Table 3.1: Reduction factors for stress-strain relationship of carbon steel at elevated temperatures
Температура сталі Steel Temperature 9 a |
Коефіці^ти зниження за температури 9a відшсш з^аче^^я fy або Ea для 20 °C Reduction factors at temperature 9a relative to the value of fy or Ea at 20 °C |
||
Коефіці^т зниження (відшсш fy) для розраху^ової гравці текучості Reduction factor (relative to fy) for effective yield strength ky,9 = fy, 9 / fy |
Коефіці^т зниження (від^сто fy) для границі пропорційшсті Reduction factor (relative to fy) for proportional limit kp,9 = fp, 9 / fy |
Коефіці^т зниження (від^сто Ea) для ^ахилу лішйної пружшї ділячи Reduction factor (relative to Ea) for the slope of the linear elastic range kE, 9= Ea, 9 / Ea |
|
20 °C |
1,000 |
1,000 |
1,000 |
100 °C |
1,000 |
1,000 |
1,000 |
200 °C |
1,000 |
0,807 |
0,900 |
300 °C |
1,000 |
0,613 |
0,800 |
400 °C |
1,000 |
0,420 |
0,700 |
500 °C |
0,780 |
0,360 |
0,600 |
600 °C |
0,470 |
0,180 |
0,310 |
700 °C |
0,230 |
0,075 |
0,130 |
800 °C |
0,110 |
0,050 |
0,090 |
900 °C |
0,060 |
0,0375 |
0,0675 |
1000 °C |
0,040 |
0,0250 |
0,0450 |
1100 °C |
0,020 |
0,0125 |
0,0225 |
1200 °C |
0,000 |
0,0000 |
0,0000 |
їримітка. Для проміжних значень температури сталі може бути застосована лінійна інтерполяція. Note: For intermediate values of the steel temperature, linear interpolation may be used
.
Рису^к 3.2 - Коефіці^ти зниження Дёя вугёецевоТ стаёі за їідвищешї темїератури
Figure 3.2 - Reduction factors for the stress-strain relationship of carbon steel at elevated
temperatures
(4) Як аёьтер^атива дёя темїератур №че 400 °C діаграма '^аїружешя-деформації', що виз^аче^а в (1), може бути їодовже^а завдяки можёйвості деформаційшго зміцнення згідно з додатком А за умови, що місцева втрата стійкості ко^трукції ^е сїричимть їередчас- шго руй^ува^^я.
3.2.2 Густ^а
(1) Густи^у стаёі рa а вважають ^езаёеж^ою від темїератури стаёі. їрий^ятотакез^аче^^я: рa = 7850 кг/м3.
3.3 Мехажчж вёастйвості ^еpжaвіючих стаёей
(1) Мехажчж вёастивост ^ержавіючої стаёі їриймають з додатга С.
(4) Alternatively, for temperatures below 400 °C, the stress-strain relationship specified in (1) may be extended by the strain-hardening option given in annex A, provided local or member buckling does not lead to premature collapse.
3.2.2 Unit mass
The unit mass of steel рa may be considered to be independent of the steel temperature. The following value may be taken:
рa = 7850 kg/m3.
Mechanical properties of stainless steels
The mechanical properties of stainless steel may be taken from annex C
.
Teїёoфiзич^i вёастйвості
Вугёецеві стаёі
Teїёoвe вuдoвжe^^я
Відшиє тeїёoвe вйдовжешя стаёі Al/l виз^aчaють так:
- для 20 °C < 0 a < 750 °C:
A l/l = 1,2 x 10-5 0 a + 0,4 x
3.4 Thermal properties
Carbon steels
Thermal elongation
The relative thermal elongation of steel Al /1 should be determined from the following:
- for 20 °C < 0 a <750 °C:
10-802-2,416 x 10-4; (3.1a)
для 750 °C < 0 a < 860 °C: - for 750 °C < 0 a < 860 °C:
A l/l =1,1 x 10-2; (3.1b)
для 860 °C <0a < 1200 °C: - for 860 °C <0a < 1200 °C:
A l/l =2 x 10-5 0 a-6,2 x 10-3, (3.1c
)дє:
l - довжи^а за темїератури 20 °C;
Al - теїёове видовжешя;
0a - темїература стаёі, °C.
їримітка. Зміну відносного теплового видовження залежно від температури зображено на рисунку 3.3.
where:
l is the length at 20 °C;
Al is the temperature induced elongation;
0a is the steel temperature [°C].
Note: The variation of the relative thermal elongation with temperature is illustrated in figure 3.3
.
