2021-10-05
64
Расчетная модель огнестойкости опорного и пролетного сечений частично бетонированной стальной балки, сопряженной с железобетонной плитой
Приложение F
(справочное)
F.1 Приведенное сечение для определения прочности на действие положительного изгибающего момента Mfi , Rd +
Примечание к рисунку F.1 — (A) — пример распределения напряжений в бетоне; (B) — пример распределения напряжений в профиле
Рисунок F.1 — Расчетная схема прочности на действие
положительного изгибающего момента
(1) Сечение железобетонной плиты следует уменьшить, как показано на рисунке F.1, однако расчетное значение сопротивления бетона на сжатие fc /g M , fi , c не зависит от предела огнестойкости. Значение приведенной толщины hс , fi плоской железобетонной плиты приведено в таблице F.1 для различных пределов огнестойкости.
Таблица F.1 — Приведенная толщина hс,fi железобетонной плиты
| Стандартная огнестойкость | Приведенная толщина плиты hс , fi [мм] |
| R 30 | |
| R 60 | |
| R 90 | |
| R 120 | |
| R 180 |
(2) Для других типов железобетонных перекрытий следует учитывать следующие правила:
— для трапециевидных стальных настилов (см. рисунок 1.1), расположенных поперек балки, приведенную толщину hс , fi из таблицы F.1 допускается принимать от верхней поверхности стального настила (рисунок F.2a);
— для возвратных профилей (см. рисунок 1.1), расположенных поперек балке, приведенную толщину hс , fi из таблицы F.1 допускается принимать от нижней поверхности стального настила. В любом случае, значение hс , fi не может быть меньше высоты профиля настила (рисунок F.2b);
— для сборных железобетонных пластин приведенную толщину hс , fi из таблицы F.1 допускается принимать от нижней поверхности плиты, но не менее высоты шва между сборными элементами, где отсутствует передача сжимающих усилий (рисунок F.2c);
— для возвратных профилей, расположенных параллельно балке, приведенную высоту hс , fi
из таблицы F.1 допускается принимать от нижней поверхности стального настила;
— для трапециевидных стальных настилов, расположенных параллельно балке, приведенную толщину hс , fi из таблицы F.1 допускается принимать от нижней стороны эффективной высоты плиты heff (см. рисунок F.2d), значение эффективной высоты heff определено на рисунке 4.1 и в D.4 (приложение D).
|
| |||
| a) | b) | c) | d) |
Рисунок F.2 — Приведенная толщина hс , fi для различных типов железобетонных плит
(3) Температура q c бетона в слое hс , fi, расположенном непосредственно на поверхности верхней полки, может приниматься равной 20 °C.
(4) Эффективная ширина верхней полки профиля (b – 2 bfi) зависит от предела огнестойкости, однако расчетное значение предела текучести стали принимается равным fay /g M , fi, a . Значения приведенной ширины полки bfi для различных значений пределов огнестойкости приведены в таблице F.2.
Таблица F.2 — Приведенная ширина bfi верхней полки профиля
| Стандартная огнестойкость | Приведенная ширина bfi верхней полки профиля [мм] |
| R 30 | (ef /2) + (b – bc)/2 |
| R 60 | (ef /2)+10 + (b – bc)/2 |
| R 90 | (ef /2) + 30 + (b – bc)/2 |
| R 120 | (ef /2) + 40 + (b – bc)/2 |
| R 180 | (ef /2) + 60 + (b – bc)/2 |
(5) Стенку профиля следует делить на две части, верхнюю hh и нижнюю hl. Значения hl для различных значений пределов огнестойкости определяются по формуле hl = a 1/ bс + a 2 ew / (bch). Параметры a 1 и a 2 приведены в таблице F.3 при h / bc £ 1 либо h / bc ³ 2.
Значения высоты нижней части hl приведены в таблице F.3 при 1 < h / bc < 2.
Таблица F.3 — Нижняя часть стенки профиля hl [мм] и hl ,min [мм] при hl ,max, равном (h – 2 ef)
| Стандартный предел огнестойкости | a 1 [мм2] | a 2[мм2] | hl ,min [мм] | |
| R 30 | ||||
| R 60 | 20 000 | |||
| h / bc £ 1 | R 90 | 14 000 | 160 000 | |
| R 120 | 23 000 | 180 000 | ||
| R 180 | 35 000 | 400 000 | ||
| R 30 | ||||
| R 60 |
Окончание таблицы F.3
| Стандартный предел огнестойкости | a 1 [мм2] | a 2[мм2] | hl ,min [мм] | |
| h / bc ³ 2 | R 90 | 14 000 | 75 000 | |
| R 120 | 23 000 | 110 000 | ||
| R 180 | 35 000 | 250 000 | ||
| R 30 | hl = 3600/ bc | |||
| R 60 | hl = 9500/ bc + 20 000×(ew / bch)×(2 – h / bc) | |||
| 1 < h / bc < 2 | R 90 | hl = 14 000/ bc + 75 000×(ew / bch) + 85 000×(ew / bch)×(2 – h / bc) | ||
| R 120 | h = 23 000/ bc + 110 000×(ew / bch) + 70 000×(ew / bch)×(2 – h / bc) | |||
| R 180 | h = 35 000/ bc + 250 000×(ew / bch) + 150 000×(ew / bch)×(2 – h / bc) | |||
(6) Нижняя часть hh стенки профиля может быть более или равной значению hl ,min, приведенному в таблице F.3.
(7) Для верхней части стенки профиля hh расчетное значение предела текучести стали следует принимать равным fay /g M , fi, a . Для нижней части hl расчетное значение предела текучести зависит от расстояния х, измеряемого от верха стенки профиля (см. рисунок F.1). Уменьшенный предел текучести на высоте hl может быть определен по формуле
, (F.1).
