Главная страница
Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Національний стандарт України 9 страница
Примітка. K враховується для переходу від 500 0С до 460 0С глибини розташування ізотерми для класу 1 в таблиці 6.1N, а для глибини розташування ізотерми 400 0С для класу 2 в таблиці 6.1N. Значення k для користування для використання в країні може бути наведене в Національному додатку. Рекомендованим для K є значення 1, 1 для класу 1 та 1, 3 для класу 2. Для класу 3 рекомендуються більш точні методи.
(4) Момент в поперечному перерізі за умови сполучення згинання та поздовжнього навантаження за необхідності можна розраховувати використовуючи зональний метод, додаток В.2, враховуючи Ec, fi(θ)=k2c(θ)Ec.
(5) Залежності час-температура, що не відповідають цьому критерію спрощеного методу, потребують окремого всебічного аналізу, що враховує відповідну міцність бетону залежно від температури.
6.4.2.2 Балки та плити
(1) Здатність балок та плит чинити опір моменту під час пожежі може розраховуватись на основі робочого поперечного перерізу, як визначає додаток В.1, користуючись методами, які застосовуються для стандартного розрахунку.
(2) Необхідно враховувати додаткове зниження розрахункової здатності чинити опір моменту:
|
| Note: k allows for the conversion from the 500°C to the 460°C isotherm depth for Class 1 in Table 6.1N, and to the 400°C isotherm depth for Class 2 in Table 6.1N. The value of k for use in a Country may be found in its National Annex. The recommended value is 1, 1 for Class 1 and 1, 3 for Class 2. For Class 3 more accurate methods are recommended.
(4) The moment capacity for cross-sections subjected to combined bending and axial loading may be calculated using the zone method, Annex B.2, taking account Ec, fi(θ)=k2c(θ)Ec if relevant.
(5) Time-temperature regimes which do not comply with the criteria of the simplified method require a separate comprehensive analysis which accounts for the relative strength of the concrete as a function of the temperature.
6.4.2.2 Beams and slabs
(1) The moment capacity of beams and slabs in the fire situation may be calculated based on the effective cross-section, as defined in Annex B.1, using the methods applicable for normal design.
(2) An additional reduction of the calculated moment capacity is should be made:
| Md, fi=M500km (6.5)
де
Md, fi – розрахункова здатність чинити опір моменту під час пожежі
M500 – розрахункова здатність чинити опір моменту, що базується на розрахунковому поперечному перерізі за ізотермою 500 0С
km – коефіцієнт зниження
Примітка. Значенн km, що залежить він зниження міцності, наведені в таблиці 6.1Nя використання в країні може бути наведене в Національному додатку. Рекомендоване значення km наведено в таблиці 6.2N. Для класу 3 рекомендуються більш точні методи
Таблиця 6.2N – Коефіцієнт зниження здатності чинити опір моменту для балок та плит
|
| where
Md, fi is the design moment capacity in the fire situation
M500 is the calculated moment capacity based on the effective cross-section, defined by the 500°C isotherm
k m is a reduction factor
Note: The value of km, which depends on the reduction strength given in Table 6.1N, for use in a Country may be found in its National Annex. The recommended value is given in Table 6.2N. For Class 3 more accurate methods are recommended
Table 6.2N: Moment capacity reduction factors for beams and slabs
| Найменування
| km
| | Клас 1
| Клас 2
| | Балки
Beams
| 0, 98
| 0, 95
| | Плити під впливом вогню в стисненій зоні
Slabs exposed to fire in the compression zone
| 0, 98
| 0, 95
| | Плити під впливом вогню з розтягненої сторони h1≥ 120 мм
Slabs exposed to fire in the tension side, h 1 ≥ 120 mm
| 0, 98
| 0, 95
| | Плити під впливом вогню з розтягненої сторони h1=50 мм
Slabs exposed to fire in the tension side, h 1 = 50 mm
| 0, 95
| 0, 85
| | h1 товщина залізобетонної плити (рисунок 5.7).
where h 1 is the concrete slab thickness (see Figure 5.7)
| | | | | | | |
(3) Для товщини плити від 50 мм до 120 мм під впливом вогню з розтягненої сторони коефіцієнт зниження можна отримати за допомогою лінійної інтерполяції.
(4) Залежності час-температура, що не відповідають цьому критерію спрощеного методу, потребують окремого всебічного аналізу, що враховує відповідну міцність бетону залежно від температури.
6.4.3 Табличні дані
(1)Табличний метод наведений в розділі 5 також може застосовуватись для ВМБ, якщо розмір мінімального поперечного перерізу збільшується на:
- (k-1)a для стін та плит тільки з одностороннім вогневим впливом
- 2(k-1)a для всіх інших елементів конструкцій та відстань до осі арматури перемножуються на k.
