Несучу здатність забезпечують протягом всієї пожежі, включаючи фазу затухання, або протягом визначеного проміжку часу.
Впливи
Теплові і механічні впливи приймають відповідно до вимог ДБН В.1.1-7 (додаток В), ДБН В.1.2-7, ДБН В.1.2-2.
Розрахунок на вогнестійкість базується на проектних сценаріях пожежі (див. ДБН В.1.2-7-2008) і враховує моделі зростання температури в межах конструкції та моделі механічної роботи конструкції за підвищеної температури.
Якщо це допустимо, для визначених матеріалів та методів оцінки:
теплові моделі можуть базуватись на припущенні, що в межах поперечного перерізу та вздовж окремих конструкцій температура або однорідна, або неоднорідна;
конструктивні моделі можуть бути обмежені розрахунком окремих конструкцій або можуть враховувати взаємодію між окремими конструкціями у разі виникнення пожежі.
Моделі механічної роботи балок за підвищених температур мають бути нелінійними.
Значення ступеня чорноти бетонної поверхні рекомендовано приймати 0,7.
Розрахункові значення властивостей матеріалів
Розрахункові значення механічних властивостей матеріалів (міцність та деформатив- ність) Xd fi визначають за формулою:
^d,n =Хк/ум,п ’ (5-1)
де Хк - характеристичне значення міцності або деформативності (зазвичай fkабо Ек) для розрахунку за нормальних температур згідно з ДБН В.2.6-98, ДСТУ Б В.2.6-156 та ДСТУ 3760;
к0 - коефіцієнт зниження міцності або деформативності (Хк 0/Хк) залежно від температури матеріалу (6.2);
Умfi ~ коефіцієнт надійності для відповідних властивостей матеріалу під час пожежі.
Розрахункові значення теплофізичних властивостей матеріалу Xdfj визначають так:
якщо збільшення значень властивостей сприятливе для безпеки:
Xd.fi = ; (5-2а)
зменшення значень властивостей несприятливе для безпеки:
Xd.fi = Ум,fi ^л.О’ (5.2 6)
де Хкq - значення залежних від температури властивостей матеріалу для розрахунку на вогнестійкість (розділ 6);
м,п - коефіцієнт надійності для відповідних властивостей матеріалу під час пожежі.
Примітка 1. Рекомендовані значення ум Гі:
-для теплофізичних властивостей бетону, ненапруженої та попередньо напруженої арматури ум к = 1,0;
-для механічних властивостей бетону, ненапруженої та попередньо напруженої арматури умЛ = 1,0. Примітка 2. Якщо рекомендовані значення змінюються, відповідні табличні дані потребують зміни.
Методи перевірки
Загальні положення
Модель конструктивної системи, що прийнята для розрахунку за цим стандартом, відображає очікувану роботу конструкцій під час пожежі.
Вплив пожежі тривалістю t перевіряють за такою умовою:
Ed.fi ~^d,t,fi< (5-3)
де Edfj- розрахунковий навантажувальний ефект під час пожежі, що визначається згідно з положеннями ДБН В.1.1-7 (додаток В), ДБН В.1.2-2 і враховує ефект теплового розширення та деформації;
Rd.tj - розрахункова несуча здатність конструкції під час пожежі.
Розрахунок конструкцій під час пожежі базується на розрахункових сценаріях пожежі і розглядає моделі зростання температури в межах конструкції, так само як і моделі механічної роботи конструкції за підвищених температур.
Примітка. Для перевірки відповідності вимогам нормованої вогнестійкості достатньо провести аналіз окремої конструкції.
Табличні дані, що наведені в додатку Д, базуються на стандартному температурному режимі.
Як альтернатива проектуванню згідно з розрахунком оцінка вогнестійкості може базуватися на результатах вогневих випробувань (ДСТУ Б В. 1.1-13) або на поєднанні результатів вогневих випробувань і розрахунків.
Аналіз конструкції
Навантаження на конструкцію приймають як для розрахунку за нормальних температур, якщо є ймовірність їх дії під час пожежі. Навантаження на конструкцію під час пожежі визначають з ДБН В.1.2-2, ДБН В. 1.2-14 і ДБН В.1.1-7.
Коефіцієнт зниження, що визначає рівень навантаження під час пожежі, визначають за формулою:
=Ed,fi/Ed, (5.4)
де Ed - розрахунковий навантажувальний ефект за нормальних температур;
Ed fj- розрахунковий навантажувальний ефект під час пожежі.
