E.3 Местная прочность на опорах

(1) Местную прочность стального сечения следует проверять относительно силы реакции опоры (либо в защемлении).

(2) Температура элемента жесткости q_r рассчитывается с учетом его приведенной толщины, A_r /V_r, согласно 4.3.4.2.2.

(3) Местная прочность стального сечения на опоре (либо в защемлении) принимается равной наименьшему значению из сопротивлений: выпучивания либо смятия.

(4) При расчете местной прочности к эффективному сечению элемента жесткости допускается
с каждой стороны добавлять максимальную ширину стенки 15ee_w. Относительная гибкость для расчета местной прочности определяется по формуле

, (E.9)

где k_E,q и k_y,q — определены в таблице 3.2;

— относительная гибкость элемента жесткости, принятого с частью стенки профиля согласно рисунку Е.3, при комнатной температуре;

e — определяется в соответствии с 4.2.2 EN 1993-1-2.

(5) При расчете местной прочности расчетное сопротивление смятию R_fi,y,Rd стенки профиля
с элементами жесткости определяется по формуле

, (E.10)

где f_ay,qw и f_ay,qr — соответственно максимальные напряжения в стали при температуре стенки профиля q_w и элемента жесткости q_r;

r — равен радиусу окружности горячекатаного сечения, либо , где а — толщина углового сварного шва сечения.

Элемент жесткости (qr)

Полка (qw)

Рисунок Е.3 — Элемент жесткости на промежуточной опоре

E.4 Вертикальная прочность на срез

(1) Для проверки вертикальной прочности сталежелезобетонных балок на срез при пожаре могут использовать 6.2.2 EN 1994-1-1 с заменой E_a, f_ay и g_a на E_a,q, f_ay,q и g_M,fi,a соответственно, как опреде­лено в таблице 3.2 и 2.3(1)P.

Приложение F

(справочное)

Расчетная модель огнестойкости опорного и пролетного сечений
частично бетонированной стальной балки, сопряженной с железобетонной плитой

F.1 Приведенное сечение для определения прочности на действие положительного изгибающего момента M_fi,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 f_c/g_M,fi,c не зависит от предела огнестойкости. Значение приведенной толщины h_с,fi плоской железобетонной плиты приведено в таблице F.1 для различных пределов огнестойкости.

Таблица F.1 — Приведенная толщина h_с,fi железобетонной плиты

Стандартная огнестойкость	Приведенная толщина плиты hс,fi [мм]
R30
R60
R90
R120
R180

(2) Для других типов железобетонных перекрытий следует учитывать следующие правила:

— для трапециевидных стальных настилов (см. рисунок 1.1), расположенных поперек балки, приведенную толщину h_с,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 h_с,fi из таблицы F.1 допускается принимать от нижней поверхности стального настила. В любом случае, значение h_с,fi не может быть меньше высоты профиля настила (рисунок F.2b);

— для сборных железобетонных пластин приведенную толщину h_с,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 h_с,fi
из таблицы F.1 допускается принимать от нижней поверхности стального настила;

— для трапециевидных стальных настилов, расположенных параллельно балке, приведенную толщину h_с,fi из таблицы F.1 допускается принимать от нижней стороны эффективной высоты плиты h_eff (см. рисунок F.2d), значение эффективной высоты h_eff определено на рисунке 4.1 и в D.4 (при­ложение D).

a)	b)	c)	d)

Рисунок F.2 — Приведенная толщина h_с,fi для различных типов железобетонных плит

(3) Температура q_c бетона в слое h_с,fi, расположенном непосредственно на поверхности верхней полки, может приниматься равной 20 °C.

(4) Эффективная ширина верхней полки профиля (b – 2b_fi) зависит от предела огнестойкости, однако расчетное значение предела текучести стали принимается равным f_ay/g_M,fi,a. Значения приведенной ширины полки b_fi для различных значений пределов огнестойкости приведены в таблице F.2.

Таблица F.2 — Приведенная ширина b_fi верхней полки профиля

Стандартная огнестойкость	Приведенная ширина bfi верхней полки профиля [мм]
R30	(ef /2) + (b – bc)/2
R60	(ef /2)+10 + (b – bc)/2
R90	(ef /2) + 30 + (b – bc)/2
R120	(ef /2) + 40 + (b – bc)/2
R180	(ef /2) + 60 + (b – bc)/2

(5) Стенку профиля следует делить на две части, верхнюю h_h и нижнюю h_l. Значения h_l для различных значений пределов огнестойкости определяются по формуле h_l = a₁/b_с + a₂e_w / (b_ch). Параметры a₁ и a₂ приведены в таблице F.3 при h/b_c £ 1 либо h/b_c ³ 2.

Значения высоты нижней части h_l приведены в таблице F.3 при 1 < h/b_c < 2.