Де
k – коефіцієнт наведений в 6.4.2.1(3)
а – відстань до осі арматури згідно з розділом 5.
Примітка. Для колон коефіцієнт використання під час пожежі μ fi або рівень навантаження колони за нормальних температурних умов n повинен визначатись до розрахунку збільшення розмірів поперечного перерізу за виразом 2(k-1)a.
|
| (3) For slab thickness in the range of 50 to 120 mm, with fire exposure on the tension side, the reduction factor may be obtained from linear interpolation.
(4) Time heat regimes which do not comply with the criteria of the simplified method should be supported by a separate comprehensive analysis which accounts for the relative strength of the concrete as function of the temperature.
6.4.3 Tabulated data
(1) The Tabulated method given in Section 5 may also be used for HSC if the minimum cross section dimension are increased by:
- (k –1) a for walls and slabs exposed on one side only
- 2(k –1) a for all other structural members and the axis distance is factored by k.
Where
k is the factor given in 6.4.2.1(3)
a is axis distance required in Section 5.
Note: For columns the degree of utilisation in the fire situation μ fi or load level of a column at normal temperature conditions n should be defined before calculating the increase of the cross-section dimensions by 2(k –1) a
| ДОДАТОК A(ДОВІДКОВИЙ)
ТЕМПЕРАТУРНІ КРИВІ
(1) В додатку наведені розрахункові температурні криві для плит (рисунок А.2), балок (рисунки А.3-А.10) та колон (рисунки А.11-А.20). Рисунок А.2 також застосовується для стін з одностороннім вогневим впливом.
(2) Рисунки основані на наступних значеннях:
- Теплоємність бетону з вологістю 1, 5 % наведена в 3.3.2. Температурні номограми визначені для вологості більше 1, 5 %
- Теплопровідність визначена за нижньою межею для бетону, наведена в 3.3.3
Примітка. Нижня межа теплопровідності виводиться з порівнянь температур отриманих під час вогневих випробувань різних типів залізобетонних конструкцій; нижня межа дає більш достовірні значення температури бетонних конструкцій ніж верхня, яка виведена за результатами випробувань залізобетонних конструкцій.
- Ступінь чорноти поверхні бетону 0, 7, як наведено в 2.2
- Коефіцієнт конвекції 25
(3) Рисунок А.1, показує як розташовані температурні криві в поперечному перерізі балок та колон враховуючи симетрію.
|
| ANNEX A (INFORMATIVE)
TEMPERATURE PROFILES
(1) This annex provides calculated temperature profiles for slabs (Figure A.2), beams (Figures A.3-A.10) and columns (Figures A.11-A.20). Figure A.2, for slabs, also applies to walls exposed on one side.
(2) The figures are based on the following values:
- Specific heat of concrete is as given in 3.3.2 with moisture content 1, 5%. The temperature graphs are conservative for moisture contents greater than 1, 5%
- The lower limit of thermal conductivity of concrete is as given in 3.3.3
Note: the lower limit of thermal conductivity has been derived from comparisons with temperatures measured in fire tests of different types of concrete structures. the lower limit gives more realistic temperatures for concrete structures than the upper limit, which has been derived from tests for steel/concrete composite structures.
- The emissivity related to the concrete surface 0, 7, is as given in 2.2
- Convection factor is 25
(3) Figure A.1 shows how the temperature profiles represent the temperature in the crosssection of beams and columns taking symmetry into account.
|
1 – площа з температурними кривими
2 – повний поперечний переріз
Рисунок А.1 – Площа поперечного перерізу, для якого наведені температурні криві
|
| 1 Area of temperature profile
2 Full cross section
Figure A.1: Area of cross-section for which the temperature profiles are presented
|
θ, 0С [0С]
х, мм (mm)
х – відстань від обігріваної поверхні.