Рису^к 3.3 - Відш^е теплове видовжешя вуглецевої сталі залежш від температури
Figure 3.3 - Relative thermal elongation of carbon steel as a function of the temperatur
e3
3.4.1.2 Specific heat
.4.1.2 їитома meїёo°м^icmь(
(1) The specific heat of steel ca should be determined from the following:
- for 20 °C <0a < 600 °C:
1) їитому тeїёo°м^icть стаёі са виз^aчaють так:
ca = 425 + 7,73 X |
10-1 0a - 1,69 X 10-3 02 + 2,22 X 10-6 03 Дж/кг• К (J/kg K); |
(3.2a) |
- дёя 600 °C < 0 a < 735 °C: |
- for 600 °C < 0a < 735 °C: |
|
|
ca = 666 + 13002 Дж/кг • К (J/kg K); |
(3.2b) |
|
a 738 -0 a |
|
- дёя 735 °C < 0 a < 900 °C: |
- for 735 °C < 0a < 900 °C: |
|
|
ca = 545 + 17820 Дж/кг • К (J/kg K); |
(3.2c) |
|
a 0a - 731 |
|
- дёя 900 °C < 0 a < 1200 °C: |
- for 900 °C <0a < 1200 °C: |
|
|
ca = 650 Дж/кг • К (J/kg K), |
(3.2d) |
де: |
where: |
|
0a - темїература стаёі, °C. |
0a is the steel temperature, [°C]. |
|
- дёя 20 °C < 0 a < 600 °C:
їримітка. Зміну питомої тепло°мності залежно від температури зображено на рисунку 3.4.
Note: The variation of the specific heat with temperature is illustrated in figure 3.4.
Питома теплоємність. Дж/кг-К
Specific heat [J / kg К]
Temperature ГС]
Температура, °С
Рису^к 3.4 - їитома теїёо°м^ість вутецевої стаёі заёежш від темїератури
Figure 3.4 - Specific heat of carbon steel as a function of the temperature
3.4.1.3 Teїёoїpoвiд^icmь 3.4.1.3 Thermal conductivity
(1) Теплопровід^ість сталі Xa виз^ачають так: (1) The thermal conductivity of steel Xa should be
determined from the following:
для 20 °C <Єa< 800 °C: - for 20 °C <0a< 800 °C:
Xa =54-3,33 x 10-2 0a Вт/м • K (W/m K); (3.3a)
для 800 °C <Єa< 1200 °C: - for 800 °C <0a< 1200 °C:
Xa = 27,3 Вт/м • K (W/m K), (3.3b)
де:
0a - темїература стаёі, [°C].
їримітка. Зміну теплопровідності залежно від температури зображено на рисунку 3.5.
where:
0a is the steel temperature, [°C].
Note: The variation of the thermal conductivity with temperature is illustrated in figure 3.5
.
Теплопровідність, Вт/М'К
Thermal conductivity [ W / mK ]
Температура, °С
Рису^к 3.5 - Теплопровіджсть вуглецевої сталі залежш від температури
Figure 3.5 - Thermal conductivity of carbon steel as a function of the temperatur
e
^epжaвiючa стаёь
Теплофізичж властивості ^ержавіючої сталі приймають з додатка С.
Boг^eзаxuc^i матеріаёй
Властивості та поведнка вошезахисмх матеріалів, що використав для проектувашя, мають бути оцінені з використашям методик випробував, що ^аведе^і в ENV 13381-1, ENV 13381-2 або ENV 13381-4 відповідно.
їримітка. Ці стандарти включають вимогу, що вогнезахисні матеріали мають зали0атися зчепленими та зв’язаними з їх основою протягом відповідного вогневого впливу.
Stainless steels
The thermal properties of stainless steels may be taken from annex C.
Fire protection materials
The properties and performance of fire protection materials used in design should have been assessed using the test procedures given in ENV 13381-1, ENV 13381-2 or ENV 13381-4 as appropriate.
Note: These standards include a requirement that the fire protection materials should remain coherent and cohesive to their supports throughout the relevant fire exposure.
4 РОЗРАХУ^К ^А ВО^ЕСТІЙКІСТЬ
Загаёьж вимоги
Цей роздіё всташвлю° їpaвиёa дёя ста- ёевйх ко^трукцій, які можуть бути:
^езахище^ими;
ізольовамми вошезахйсмм матеріаёом;
захищемми теїёовими екра^ами.
їримітка. їрикладами ін0их методів захисту ° наповнення водою або частковий захист стін та перекриттів.