Враховують лише вплив теплових деформацій, що виникають в результаті температурних градієнтів поперечного перерізу.
Граничні умови на опорах і кінцях конструкції в момент часу t = 0 вважають незмінними протягом пожежі.
Табличні дані, спрощені або уточнені методи розрахунку, що наведені у розділі 8, 7.2 та 7.3 цього стандарту відповідно, застосовують для перевірки окремих конструкцій (колон) під час пожежі.
Аналіз частини конструктивної системи
Застосовують вимогу 5.4.2.1.
Як альтернатива загальному розрахунку конструкцій під час пожежі в момент часу t = 0 опорні реакції, внутрішні зусилля і моменти на межі частини конструктивної системи можна отримати з розрахунку конструкцій за нормальних температур, як наведено в 5.4.2.
Частину конструктивної системи, що розраховується, визначають на основі ймовірного розповсюдження тепла і температурних деформацій так, щоб її взаємодія з іншими частинами конструктивної системи протягом вогневого впливу була представлена незалежними від часу опорними та граничними умовами.
В межах розрахованої частини конструктивної системи враховують характерний вид руйнування внаслідок пожежі, залежні від температури властивості матеріалу та жорсткості конструкцій, вплив температурних розширень і деформацій (непрямий вплив пожежі).
Граничні умови на опорах, зусилля і моменти на межі частини конструктивної системи у момент часу t = 0 вважають незмінними протягом пожежі.
Загальний розрахунок конструктивної системи
Загальний розрахунок конструктивної системи враховує характерний вид руйнування внаслідок пожежі, залежні від температури властивості матеріалу та жорсткості конструкцій, вплив температурних розширень і деформацій (непрямий вплив пожежі).
ВЛАСТИВОСТІ МАТЕРІАЛІВ
Загальні положення
Значення властивостей матеріалів, що наведені в цьому розділі, приймають як характеристичні (див. 5.3.1).
Ці значення використовують у спрощеному (див. 7.2) й уточненому методах розрахунку (див. 7.3).
Можна застосовувати альтернативні закони зміни властивостей матеріалу, якщо вони не суперечать експериментальним даним.
Механічні властивості бетону, ненапруженої і попередньо напруженої арматури за нормальної температури (20 °С) приймають згідно з ДБН В.2.6-98, ДСТУ Б В.2.6-156, ДСТУ 3760, ГОСТ 10884, ГОСТ 13840 і ГОСТ 7348.
Значення властивостей матеріалів, що наведені у цьому розділі, рекомендовано використовувати за достатнього обґрунтування або після їх експериментального підтвердження. Звіт за результатами обґрунтування властивостей матеріалів або протоколи випробувань передають до профільних базових організацій з науково-технічної діяльності у сферах будівництва, промисловості будівельних матеріалів, архітектури і містобудування для можливості формування національного банку даних. Перевірка властивостей матеріалів можлива також на стадії виготовлення продукції.
Міцність і деформативність матеріалів за підвищених температур
Загальні положення
Числові значення характеристик міцності та деформативності, що наведені в цьому розділі, базуються як на стаціонарному, так і на нестаціонарному режимах випробувань матеріалів або на поєднанні обох режимів. Оскільки ефект повзучості не враховують, моделі матеріалів застосовують для швидкості нагрівання від 2 К/хв до 50 К/хв. Надійність прийнятих значень міцності й деформативності матеріалів для швидкостей нагрівання поза визначеними межами має бути однозначно доведена.
Бетон
Міцність бетону на стиск
Міцність та деформативність для одновісно стиснутого бетону за підвищених температур визначають за діаграмою "напруження-деформація", яка представлена на рисунку 6.1.
Діаграма "напруження-деформація", що представлена на рисунку 6.1, визначається двома параметрами:
міцність на стиск fc 0;
деформація єс1 9, що відповідає fc 0.
О
єс1,0 єси1,0
|
Діапазон |
Напруження о (0) |
|
£ - £с 1,9 |
Зє^с,9 |
|
Г ґ fl £сі,е 2 + І |
|
|
єс1,Є < £ - £си1,0 |
Для обчислення приймається низхідна ділянка графіка. Використовують лінійні або нелінійні моделі |
Рисунок 6.1 - Математична модель діаграми "напруження-деформація" стиснутого бетону
за підвищених температур
Значення цих параметрів наведені в таблиці Б.1 (додаток Б) залежно від температури бетону. Для проміжних значень застосовують лінійну інтерполяцію.