Рисунок А.2 – Температурні криві плит (висота h =200 мм) для R60 – R240
|
| x is the distance from the exposed surface
Figure A.2: Temperature profiles for slabs (height h = 200) for R60 - R240
|
Рисунок А.3 – Температурні криві балки h х b =150 мм х 80 мм – R30, 0С
|
| Figure A.3: Temperature profiles (°C) for a beam, h x b = 150 x 80 - R30
|
а) R30 b) R60
Рисунок А.4 – Температурні криві балки h х b =300 мм х 160 мм, 0C
|
| Figure A.4: Temperature profiles (°C) for a beam, h x b = 300 x 160
|
a) R90
Рисунок А.5 – Температурні криві балки h х b =300 мм х 160 мм, 0C
|
| a) R90
Figure A.5: Temperature profiles (°C) for a beam, h x b = 300 x 160
|
Рисунок А.6 – Ізотерма 500 0C балки
h х b =300 мм х 160 мм, 0C
|
| Figure A.6: 500°C isotherms for a beam,
h x b = 300 x 160
|
a) R60 b) R90
Рисунок А.7 – Температурні криві балки
h х b =600 мм х 300 мм, 0C
|
| Figure A.7: Temperature profiles (°C) for a beam h x b = 600 x 300
|
Рисунок А.8 – Температурні криві балки h х b =600 мм х 300 мм – R 120, 0C
|
| Figure A.8 Temperature profiles (°C) for a beam h x b = 600 x 300 – R120
|
a) R90 b) R120.
Рисунок А.9 – Температурні криві балки
h х b =800 мм х 500 мм, 0C
|
| Figure A.9: Temperature profiles (°C) for a beam h x b = 800 x 500
|
a) R180 b) R240
Рисунок А.10 – Температурні криві балки
h х b =800 мм х 500 мм, 0C
|
| Figure A.10: Temperature profiles (°C) for a beam h x b = 800 x 500
|
Рисунок А.11 – Температурні криві колони
h х b =300 мм х 300 мм – R30, 0C
| Figure A.11: Temperature profiles (°C) for a column, h x b = 300 x 300 – R30
|
Рисунок А.12 – Температурні криві колони
h х b =300 мм х 300 мм – R60, 0C
|
| Figure A.12: Temperature profiles (°C) for a column, h x b = 300 x 300 – R60
|
Рисунок А.13 – Температурні криві колони
h х b =300 мм х 300 мм – R90, 0C
|
| Figure A.13: Temperature profiles (°C) for a column, h x b = 300 x 300 – R90
|
Рисунок А.14 – Температурні криві колони
h х b =300 мм х 300 мм – R120, 0C
|
| Figure A.14: Temperature profiles (°C) for a column, h x b = 300 x 300 – R120
|
Рисунок А.15 – Ізотерма 500 0C колони
h х b =300мм х 300 мм
|
| Figure A.15: 500 °C isotherms for a
column, h x b = 300 x 300
|
Рисунок А.16 – Температурні криві круглої колони діаметром 300 мм – R30, 0C
|
| Figure A.16: Temperature profiles (°C) for a circular column, 300 dia – R30
|
Рисунок А.17 – Температурні криві круглої колони діаметром 300 мм – R60, 0C
|
| Figure A.17: Temperature profiles (°C) for a circular column, 300 dia – R60
|
Рисунок А.18 – Температурні криві круглої колони діаметром 300 мм – R90, 0C
|
| Figure A.18: Temperature profiles (°C) for a circular column, 300 dia – R90
|
Рисунок А.19 – Температурні криві круглої колони діаметром 300 мм – R120, 0C
|
| Figure A.19: Temperature profiles (°C) for
a circular column, 300 dia – R120
|
Рисунок А.20 – Ізотерма 500 0C круглої колони діаметром 300 мм
|
| Figure A.20: 500 °C isotherms for a circular column, 300 dia
|
| ДОДАТОК B (довідковий)
СПРОЩЕНІ МЕТОДИ РОЗРАХУНКУ
B.1 Метод ізотерми 500 0С
B.1.1 Принципи та сфера застосування
(1) Цей метод застосовується за стандартного температурного режиму та для будь-яких інших температурно часових режимів пожежі, що викликають подібні температурні поля в елементі під час вогневого впливу. Температурно часові режими пожежі, що не відповідають цьому критерію, потребують окремого всебічного аналізу, який враховує відповідну міцність бетону залежно від температури.
(2) Цей метод застосовується для мінімальної ширини поперечного перерізу, що наведена в таблиці В.1:
а) для стандартного температурного режиму залежно від класу вогнестійкості;
b) для параметричної пожежі з коефіцієнтом врахування отворів O ≥ 0, 14 м1/2 (додаток А EN 1991-1-2)
Таблиця В.1 – Мінімальна ширина поперечного перерізу залежно від класу вогнестійкості (для стандартного температурного режиму) та питоме пожежне навантаження (параметрична пожежа)
a) Клас вогнестійкісті.
|
| ANNEX B (Informative)
Simplified calculation methods
B.1 500°C isotherm method
B.1.1 Principle and field of application
(1) This method is applicable to a standard fire exposure and any other time heat regimes, which cause similar temperature fields in the fire exposed member. Time heat regimes which do not comply with this criteria, require a separate comprehensive analysis which accounts for the relative strength of the concrete as a function of the temperature.