Таблица F.3 — Нижняя часть стенки профиля h_l [мм] и h_l,min [мм] при h_l,max, равном (h – 2e_f)

	Стандартный предел огнестойкости	a1 [мм2]	a2[мм2]	hl,min [мм]
	R30
	R60		20 000
h/bc £ 1	R90	14 000	160 000
	R120	23 000	180 000
	R180	35 000	400 000
	R30
	R60

Окончание таблицы F.3

	Стандартный предел огнестойкости	a1 [мм2]	a2[мм2]	hl,min [мм]
h/bc ³ 2	R90	14 000	75 000
	R120	23 000	110 000
	R180	35 000	250 000
	R30	hl = 3600/bc
	R60	hl = 9500/bc + 20 000×(ew /bch)×(2 – h/bc)
1 < h/bc < 2	R90	hl = 14 000/bc + 75 000×(ew /bch) + 85 000×(ew /bch)×(2 – h/bc)
	R120	h = 23 000/bc + 110 000×(ew /bch) + 70 000×(ew /bch)×(2 – h/bc)
	R180	h = 35 000/bc + 250 000×(ew /bch) + 150 000×(ew /bch)×(2 – h/bc)

(6) Нижняя часть h_h стенки профиля может быть более или равной значению h_l,min, приведенному в таблице F.3.

(7) Для верхней части стенки профиля h_h расчетное значение предела текучести стали следует принимать равным f_ay/g_M,fi,a. Для нижней части h_l расчетное значение предела текучести зависит от расстояния х, измеряемого от верха стенки профиля (см. рисунок F.1). Уменьшенный предел текучести на высоте h_l может быть определен по формуле

, (F.1).

где k_a — понижающий коэффициент предела текучести нижней полки профиля, определенный в (8). Характеризует трапециевидное распределение напряжений на высоте h_l.

(8) Площадь нижней полки профиля принимается неизменной. Предел текучести для нее уменьшается коэффициентом k_a, приведенным в таблице F.4. В указанной таблице коэффициент k_a ограничен минимальным и максимальным значениями.

Таблица F.4 — Коэффициент k_a предела текучести нижней полки профиля при a₀ = (0,018e_f + 0,7)

Стандартная огнестойкость	Понижающий коэффициент ka	ka,min	ka,max
R30	[(1,12) – (84/bc) + (h/22bc)]× a0	0,5	0,8
R60	[(0,21) – (26/bc) + (/24bc)]× a0	0,12	0,4
R90	[(0,12) – (17/bc) + (h/38bc)] × a0	0,06	0,12
R120	[(0,1) – (15/bc) + (h/40bc)] × a0	0,05	0,10
R180	[(0,03) – (3/bc) + (h/50bc)]× a0	0,03	0,06

(9) Предел текучести арматурных стержней уменьшается с ростом температуры. Понижающий коэффициент k_r приведен в таблице F.5 и зависит от предела огнестойкости и расположения арматурного стержня. В указанной таблице понижающий коэффициент k_r ограничен минимальным и максимальным значениями.

Таблица F.5 — Понижающий коэффициент k_r предела текучести арматурных стержней при

	kr,min	kr,max
Стандартная огнестойкость	а3	а4	a5
R30	0,062	0,16	0,126	0,1
R60	0,034	–0,04	0,101

Окончание таблицы F.5

	kr,min	kr,max
Стандартная огнестойкость	а3	а4	a5
R90	0,026	–0,154	0,090	0,1
R120	0,026	–0,284	0,082
R180	0,024	–0,562	0,076

где A_m = 2h + b [мм];

V = hb_c [мм²];

u = 1/[(1/u_i) + (1/u_si) + 1/(b_c – e_w – u_si)], (F.2)

здесь u_i — расстояние по оси [мм] от арматурного стержня до внутренней поверхности полки профиля;

u_si — 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 V_fi,Sd > 0,5V_fi,pl,Rd может учитываться также огнестойкость железобетона.

F.2 Приведенное сечение для определения прочности на действие отрицательного изгибающего момента M_fi,_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 k_s, приведенный в таблице F.6. В указанной таблице коэффициент k_s 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 f_c/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 k_s предела текучести арматурных стержней в железо­бетонной плите при u — расстояние (мм) от центра арматурного стержня до нижнего края плиты, равном u_l либо (h_c – u_h) (см. рисунок F.3)

Стандартная огнестойкость	Понижающий коэффициент ks	ks,min	ks,max
R30
R60	(0,022u) + 0,34
R90	(0,0275u) – 0,1
R120	(0,022u) – 0,2
R180	(0,018u) – 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]
R30
R60	165 – (0,4bc) – 8 × (h/bc)		60 – (0,15bc)
R90	220 – (0,5bc) – 8 × (h/bc)		70 – (0,1bc)
R120	290 – (0,6bc) – 10 × (h/bc)		75 – (0,1bc)
R180	360 – (0,7bc) – 10 × (h/bc)		85 – (0,1bc)

(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).