Презентация Кудряшов 1991

Проектирование железобетонных конструкций в соответствии с

ТКП EN 1990, ТКП EN 1991-1-2, ТКП EN 1992-1-2

Докладчик: к.т.н. Кудряшов В.А.

Еврокоды выступают в качестве ссылочных документов в следующих целях:

1. Как средство подтверждения соответствия строительных работ и работ по гражданскому строительству основополагающим требованиям Директивы Совета 89/106/EEC (ТР 2009-013-ВY), в частности: основополагающее требование № 1 —

Механическое сопротивление и устойчивость основополагающее требование № 2 —

Безопасность в случае пожара;

2. Как основание для изложения договоров на строительные работы и относящиеся к ним инженерно-конструкторские услуги;

3. Как структура составления гармонизированных технических условий на строительные изделия (EN и ETA).

Статус и область применения Еврокодов

Пожар – неконтролируемое горение вне специального очага, приводящее к ущербу (СТБ 11.0.02)

Пожарная опасность объекта – состояние объекта, характеризуемое вероятностью возникновения пожара и величиной ожидаемого ущерба (СТБ 11.0.02)

Пожарная безопасность – состояние объекта, при котором с регламентируемой вероятностью исключается возможность возникновения и развития пожара, а также обеспечивается защита людей и материальных ценностей от воздействия его опасных факторов (СТБ 11.0.02)

Особая расчетная ситуация – расчетная ситуация, относящаяся к особым условиям эксплуатации конструкции или ее экспозиции, включая пожар, взрыв, удар или локальное разрушение (ТКП EN 1990)

Расчетный пожар – Установленное при проектировании развитие пожара (ТКП EN 1991-1-2)

Основные термины

Пожарная нагрузка – сумма тепловых энергий, выделяемых при сгорании всех горючих веществ в определенном пространстве (конструктивные элементы и внутреннее оснащение зданий) (ТКП EN 1991-1-2)

Сценарий пожара – качественное описание протекания пожара с указанием времени для ключевых событий, которые характеризуют данный пожар и отличают его от других возможных. Сценарий обычно описывается процессами возгорания и развития пожара, стадиями его полного развития и затухания во взаимосвязи с оснащением здания и системами, которые влияют на протекание пожара(ТКП EN 1991-1-2)

Огнестойкость – способность конструктивной системы, ее части или отдельной конструкции выполнять требуемые функции (несущую и/или ограждающую) в течение установленной продолжительности регламентируемого пожара при заданном уровне нагрузки (ТКП EN 1991-1-2)


Предел огнестойкости конструкции – характеристика огнестойкости конструкции, определяемая временем (в часах или минутах) от начала стандартного огневого испытания до наступления нормируемых для данной конструкции предельных состояний по огнестойкости (СТБ 11.0.03)

Предельное состояние по огнестойкости – состояние конструкции, при котором она утрачивает способность сохранять несущие и/или ограждающие функции в условиях пожара (ГОСТ 30247.0)

Предельные состояния несущей способности – cостояния, связанные с разрушением или другими формами отказа несущей конструкции (ТКП EN 1990)

Надежность – Способность конструкции или элемента конструкции выполнять заданные функции, сохраняя параметры функционирования, с учетом проектного срока эксплуатации. Надежность обычно выражается в вероятностных величинах(ТКП EN 1990)


ТКП EN 1991 Воздействия на конструкции.

Часть 1-2: Общие воздействия.

Номинальный пожар:

1)стандартный ГОСТ 30247.0 g 345 lg(8t 1) + 20

2)наружный g 660· (1 0,687 e – 0,32t – 0,313 e–3,8t) 20

3)углеводородный g 1080 (1 – 0,325 e–0,167t – 0,675e–2,5t) 20

Параметрический пожар:

1) объемный = СТБ 11.05.03 (но ограничение ≤500 м2)

2) локальный (D≤10 м, Q ≤50 МВт)

Реальный пожар:

1) однозонные модели (среднеобъемная T) ГОСТ 12.1.004

2) двузонные модели (снизу – воздух, сверху – дым + T)

3) полевые (определение T в любой точке) ГОСТ 12.1.004

ТКП EN 1991 Воздействия на конструкции.

