G. 4 Бетон. G. 5 Арматура

G.4  Бетон

(1) Внешний слой бетона толщиной b_{с , fi} может не учитываться в расчете (см. рисунок G.1). Толщина b_{с , fi} приведена в таблице G.3, где A_m / V — приведенная толщина (м^–1) полного составного сечения.

Таблица G.3 — Приведенная толщина бетонной части

Стандартная огнестойкость	bс , fi [мм]
R 30	4,0
R 60	15,0
R 90	0,5 × (Am / V) + 22,5
R 120	2,0 × (Am / V) + 24,0

 

(2) Средняя температура в бетоне q _{с , t} для значений стандартных пределов огнестойкости представлена в таблице G.4 в зависимости от приведенной толщины A_m / V полного составного сечения.

Таблица G.4 — Средняя температура бетона

R 30		R 60		R 90		R 120
Am / V [м–1]	q с , t [°C]	Am / V [м–1]	q с , t [°C]	Am / V [м–1]	q с , t [°C]	Am / V [м–1]	q с , t [°C]
—	—
—	—	—	—
—	—	—	—	—	—
—	—	—	—	—	—

 

(3) При температуре q = q _{с , t} момент сопротивления сечения бетона определяется по формуле

 

                                      (G.11)

 

где  — k_{c ,q} и e _{cu ,q} приведены в 3.2.2, таблица 3.3.

(4) Расчетные значения предельной прочности на осевое сжатие и изгибной жесткости бетона при пожаре определяются по формулам:

(G.12)

 

где   A_s  — площадь сечения арматуры; 0,86 — поправочный коэффициент;

,     (G.13)

где   I_{s , z} — момент сопротивления сечения арматурных стержней относительно центральной оси Z составного сечения.

G.5  Арматура

(1) Понижающие коэффициенты k_{y , t} для предела текучести и k_{E , t} для модуля упругости арматурных стержней определяются в зависимости от стандартной огнестойкости и среднего геометрического значения u рас­стояний от осей арматурных стержней до наружной поверхности бетона (см. таблицы G.5 и G.6).

 

Таблица G.5 — Понижающий коэффициент k_y,t для предела текучести арматурных стержней

Стандартный предел огнестойкости	u [мм]
R 30
R 60	0,789	0,883	0,976
R 90	0,314	0,434	0,572	0,696	0,822
R 120	0,170	0,223	0,288	0,367	0,436

 

Таблица G.6 — Понижающий коэффициент k_{E , t} для модуля упругости E_s арматурных стержней

Стандартный предел огнестойкости	u [мм]
R 30	0,830	0,865	0,888	0,914	0,935
R 60	0,604	0,647	0,689	0,729	0,763
R 90	0,193	0,283	0,406	0,522	0,619
R 120	0,110	0,128	0,173	0,233	0,285

 

(2) Среднее геометрическое значение u осевых расстояний u ₁ и u ₂ определяется по формуле

 

                                                          (G.14)

 

где u ₁ — расстояние от оси дальнего арматурного стержня до внутреннего края полки, [мм];

u ₂ — расстояние от оси дальнего арматурного стержня до поверхности бетона, [мм].

Примечание —При (u ₁ – u ₂) > 10 мм  либо при (u ₂– u ₁) > 10 мм

(3) Расчетные значения предельной прочности на осевое сжатие и изгибной жесткости арматурных стержней при пожаре определяются по формулам:

 

                                              (G.15)

                                                         (G.16)

 

G.6 Расчет осевой нагрузки, вызывающей потерю устойчивости при повышенных температурах

(1) В соответствии с G.1(4), расчетные значения предельной прочности на осевое сжатие и эффективной изгибной жесткости поперечного сечения при пожаре определяются по формулам:

                             (G.17)

   (G.18)

где j _{i ,q} — понижающий коэффициент, учитывающий температурные напряжения. Значения j _{i ,q} приведены в таблице G.7.

 

Таблица G.7 — Понижающие коэффициенты для вычисления изгибной жесткости

Стандартная огнестойкость	j f ,q	j w ,q	j c ,q	j s ,q
R 30	1,0	1,0	0,8	1,0
R 60	0,9	1,0	0,8	0,9
R 90	0,8	1,0	0,8	0,8
R 120	1,0	1,0	0,8	1,0

(2) Эйлерова сила либо критическая нагрузка на упругой стадии определяется по формуле

 

                                      (G.19)

 

где l _q — длина зоны продольного изгиба колонны при пожаре.

(3) Безразмерная относительная гибкость определяется из:

 

                                               (G.20)

 

где N_{fi , pl , R} — значение N_{fi , pl , Rd} согласно (1) при коэффициентах g _{M , fi , a},g _{M , fi , c} и g _{M , fi , s}, принимаемых равными 1,0.

(4) Используя  и форму изгиба согласно EN 1993-1-1, понижающий коэффициент c _z и расчетная осевая критическая нагрузка при изгибе при пожаре определяются по формуле

 

                                                     (G.21)

 

(5) Расчетные значения прочности элементов на осевое сжатие либо расчетным осевым критическим нагрузкам при изгибе N_{fi , Rd , z} показаны на рисунках G.2 и G.3 в зависимости от длины зоны продольного изгиба l _q профиля серии HEA и класса стали S355, класса бетона C40/50, класса арма­туры S500 и значений стандартной огнестойкости R 60, R 90 и R 120.

Данные расчетные графики основаны на частных коэффициентах безопасности по материалу g _{M , fi , a} = g _{M , fi , c} = g _{M , fi , s} = 1,0.