D.1 Предел огнестойкости по потере теплоизолирующей способности

(1) Предел огнестойкости по теплоизолирующей способности I с достижением на необогреваемой поверхности средней температуры, равной 140 °C, и максимальной температуры в любой точке, равной 180 °C, допускается определять по формуле

 

, (D.1)

 

где t_i — предел огнестойкости по потере теплоизолирующей способности [мин];

A — объем бетона на единицу длины ребра [мм³/м];

L_r — площадь ребра под огневым воздействием на единицу длины [мм²/м];

A/L_r — приведенная толщина ребра [мм];

Ф — коэффициент проекции верхней полки [–];

l₃ — ширина верхней полки (рисунок D.1) [мм].

Коэффициенты a_i для тяжелого и легкого бетонов с различными значениями высоты бетонного сечения h₁ рассмотрены на рисунке D.1 и приведены в таблице D.1. Для промежуточных значений допустима линейная интерполяция.

 

	(D.2)
Ключ 1 — обогреваемая поверхность: Lr; 2 — площадь: A

Рисунок D.1 — Определение приведенной толщины ребра A/L_r для сталежелезобетонных перекрытий

Таблица D.1 — Коэффициенты к определению пределов огнестойкости по потере теплоизолирующей способности

	a0 [мин]	a1 [мм/мин]	a2 [мин]	a3 [мм/мин]	a4 [мм/мин]	a5 [мин]
Тяжелый бетон	–28,8	1,55	–12,6	0,33	–735	48,0
Легкий бетон	–79,2	2,18	–2,44	0,56	–542	52,3

 

(2) Коэффициент формы или проекции Ф верхней полки допускается определять по формуле

 

(D.3)

D.2 Расчет прочности на действие положительного изгибающего момента M_fi,Rd⁺

(1) Температуру q_a нижней полки, стенки и верхней полки стального настила допускается определять по формуле

 

(D.4)

 

где q_a — температура нижней полки, стенки или верхней полки [°C]

Коэффициенты b_i для тяжелого и легкого бетонов определены в таблице D.2. Для промежуточных значений допустима линейная интерполяция.

Таблица D.2 — Коэффициенты к определению температуры элементов стального настила

Бетон	Предел огнестойкости [мин]	Элемент стального настила	b0 [°C]	b1[°C] × мм	b2 [°C] × мм	b3 [°C]	b4 [°C]
Тяжелый бетон		Нижняя полка		–1197	–2,32	86,4	–150,7
Стенка		–833	–2,96	537,7	–351,9
Верхняя полка		–3269	–2,62	1148,4	–679,8
	Нижняя полка		–839	–1,55	65,1	–108,1
Стенка		–959	–2,21	464,9	–340,2
Верхняя полка		–2786	–1,79	767,9	–472,0
	Нижняя полка		–679	–1,13	46,7	–82,8
Стенка		–949	–1,82	344,2	–267,4
Верхняя полка		–2460	–1,67	592,6	–379,0
Легкий бетон		Нижняя полка		–1326	–2,65	114,5	–181,2
Стенка		–286	–2,26	439,6	–244,0
Верхняя полка		–2284	–1,54	488,8	–131,7
	Нижняя полка		–622	–1,32	47,7	–81,1
Стенка		–558	–1,67	426,5	–303,0
Верхняя полка		–2261	–1,02	664,5	–410,0
	Нижняя полка		–478	–0,91	32,7	–60,8
Стенка		–654	–1,36	287,8	–230,3
Верхняя полка		–1847	–0,99	469,5	–313,0
	Нижняя полка		–399	–0,65	19,8	–43,7
Стенка		–629	–1,07	186,1	–152,6
Верхняя полка		–1561	–0,92	305,2	–197,2

 

(2) Коэффициент формы Ф верхней полки и приведенная толщина ребра A/L_r допускается устанавливать согласно D.1.

(3) Температура q_s арматурных стержней в ребре (рисунок D.2) определяется по формуле:

, (D.5)

где q_s — температура дополнительного армирования ребра [°C];

u₃ — расстояние до нижней полки [мм];

z — указатель положения в ребре (см. (4)) [мм^–0,5];

a — угол наклона поверхности ребра [градусы].

Коэффициенты c_i для тяжелого и легкого бетонов указаны в таблице D.3. Для промежуточных значений допустима линейная интерполяция.