где ka — понижающий коэффициент предела текучести нижней полки профиля, определенный в (8). Характеризует трапециевидное распределение напряжений на высоте hl.
(8) Площадь нижней полки профиля принимается неизменной. Предел текучести для нее уменьшается коэффициентом ka, приведенным в таблице F.4. В указанной таблице коэффициент ka ограничен минимальным и максимальным значениями.
Таблица F.4 — Коэффициент ka предела текучести нижней полки профиля при a0 = (0,018 ef + 0,7)
| Стандартная огнестойкость | Понижающий коэффициент ka | ka ,min | ka ,max |
| R 30 | [(1,12) – (84/ bc) + (h /22 bc)]× a0 | 0,5 | 0,8 |
| R 60 | [(0,21) – (26/ bc) + (/24 bc)]× a0 | 0,12 | 0,4 |
| R 90 | [(0,12) – (17/ bc) + (h /38 bc)] × a0 | 0,06 | 0,12 |
| R 120 | [(0,1) – (15/ bc) + (h /40 bc)] × a0 | 0,05 | 0,10 |
| R 180 | [(0,03) – (3/ bc) + (h /50 bc)]× a0 | 0,03 | 0,06 |
(9) Предел текучести арматурных стержней уменьшается с ростом температуры. Понижающий коэффициент kr приведен в таблице F.5 и зависит от предела огнестойкости и расположения арматурного стержня. В указанной таблице понижающий коэффициент kr ограничен минимальным и максимальным значениями.
Таблица F.5 — Понижающий коэффициент kr предела текучести арматурных стержней при
|
| kr ,min | kr ,max | |||
| Стандартная огнестойкость | а 3 | а 4 | a 5 | ||
| R 30 | 0,062 | 0,16 | 0,126 | 0,1 | |
| R 60 | 0,034 | –0,04 | 0,101 | ||
Окончание таблицы F.5
|
| kr ,min | kr ,max | |||
| Стандартная огнестойкость | а 3 | а 4 | a 5 | ||
| R 90 | 0,026 | –0,154 | 0,090 | 0,1 | |
| R 120 | 0,026 | –0,284 | 0,082 | ||
| R 180 | 0,024 | –0,562 | 0,076 | ||
где Am = 2 h + b [мм];
V = hbc [мм2];
u = 1/[(1/ ui) + (1/ usi) + 1/(bc – ew – usi)], (F.2)
здесь ui — расстояние по оси [мм] от арматурного стержня до внутренней поверхности полки профиля;
usi — расстояние [мм] от арматурного стержня до внешней границы бетона (см. рисунок F.1).
(10) Защитный слой бетона для арматурных стержней должен соответствовать 5.1.
(11) Прочность стенки стального профиля на срез может быть определена с учетом распределения расчетных значений прочности на растяжение согласно (7). При Vfi , Sd > 0,5 Vfi , pl , Rd может учитываться также огнестойкость железобетона.
F.2 Приведенное сечение для определения прочности на действие отрицательного изгибающего момента Mfi, Rd –
Примечание к рисунку F.3 — (A) — пример распределения напряжений в бетоне; (B) — пример распределения напряжений в профиле
Рисунок F.3 — Расчетная схема прочности на действие отрицательного изгибающего момента
(1) Предел текучести арматурных стержней зависит от типа пожара и расположения в плите перекрытия, его следует умножать на понижающий коэффициент ks, приведенный в таблице F.6. В указанной таблице коэффициент ks ограничен минимальным и максимальным значениями.
(2) Для верхней полки профиля следует применять требования F.1(4).
(3) Поперечное сечение бетона между полками следует уменьшать согласно рисунку F.3, однако расчетное значение прочности на сжатие fc /g M , fi , c не зависит от типа пожара. В таблице F.7 уменьшение ширины и высоты ограничено минимальными значениями.
Таблица F.6 — Понижающий коэффициент ks предела текучести арматурных стержней в железобетонной плите при u — расстояние (мм) от центра арматурного стержня до нижнего края плиты, равном ul либо (hc – uh) (см. рисунок F.3)
| Стандартная огнестойкость | Понижающий коэффициент ks | ks ,min | ks ,max |
| R 30 | |||
| R 60 | (0,022 u) + 0,34 | ||
| R 90 | (0,0275 u) – 0,1 | ||
| R 120 | (0,022 u) – 0,2 | ||
| R 180 | (0,018 u) – 0,26 |
Таблица F.7 — Приведение поперечного железобетонного сечения между полками профиля
| Стандартная огнестойкость | hfi [мм] | hfi ,min [мм] | bc , fi [мм] | bc , fi,min [мм] |
| R 30 | ||||
| R 60 | 165 – (0,4 bc) – 8 × (h / bc) | 60 – (0,15 bc) | ||
| R 90 | 220 – (0,5 bc) – 8 × (h / bc) | 70 – (0,1 bc) | ||
| R 120 | 290 – (0,6 bc) – 10 × (h / bc) | 75 – (0,1 bc) | ||
| R 180 | 360 – (0,7 bc) – 10 × (h / bc) | 85 – (0,1 bc) |
(4) Для арматурных стержней, расположенных в бетоне частично бетонированного профиля, следует руководствоваться F.1(9).
(5) Защитный слой бетона для арматурных стержней должен соответствовать 5.1.
(6) В местах воздействия отрицательных изгибающих моментов принимается, что усилие на срез передается стенкой профиля, которая не учитывается при расчете сопротивления отрицательному изгибающему моменту.
(7) Прочность стенки стального профиля на срез может быть определена с учетом распределения расчетных значений прочности на растяжение согласно F.1(7).