Часть 1-2: Общие воздействия.

Эквивалентная продолжительность пожара:

te,d (qt,dkbwt) kc, мин,

где qf,d — расчетная удельная пожарная нагрузка qt,d qf,d Af /At;

kb — коэффициент пересчета теплопоглощающей способности;

wt — коэффициент вентиляции, wt wf At/Af;

kc — корректировочный коэффициент по материалу

В отечественных ТНПА – нет аналога (только в литературе)

Данные из СТБ 11.05.03 = время стандартного пожара

Пределы огнестойкости строительных конструкций

Потеря несущей способности (R)

Потеря целостности (Е)

Потеря теплоизолирующей способности (I)

- для ограждающих конструкций: предельное состояние Е и, если требуется, I;

- для несущих конструкций: предельное состояние R;- для ограждающих и несущих конструкций: предельные состояния R,

E и, если требуется, I.

Фиксируется вследствие обрушения конструкции или возникновения предельных деформаций.

Устанавливается для несущих элементов, к которым относятся: несущие стены, рамы, колонны, рамы, связи, диафрагмы жесткости, элементы перекрытий (фермы, арки, ригели, балки, плиты) и другие конструкции, обеспечивающие общую устойчивость и геометрическую неизменяемость зданий.

Потеря несущей способности (R)

Влияние нагрузки на предел огнестойкости

Потеря целостности (Е) в результате образования в конструкции сквозных трещин или отверстий, через которые на необогреваемую поверхность проникают продукты горения или пламя

Потеря теплоизолирующей способности (I) выражается в повышении температуры на необогреваемой поверхности конструкции в среднем более чем на 140°С, в любой точке этой поверхности более чем на 180°С по сравнению с темпе ратурой конструкции до нагрева, или достижение температуры конструкции более

чем 220°С независимо

от температуры конструкции

до огневого воздействия.

1)Предел огнестойкости бетонных и железобетонных конструкций

по предельному состоянию R (по потере несущей способности) зависит от типа и статической схемы работы конструкции, формы и параметров поперечного сечения, класса бетона по прочности, класса арматуры и величины нагрузки.


по предельному состоянию Е (по потере целостности) зависит от класса бетона по прочности, состава бетонной смеси, введенных добавок, влажности бетона, параметров конструкции и величины нагрузки.


по предельному состоянию I (по потере теплоизолирующей способности) зависит от геометрических размеров сечения конструкции и уровня напряжений.

«стандартный» пожар

Пределы огнестойкости

Требуемые(эвакуация, тушение,

огнесохранность)

Фактические(характеристика

конструкций)

тольконациональные нормы

РБ – ТКП 45-2.02-142,ТКП 45-2.02-34 и др.

GB – Approved document B «Fire Safety»

ГОСТ 30247;ТКП 45-2.02-110+

СНБ 5.03.01 (СНиП 2.01.07)---------------ISO 834;

EN 1990+EN1991-1-2++EN 1992-1-2

Требуемые пределы огнестойкости

Основныестроительные элементы

REI (R,RE,E) 0-120(ТКП 45-2.02-142

в зависимости от степени огнестойкости)

Противопожарные преграды

REI (EI) 15-150(ТКП 45-2.02-142 ++ТКП 45-2.02-92)

Пути эвакуацииREI (EI) 15-45(СНБ 2.02.02)

Везде«стандартный» пожар

Фактические пределы огнестойкости

Испытания

ГОСТ 30247, ISO 834 (EN 13501):Критерии:- разрушение;- предельные деформации;- достижение предельных температур.