Таблица D.3 — Коэффициенты к определению температуры арматурных стержней в ребре

Бетон	Предел огнестойкости [мин]	c0[°C]	c1[°C]	c2[°С] × мм0,5	c3[°C] × мм	c4[°C/°]	c5[°C] × мм
Тяжелый бетон			–250	–240	–5,01	1,04	–925
		–256	–235	–5,30	1,39	–1267
		–238	–227	–4,79	1,68	–1326
Легкий бетон			–135	–243	–0,70	0,48	–315
		–242	–292	–6,11	1,63	–900
		–240	–269	–5,46	2,24	–918
		–230	–253	–4,44	2,47	–906

 

Сталь

Плита

Рисунок D.2 — Параметры расположения арматурных стержней

 

(4) Коэффициент z, определяющий расположение арматурного стержня:

 

(D.6)

 

(5) Расстояния u₁, u₂ и u₃ выражаются в мм и означают: u₁, u₂ — расстояние от центра арматурного стержня до ближайшей поверхности стенки стального настила; u₃ — расстояние от центра арматурного стержня до нижней полки стального настила.

(6) Основанные на температурах согласно (1) – (5) предельные напряжения в элементах сталежелезобетонного перекрытия и сопротивление положительному изгибающему моменту определяются в соответствии с 4.3.1.

D.3 Расчет прочности на действие отрицательного изгибающего момента M_fi,Rd^–

(1) Вклад стального настила в прочность на действие отрицательного изгибающего момента
в запас огнестойкости допускается не учитывать.

(2) Прочность на действие отрицательного изгибающего момента перекрытия следует рассчитывать для приведенного сечения. Части сечения, нагретые выше определенной предельной температуры q_lim, не учитываются. Остальная часть сечения принимается не нагретой.

(3) Рабочая часть сечения определяется относительно изотермы предельной температуры (рисунки D.3). Изотерму предельной температуры схематично определяют четыре характерные точки:

точка I: расположена на оси симметрии ребра, на расстоянии от нижней полки стального настила, и рассчитывается исходя из значения предельной температуры согласно выражениям (D.7)
и (D.9) по (4) и (5);

точка II: расположена на линии, проведенной параллельно нижней полке стального настила через точку I, на расстоянии от стенки, равном расстоянию от нижней полки;

точка III: расположена на линии, проведенной по верхней полке стального настила, на расстоянии от стенки, равном расстоянию от точки IV до верхней полки;

точка IV: расположена на оси симметрии между двух ребер, на расстоянии от верхней полки стального настила, рассчитывается исходя из значения предельной температуры согласно выражениям (D.7) и (D.14) по (4) и (5).

Изотерма может быть получена способом линейной интерполяции между точками I, II, III и IV.

Примечание — Предельная температура определяется исходя из равновесия сил в сечении и поэтому зависит от характера распределения температуры.

 

A) Распределение температуры в сечении

 

Температура

Изотерма для

Изотерма для

Изотерма для

 

Рисунок D.3а — Схематизация изотермы

 

B) Схематизация характерной изотермы q = q_lim

 

 

Рисунок D.3б — Определение изотермы

(4) Предельная температура q_lim определяется по формуле

 

, (D.7)

 

где N_s — нормальное усилие в верхней арматуре [Н].

Коэффициенты d_i для тяжелого и легкого бетонов указаны в таблице D.4. Для промежуточных значений допустима линейная интерполяция.

(5) Координаты четырех точек I–IV определяются из условия:

 

Таблица D.4 — Коэффициенты к определению предельной температуры

Бетон	Предел огнестойкости [мин]	d0[°C]	d1[°C]∙Н	d2[°C]∙мм	d3[°C]	d4[°C]∙мм
Тяжелый бетон			–1,9 ∙ 10–4	–8,75	–123	–1378
		–2,2 ∙ 10–4	–9,91	–154	–1990
		–2,2 ∙ 10–4	–9,71	–166	–2155
Легкий бетон			–1,6 ∙ 10–4	–3,43	–80	–392
		–2,6 ∙ 10–4	–10,95	–181	–1834
		–2,5 ∙ 10–4	–10,88	–208	–2233
		–2,5 ∙ 10–4	–10,09	–214	–2320

 

(6) Параметр z, приведенный в (5), может быть определен из выражения к определению температуры арматурного стержня (например, формула (D.5)), принимая u₃/h₂ = 0,75 с учетом q_s = q_lim.

(7) В случае y₁ > h₂ допускается не учитывать ребра настила. В запас огнестойкости к определению изотермы может быть использована таблица D.5.

(8) Прочность на действие отрицательного изгибающего момента рассчитывается с использованием приведенного сечения, определенного согласно (1) – (7), с учетом 4.3.1.

(9) Для легкого бетона следует снижать приведенные в таблице D.5 значения на 10 %.

Таблица D.5 — Распределение температуры в сплошной незащищенной плите перекрытия из тяжелого бетона толщиной 100 мм

Высота сечения x, мм	Температура qc [°C] при длительности огневого воздействия, мин	1 — обогреваемая нижняя поверхность плиты
30'	60'	90'	120'	180'	240'