D.4 Эффективная толщина сталежелезобетонной плиты

(1) Эффективная высота h_eff определяется по формулам:

 

	при h2/h1 £ 1,5 и h1 > 40 мм;	(D.15a)
	при h2/h1 > 1,5 и h1 > 40 мм.	(D.15b)

 

Размеры сечений плиты перекрытия h₁, h₂, l₁, l₂ и l₃ указаны на рисунках 4.1 и 4.2.

(2) При l₃ > 2l₁ эффективная толщина может быть принята равной h₁.

(3) Отношение предела огнестойкости по теплоизолирующей способности и минимальной эффективной толщины h_eff приведено в таблице D.6 для принятых значений пределов огнестойкости, где h₃ — толщина стяжки при ее наличии над перекрытием.

 

Таблица D.6 — Минимальная эффективная толщина в зависимости от значений стандартной огнестойкости

Стандартная огнестойкость	Минимальная эффективная толщина heff [мм]
R30	60 –h3
R60	80 –h3
R90	100 –h3
R120	120 –h3
R180	150 –h3
R240	175 –h3

D.5 Область применения

(1) Область применения незащищенных сталежелезобетонных плит перекрытия, указанных
в таблице D.7 для тяжелого (NC) и легкого (LC) бетонов. Примечания приведены на рисунках 4.1 и 4.2.

 

Таблица D.7 — Область применения

возвратного стального профиля	трапециевидного стального профиля
77,0	≤	l1	≤	135,0	мм	80,0	≤	l1	≤	155,0	мм
110,0	≤	l2	≤	150,0	мм	32,0	≤	l2	≤	132,0	мм
38,5	≤	l3	≤	97,5	мм	40,0	≤	l3	≤	115,0	мм
50,0	≤	h1	≤	130,0	мм	50,0	≤	h1	≤	125,0	мм
30,0	≤	h2	≤	60,0	мм	50,0	≤	h2	≤	100,0	мм

 

Приложение Е

(справочное)

 

Расчетная модель огнестойкости пролетных и опорных сечений
стальной балки, сопряженной с железобетонным перекрытием

Растяжение

Сжатие

Рисунок E.1 — Расчет прочности на действие
положительного изгибающего момента

 

Е.1 Расчет прочности на действие положительного изгибающего момента М_fi,Rd+

(1) В соответствии с рисунком Е.1, растягивающее усилие Т⁺ и расположение его центра тяжести могут быть получены из выражений:

(E.1)

 

(E.2)

 

где f_ay,q — максимальный уровень напряжений в соответствии с 3.2.1 при температуре, определенной согласно 4.3.4.2.2.

(2) В свободно опертой балке значение усилия на растяжение Т⁺, определенное согласно (1),
ограничено значением

 

(E.3)

 

где N — наименьшее количество вертикальных соединений на критическую длину балки;

P_fi,Rd — расчетная прочность вертикального соединения на срез при пожаре согласно 4.3.4.2.5.

Примечание—Критическая длина соответствует расстоянию от опоры до сечения с максимальным изгибающим моментом.

(3) Высота условной сжатой зоны h_u определяется по формуле

 

(E.4)

 

где b_eff — эффективная ширина в соответствие с 5.4.1.2 EN 1994-1-1;

f_c — прочность бетона на сжатие при комнатной температуре.

(4) Возможны две ситуации:

— (h_c – h_u) £ h_cr, где h_cr — высота x согласно таблице D.5 при соответствующей температуре бетона ниже 250 °C. В этом случае значение h_u следует принимать согласно формуле (E.4);

— либо (h_c – h_u) < h_cr, когда некоторые слои сжатой зоны бетона нагреты до температуры выше 250 °C. В этом случае может быть принята уменьшенная прочность бетона в соответствие с 3.2.2. Значение h_u может быть определено итерационно, изменяя индекс «n» и принимая среднюю температуру каждого слоя толщиной 10 мм согласно таблице D.5 и формуле

 

(E.5)

 

где [мм];

n — общее количество слоев сжатого бетона, включая верхний слой бетона (h_c – h_cr) с температурой ниже 250 °C.

(5) Центр тяжести усилия на сжатие определяется по формуле

 

(E.6)

 

a прочность на действие положительного изгибающего момента:

 

(E.7)

 

где T ⁺ — растягивающее усилие согласно формуле (E.5) с учетом формулы (E.3).

(6) Указанная расчетная модель может быть использована для сталежелезобетонных плит перекрытия по профилированному настилу, для чего указанное в (3) и (4) значение h_c следует заменить на h_eff, определенное в D.4(1), при этом h_u не должно превышать h₁, указанное на рисунках 4.1 и 4.2.

(7) Расчетная модель, установленная в соответствии с 4.3.4.2.4, может быть использована в модели критической температуры согласно 4.3.4.2.3, принимая q₁ = q_w = q₂ = q_cr.

(8) Подобный подход может быть использован, если нейтральная ось расположена в пределах стальной балки, вне сечения железобетонной плиты перекрытия.

Е.2 Расчет прочности на действие отрицательного изгибающего момента M_fi,Rd^– на промежуточной опоре (либо в защемлении)

(1) Эффективная ширина плиты перекрытия на промежуточной опоре (либо в защемлении) b_eff может быть определена при условии, что нейтральная ось предельных усилий не расположена в железобетонной плите, т. е. плита принимается разрушенной (с трещинами) на всю высоту. Эффективная ширина не может превышать своего значения при нормальной температуре, определенного в соответствии с 5.4.1.2 EN 1994-1-1.

(2) Для продольных растянутых арматурных стержней допускается принимать усилия предела текучести f_sy,qs, где q_s — температура в плите на уровне стержней.

(3) В последующих пунктах принято расположение нейтральной оси предельных усилий только на поверхности раздела плиты и стального сечения. Аналогичный подход может быть использован
в случаях расположения нейтральной оси внутри стального сечения, путем соответствующего изменения формул.

(4) Прочность на действие предельного отрицательного изгибающего момента составного сечения допускается определять, принимая диаграмму напряжений согласно рисунку Е.2 с температурами q₁,q₂, q_w,рассчитанными в соответствии с 4.3.4.2.2.

 

Растяжение

Сжатие

Рисунок Е.2 — Расчет прочности на действие отрицательного изгибающего момента

 

 

(5) Прочность на действие отрицательного изгибающего момента определяется по формуле

где Т ^– — общее растягивающее усилие в арматурных стержнях, равное усилию сжатия F ^– в стальном сечении.

(6) Значение усилия на сжатие F в плите перекрытия в критическом сечении пролета, см. E.1(2), может быть определено по формуле

 

(E.8)

 

где N — количество соединительных анкеров между критическим сечением и промежуточной опорой (или защемлением);

P_fi,Rd — расчетное сопротивление соединительного анкера при пожаре, как отмечено в 4.3.4.2.5.

(7) Предыдущие пункты могут быть использованы для сечений классов 1 или 2, определенных для воздействия пожара; для сечений классов 3 или 4 следует руководствоваться (8) – (9).

Примечание — Определить класс сечения можно в соответствии с 4.2.2 EN 1993-1-2.

(8) В случае отнесения при пожаре стенки либо нижней полки профиля составного сечения к классу 3, его ширину допускается уменьшать до эффективного значения, принятого согласно EN 1993-1-5, где f_y и E следует заменить соответственно на f_ay,q и E_a,q.

(9) В случае отнесения при пожаре стенки либо нижней полки профиля составного сечения к классу 4, его сопротивление может не учитываться.