ГОСТ 30247 – нагрузка на образец: постоянные и временные длительные нагрузки в их расчетных значениях с коэффициентом надежности, равным 1,0

ISO 834 – нагрузка на образец: “service load” (эксплуатационная нагрузка) установленная в “code of practice” (Еврокоды)


Расчет

ГОСТ 30247+ТКП 45-2.02-110+СНБ 5.03.01 (СНиП 2.01.07)

ТКП 45-2.02-110: - расчет только при невозможности испытаний (п.5.6);- нагрузки – в соответствии с проектом, либо умножением расчетной нагрузки (несущей способности) на коэффициент ηfi (допускается 0,7);

где L = ΣQk/ΣGk – отношение переменных нагрузок к постоянным;γG – частный коэффициент безопасности для постоянных нагрузок;γQ – частный коэффициент безопасности для переменных

нагрузок;Ψ0 – коэффициент редкого сочетания переменных нагрузок;Ψ1 – коэффициент частого сочетания переменных нагрузок;Ψ2 – коэффициент постоянного сочетания переменных нагрузок;μ 1 = Qk1/ΣQki – соотношение переменных нагрузок, μ 2 = 1 - μ 1

021

2211

021

22111

QGGQGGfi QQG

QQG

L

L


Расчет

ГОСТ 30247+ТКП 45-2.02-110+СНБ 5.03.01 (СНиП 2.01.07)

СНБ 5.03.01: - пожар – особая расчетная ситуация, косвенно относится к первой группе предельных состояний (в СНиП 2.03.01 – явно)- особое сочетание:

,,,,,,,

1i

iki21k11dj

jkjGA QQAG

где Gk,j — нормативные значения постоянных нагрузок;Qk,1 — нормативное значение доминирующей переменной нагрузки;Qk,i — нормативные значения сопутствующих переменных нагрузок;Ad — расчетное значение особого воздействия;γGA,j — частный коэффициент безопасности для особой комбинации;γQ,i — частный коэффициент безопасности для переменных нагрузок;ψ0,i, ψ1,1, ψ2,i — коэффициенты сочетаний переменных нагрузок

ПОЖАР – это воздействие, а не нагрузка!


Расчет

ГОСТ 30247+ТКП 45-2.02-110+СНБ 5.03.01 (СНиП 2.01.07)

СНиП 2.01.07: - При необходимости расчета на прочность и устойчивость в условиях пожара, при взрывных воздействиях, столкновении транспортных средств с частями сооружений коэффициенты надежности по нагрузке следует принимать равными 1,0;- Пожар не относится к особым нагрузкам / особым сочетаниям.

Ввиду указанных несоответствий на практике уровень нагрузки определяют в соответствии с «Рекомендациями по расчету пределов огнестойкости бетонных и железобетонных конструкций» (1986) либоГОСТ 30247.1:

Учитываются постоянные и временные длительно действующие нагрузки в нормативных значениях в соответствии со СНиП 2.01.07


Расчет

ТКП EN 1990 +ТКП EN 1991-1-2 + ТКП EN 1992-1-2

ТКП EN 1990 : - пожар – это особая расчетная ситуация;- предельные состояния, которые обеспечивают безопасность людей и/или несущей конструкции, следует классифицировать как предельные состояния несущей способности (1 группа);- анализ несущей конструкции с точки зрения противопожарной защиты следует проводить с применением установленных для данных расчетных ситуаций моделей термических и механических воздействий (EN1991-1-2) и параметров несущей конструкции при повышенных температурах;- предельное состояние по несущей способности STR (EQU): внутреннее разрушение или чрезмерные деформации (потеря статического равновесия конструкции или любой ее части)- сочетание воздействий:

- при расчете чрезвычайного воздействия Ad (пожара) должно учитываться, наряду с температурным влиянием на строительные материалы, также расчетное значение косвенного термического воздействия огня.

, 1,1 2,1 ,1 2, ,1 1

" + " " + " " + " или " + " .k j d k i k ij i

G P A Q Q


Расчет

ТКП EN 1990 +ТКП EN 1991-1-2 + ТКП EN 1992-1-2ТКП EN 1990 : -В расчетах запаса несущей способности для чрезвычайных ситуаций (формулы (6.11а) – (6.12b)) для воздействий следует применять частные коэффициенты безопасности 1,0. Общие коэффициенты указаны в таблице А.1.1.

