

1000

0,20

0,06

0,07

0,40

1100

0,10

0,03

0,03

0,40

1200

0,00

0,00

0,00

0,40

Марка (Grade) 1.4401 / 1.4404

20

1,00

1,00

1,00

0,24

100

0,96

0,88

0,93

0,24

200

0,92

0,76

0,87

0,24

300

0,88

0,71

0,84

0,24

400