(2) This method is valid for minimum width of cross-section given in table B1:
a) for a standard fire exposure depending on the fire resistance
b) for a parametric fire exposure with an opening factor O ≥ 0, 14 м1/2 (see EN 1991-1-2 Annex A)
Table B1: Minimum width of cross-section as function of fire resistance (for standard fire exposure) and fire load density (for parametric fire exposure)
a) Fire resistance.
| Клас вогнестійкісті
Fire resistance
| R 60
| R 90
| R 120
| R 180
| R 240
| | Мінімальна ширина поперечного перерізу, мм
Minimum width of cross-section mm
|
|
|
|
|
| | | b) Питоме пожежне навантаження.
|
| b) Fire load density.
| Питоме пожежне навантаження, МДж/м2
Fire load density MJ/m2
|
|
|
|
|
| | Мінімальна ширина поперечного перерізу, мм
Minimum width of cross-section mm
|
|
|
|
|
| | | | | | | | | | | | | | |
(3) Спрощений метод розрахунку стосується загального зменшення розміру поперечного перерізу з врахуванням температурно пошкодженої зони поверхневого шару бетону. Товщина пошкодженого бетону а500 відповідає середній глибині розташування 500 0С ізотерми в стисненій зоні поперечного перерізу.
(4) Пошкоджений бетон, наприклад, бетон за температури більше ніж 500 0С вважається таким, що не забезпечує несучу здатність елементу, тоді як приведений поперечний переріз зберігає свої початкові значення міцності та модуля пружності.
(5) Для прямокутної балки з тристороннім вогневим впливом робочий поперечний переріз повинен узгоджуватись з рисунком В.1.
В.1.2 Методика розрахунку залізобетонного поперечного перерізу, що піддається впливу згинального моменту та осьової сили
(1) На основі підходу за приведеним поперечним перерізом методика розрахунку опору залізобетонного поперечного перерізу конструкції під час пожежі може проводитись наступним чином:
(a) Визначають ізотерми 500 0С для вказаного вогневого впливу, за стандартного або параметричного температурного режиму пожежі;
(b) Визначають розрахункові ширину bfi та висоту dfi відкиданням бетону за межами 500 0С ізотерми (рисунок В.1). Закруглені кути ізотерм можуть вважатись наближеними до справжніх форм ізотерм до прямокутної або квадратної, як показано на рисунку В.1
|
| (3) The simplified calculation method comprises a general reduction of the cross-section size with respect to a heat damaged zone at the concrete surfaces. The thickness of the damaged concrete, а500, is made equal to the average depth of the 500 °C isotherm in the compression zone of the cross-section.
(4) Damaged concrete, i.e. concrete with temperatures in excess of 500 °C, is assumed not to contribute to the load bearing capacity of the member, whilst the residual concrete cross-section retains its initial values of strength and modulus of elasticity.
(5) For a rectangular beam exposed to fire on three sides, the effective cross-section in the fire situation will be in accordance with Figure B1.
B.1.2 Design procedure of a reinforced concrete cross-section, exposed to bending moment and axial load
(1) On the basis of the above reduced cross-section approach, the procedure for calculating the resistance of a reinforced concrete cross-section in the fire situation may be carried out as follows:
(a) Determine the isotherm of 500°C for the specified fire exposure, standard fire or parametric fire;
(b) Determine a new width b fi and a new effective height d fi of the cross-section by excluding the concrete outside the 500 °C isotherm (see Figure B.1). The rounded corners of isotherms can be regarded by approximating the real form of the isotherm to a rectangle or a square, as indicated in Figure B.1
|
Т – розтяг
a) тристоронній вогневий вплив на розтягнуту зону
|
| T -Tension
a) fire exposure on three sides with the tension zone exposed
|
С – стиск
b) тристоронній вогневий вплив на стиснуту зону
|
| C - Compression
b) fire exposure on three sides with the compression zone exposed
|
c)чотирьохсторонній вогневий вплив (балка або колона)
Рисунок В.1 – Приведений поперечний переріз залізобетонної балки або колони
|
| c) fire exposure on four sides (beam or column)
Figure B.1. Reduced cross-section of reinforced concrete beam and column
|
(c) Визначають температуру арматурних стрижнів в розтягнутій або стисненій зонах. Температуру окремо взятих арматурних стрижнів визначають за температурними кривими в додатку А або за довідковими даними приймають як температуру в центрі стрижня. Деякі з арматурних стрижнів можуть виходити за межі приведеного поперечного перерізу як зображено на рисунку В.1. Не зважаючи на це їх можна враховувати в розрахунку несучої здатності поперечного перерізу під час вогневого впливу;
(d) Визначають зменшену міцність арматури залежно від температури згідно з 4.2.4.3,
(e) Використовують конвекційний метод розрахунку для приведеного поперечного перерізу при визначенні критичної несучої здатності з міцністю арматурних стрижнів, отриманої згідно з (d), та
(f) Порівнюють граничну несучу здатність з розрахунковим значенням навантаження або, як альтернатива, визначену вогнестійкість з нормованою.