Значення параметрів діаграми "напруження-деформація" для звичайного бетону на силікатному (граніти, сієніти, діорити) та карбонатному (вапняки, що містять не менше ніж 80 % від маси бетону карбонатної складової) заповнювачах залежно від температури нагрівання наведені в таблиці Б.1.
Значення еси1 е на низхідній гілці діаграми наведено в таблиці Б.1 (додаток Б) для бетону на силікатному заповнювачі (колонка 4) і бетону на карбонатному заповнювачі (колонка 7).
Для теплових впливів згідно з 5.2 ДБН В.1.2-7 (моделювання реальної пожежі), особливо якщо враховано низхідну ділянку цього режиму, математична модель діаграми "напруження-деформація" бетону, що визначена на рисунку 6.1, має бути змінена.
Збільшення міцності бетону на стадії охолодження не враховують.
Є.2.2.2 Міцність бетону на розтяг
.1 Міцність бетону на розтяг зазвичай не враховують. За необхідності, міцність бетону на розтяг враховують для спрощеного або уточненого методів розрахунку.
Є.2.2.2.2 Зниження характеристичного значення міцності бетону на розтяг враховують коефіцієнтом ксf (0), що наведений у формулі:
W0)=W0W (б-1)
Є.2.2.2.3 За відсутності точних даних використовують такі значення ксf (0) (рисунок 6.2):
ксt (0) = 1,0 для 20 °С < 0 < 100 °С;
*c,t (9) = 1.0 - 1,0(0 - 100)/500 для 100 °С < 0 600 °С.
Рисунок 6.2 - Графік залежності коефіцієнта kc t (0)) зниження міцності бетону на розтяг fck t від підвищених температур
Арматура
Міцність і деформативність арматури за підвищених температур визначають за діаграмою "напруження-деформація" (рисунок 6.3) та згідно з таблицею Б.2.
Діаграма "напруження-деформація", що представлена на рисунку 6.3, визначається такими параметрами:
нахил лінійної пружної зони Esе;
межа пропорційності fsp0;
максимальний рівень напружень fsyе.
Значення параметрів, що визначені в 6.2.3.2 для гарячекатаної і холоднодеформованої арматури за підвищених температур, наведені в таблиці Б.2. Для проміжних значень температури застосовується лінійна інтерполяція.
Це співвідношення "напруження-деформація" можна застосовувати для стиснутої арматури.
Для теплових впливів згідно з 5.2 ДБН В.1.2-7 (моделювання реальної пожежі), особливо якщо враховують низхідну температурну ділянку графіка, можна застосовувати значення, що наведені в таблиці Б.2 для діаграми "напруження-деформація" арматури, як досить точні.
|
Діапазон |
Напруження о (0) |
Модуль пружності |
|
єзр,9 |
еЕз,9 |
^s,9 |
|
Esp,9 < E - Esy,9 |
fsP,e -с + (Ь/а)[а2 -(esy0 -є)2]0’5 |
6(Ёзу,9 ~E) Го о ”10* $ a [a2 -(e-Esy 0)2J |
|
esy,9 - E - Esf,9 |
4у,9 |
0 |
|
ESf,9 - E - esu,9 |
4у,9 Р-(є-Est,9)/(Esu,9 ~ єз/,9 )] |
- |
|
E =esu,9 |
0,00 |
- |
|
Параметр*) |
Esp,9 ~^sp,Q /^S,6 Esy,9 0,02 Esf e 0,15 ESUie 0,20 Клас А армування: Este = 0,05 esue = 0,10 |
|
|
Функції |
„2 / _ / . _ (^sy,9 -4p,o) a (Esy,9 Esp,9)(Esy,9 Esp,9 +C/Es,e) • c, cc n/f f esy,9 Esp,9/Cs,9 zvsy,9 'sp,9/ b2 = C(eSy 9 ~Espq)Esq +c2 |
|
|
*) Значення параметрів £pf 0 та Ерие для попередньо напруженої арматури приймають з таблиці Б.З. Клас А армування наведено в ДБН В.2.6-98. |
||