Дёя виз^аче^^я вошестійкості застосовують такі методи їроектувашя:
сїрощен розрахумові модеёі;
уточ^е^і розрахумові модеёі;
виїробувашя.
їримітка. Рі0ення про використання уточнених розрахункових моделей в країні можна знайти у національному додатку.
Прості розраху^ові моделі - це сїрощеж методи їроектувашя для окремих ко^трук- цій, що фугуються ^а традиціймх їриїу- щешях.
Уточ^е^і розраху^ові моделі - це методи їроектувашя, в яких і^же^ер^і їри^иїи за- стосоваы реалістичш до особливих їриклад- та задач.
Сїрощеж розраху^ові модеёі
Загаёьш вимоги
Несуча здатжсть сталевої ко^трукції ма° зберігатися через їроміжок часу t для дашї їожежі:
Efi,d
де:
Efid - розрахумовий ^ава^тажуваль^ий ефект їід час їожежі, що виз^аче^ий відїовідш до EN 1991-1-2;
Rfidt - відїовідмй розрахумовий оїір сталевої ко^трукції їід час їожежі у моме^ часу t.
Розрахумовий оїір Rfidt у моме^ часу t виз^ачають за умови рівшміршго розїоділу темїератури в їоїеречшму їерерізі, змню- ючи розраху^овий оїір для їроектувашя за шрмальшї темїератури згідно з EN 1993-1-1; щоб врахувати мехажчж властивості сталі за їідвищемх темїератур (див. 4.2.3).
4 STRUCTURAL FIRE DESIGN
General
This section gives rules for steelwork that can be either:
unprotected;
insulated by fire protection material;
protected by heat screens.
Note: Examples of other protection methods are water filling or partial protection in walls and floors.
To determine the fire resistance the following design methods are permitted:
simplified calculation models;
advanced calculation models;
testing.
Note: The decision on use of advanced calculation models in a Country may be found in its National Annex.
Simple calculation models are simplified design methods for individual members, which are based on conservative assumptions.
Advanced calculation models are design methods in which engineering principles are applied in a realistic manner to specific applications.
Simple calculation models
General
The load-bearing function of a steel member should be assumed to be maintained after a time t in a given fire if:
* Rfi,d, t, (4.1)
where:
Efi,d is the design effect of actions for the fire design situation, according to EN 1991-1-2;
Rfi,d,t is the corresponding design resistance of the steel member, for the fire design situation, at time t.
The design resistance Rfi,d,t at time t should be determined, usually in the hypothesis of a uniform temperature in the cross-section, by modifying the design resistance for normal temperature design to EN 1993-1-1, to take account of the mechanical properties of steel at elevated temperatures, see 4.2.3
.
їримітка. У 4.2.3 Rfi,d,t замЫюють ^а Mfi,t,Rd , Nfi,t,Rd та Ы. (окремо або разом), а відповідні з^аче^^я Mfj,Ed , Nfi,Ed та ін. замнюють Efi,d .
Якщо використовують нерівномірний роз- подіё температури, розрахунковий опір за нормаёьноТ температури згідно з EN 1993-1-1 змінюють на основі цього розподіёу температури.
Як аёьтернатива (1) використанню рівномірного розподіёу температури перевірку можна виконувати в інтерваёі температури (див. 4.2.3).
Руйнування робочого перерізу в прорізах дёя з’єднань не розгёяда°ться за умови, що з’єднання ° в кожному прорізі, осюёьки температура стаёі з’еднань нижча через наявність додаткового матеріаёу.
Вогнестійкість боётового або зварного з’еднань вважають достатньою, якщо виконані такі умови:
Тепёовий опір (df / Xf)c вогнезахисту з’еднання ма° дорівнювати або перевищувати мінімаёьне значення тепёового опору (df / Xf)m вогнезахисту, що застосований до будь-якої зі з’еднаних конструкцій;
тут df - товщина вогнезахисного матеріаёу (df = 0 дёя незахищених конструкцій);
Xf - розрахункова тепёопровідність вогнезахисного матеріаёу.
Використання з’еднання ма° дорівнювати або бути мен0им за мінімаёьне значення використання будь-якого зі з’еднаних конструкцій.
Міцність з’еднання за температури навко- ёи0нього середовища ма° відповідати рекомендаціям, що наведені в EN 1993-1.8.
Як аёьтернатива методу, що наведений у 4.2.1 (6), вогнестійкість з’еднання можна визначати за методом згідно з додатком D.