(2) Рисунок В.2 відображує розрахунок несучої здатності поперечного перерізу як з розтягнутим так і з стиснутим армуванням.
|
| (c) Determine the temperature of reinforcing bars in the tension and compression zones. The temperature of the individual reinforcing bar can be evaluated from the temperature profiles in Annex A or handbooks and is taken as the temperature in the centre of the bar. Some of the reinforcing bars may fall outside the reduced cross-section, as shown in Figure B.1. Despite this, they may be included in the calculation of the ultimate loadbearing capacity of the fire exposed cross-section;
(d) Determine the reduced strength of the reinforcement due to the temperature according to 4.2.4.3,
(e) Use conventional calculation methods for the reduced cross-section for the determination of the ultimate load bearing capacity with strength of the reinforcing bars, as obtained in (d), and
(f) Compare the ultimate load-bearing capacity with the design load effect or, alternatively, the estimated fire resistance with the required resistance.
(2) Figure B.2 shows the calculation of load-bearing capacity of a cross-section with tension as well as compression reinforcement.
|
bfi ширина робочого поперечного перерізу
dfi розрахункова висота робочого поперечного перерізу
z відстань між розтягнутою арматурою та бетоном
z* відстань між розтягнутою арматурою та стиснутою арматурою
As площа розтягнутої арматури
As1 частина розтягнутої арматури у рівновазі зі стисненим бетонним масивом
As2 частина розтягнутої арматури у рівновазі зі стиснутою арматурою
As’ площа стиснутої арматури
fcd, fi(20)=fck/γ c, fi розрахункове значення опору бетону на стиск під час пожежі за нормальної температури
fsd, fi(θ m) розрахункове значення опору арматури на розтяг під час пожежі за середньої температури θ m в цьому ряді
fscd, fi(θ m) розрахункове значення опору арматури на стиск під час пожежі за середньої температури θ m в цьому ряді
Примітка. fsd, fi(θ m) та fscd, fi(θ m) може мати різні значення (див. 4.2.4.3)
F повне зусилля в стиснутій арматурі під час пожежі, та відповідне частині зусилля розтягнутої арматури
λ, η та х визначені в EN 1992-1-1
Рисунок В.2 – Розподіл напружень за критичної несучої здатності прямокутного залізобетонного перерізу зі стиснутим армуванням
(3) Якщо усі стиснуті стрижні розміщені в рядах і мають однакову площу, застосовуются наступні формули при розрахунку відстані до осі арматури а (див. рисунок В.2).
Середня знижена міцність арматурного ряду залежно від підвищених температур розраховується за формулою(В.1).
|
| bfi is the width of effective cross-section
dfi is the effective depth of the effective cross-section
z is the lever arm between the tension reinforcement and concrete
z* is the lever arm between the tension and compression reinforcement
As is the area of tension reinforcement
As1 is the part of tension reinforcement in equilibrium with the concrete compression block
As2 is the part of tension reinforcement in equilibrium with the compression reinforcement
As‘ is the area of compression reinforcement
fcd, fi(20)=fck/γ c, fi is the design value of compression strength concrete in the fire situation at normal temperature
fsd, fi(θ m) is the design value of the tension reinforcement strength in the fire situation at mean temperature θ m in that layer
fscd, fi(θ m) is the design value of the compression reinforcement strength in the fire situation at mean temperature θ m in that layer
Note: fsd, fi(θ m) and fscd, fi(θ m) may have different values (see 4.2.4.3)
F is the total force in compression reinforcement in the fire situation, and is equal to part of the total force in the tension reinforcement
λ, η and x are defined in EN 1992-1-1
Figure B.2. Stress distribution at ultimate limit state for a rectangular concrete crosssection with compression reinforcement.
(3) If all reinforcement bars are positioned in layers and have the same area, the following expressions may be used in calculating the axis distance, a (see Figure B.2).
The average reduced strength of a reinforcement layer with respect to increased temperatures, is calculated in accordance with Expression (B.1).
| kv(θ)= (B.1)
|