Таблица А.3 - Расчетные значения воздействий в чрезвычайных расчетных ситуациях и расчетных ситуациях при сейсмических воздействиях

Расчетная ситуация Постоянные воздействия

Ведущее воздействиеb)

Сопроводительные воздействияb)

неблагоприятные благоприятныеглавные

(при наличии)прочие

Особая)

(формула (6.11а/b))

Gkj,sup Gkj,inf Ad 1,1 или 2,1Qk,1 2,iQk,i

Сейсмическая(формула (6.12а/b))

Gkj,sup Gkj,inf fAEk или AEd — 2,iQk,i


Расчет


ТКП EN 1991-1-1 : Постоянные и переменные воздействия

ТКП EN 1991-1-2: - уменьшение воздействующей нагрузки вследствие ее сгорания в расчете не учитывается;- сочетание механических воздействий для получения расчетного значения результата воздействия при пожаре Efi,d,t производится согласно EN 1990 для особой расчетной ситуации;- результаты воздействий при пожаре допускается определять с использованием результатов, полученных при нормальных температурах:

Efi,d Efi,d fi · Ed,где Ed — соответствующий расчетный результат воздействия из основного

сочетания согласно EN 1990;Efi,d — соответствующее постоянное расчетное значение результата

воздействия при пожаре;fi — приведенный коэффициент, определяемый в

противопожарных частях EN 1992 – EN 1996 и EN 1999.


Расчет


ТКП EN 1992-1-2 :- тепловые и механические воздействия принимаются согласно EN 1991-1-2;-коэффициент fi для сочетания нагрузок согласно (6.10) EN 1990 определяется по формуле

- допускается применять fi = 0,7

,1

,1 ,1

k fi kfi

G k Q k

G Q

G Q

Зависимость коэффициента fi от отношения Qk,1/Gk с различными значениями 1,1 со следующими допущениями: GА =1, G = 1,35 и Q = 1,5

,1

,1 0,1 ,1

k fi kfi

G k Q k

G Q

G Q

,1

,1 ,1

k fi kfi

G k Q k

G Q

G Q

либо min→

fi=1 или 2


Арматура

Варианты методов расчета

Методы расчета

Номинальные температурные режимы

Параметрическиетемпературные режимы

Анализ отдельной

конструкции

Анализ части конструктивной

системы

Анализ конструктивной

системы

Табличные данные

Расчет механических воздействий с учетом

граничных условий

Выбор упрощенной или общей модели

развития пожара



Выбор механических воздействий

Анализ отдельной

конструкции

Анализ части конструктивной

системы

Анализ конструктивной

системы

Упрощенный метод расчета

Общийметод

расчета


расчета


расчета


(если возможно)


расчета


расчета


расчета


(если возможно)





Выбор механических воздействий

Диаграмма деформирования арматуры при нагреве

Выводы

1. Подходы, предложенные в EN соответствуют принятым в национальных нормах: - предел огнестойкости терминологически единый показатель;- единицы измерения и предельные состояния по огнестойкости совпадают;- для случая воздействия пожара принимаются постоянные и временные длительно действующие нагрузки с коэффициентом безопасности 1,0- допускается использование приведенного коэффициента для нагрузок (в том числе в его значении 0,7);- значения исходных характеристик материалов принимаются в их нормативных значениях

2. Основные отличия: - EN 1991-1-2 предлагает различные режимы пожаров, в то время как в национальных нормах рассматривается только стандартный пожар;- для расчетной ситуации пожара EN 1990, 1991, 1992 представляют собой согласованную систему документов, в то время как в национальные нормы не согласованы;- в EN 1991-1-2 определена область действия расчетных методик.

Documents

Презентация Кудряшов 1991