Кудряшов Вадим Александрович

Сопоставление требований к
огнестойкости строительных
конструкций ТКП EN 199X-1-2 и
ТКП 45-2.02-110
Докладчик: к.т.н. Кудряшов В.А.
Основные термины
Огнестойкость – способность зданий, сооружений и
строительных конструкций сохранять свои функции
при пожаре
Предел огнестойкости – классификационный
показатель огнестойкости конструкции,
определяемый временем от начала стандартного
огневого испытания до наступления одного из
нормируемых для данной конструкции предельных
состояний по огнестойкости
Степень огнестойкости здания –
классификационная характеристика объекта,
устанавливаемая в зависимости от пределов
огнестойкости и пределов распространения огня
основных строительных конструкций
Историческая справка
Первые огневые испытания перекрытий были проведены в 1880-1890 годах в
Германии, Великобритании и Соединенных Штатах.
В 1900 году в США, в штате Нью-Йорк был принят первый кодекс, который
устанавливал процедуру испытаний для перекрытий в виде 5-часового огневого
воздействия на печи при температуре 1100°C и нагрузке 211 кг/м2, с
последующей выдержкой под четырехкратной нагрузкой в течение 24 часов.
1918 год – первый стандарт – ASTM C19 «Standard Test Methods for Fire Tests of
Building Construction Materials».
В СССР первые огневые испытания – в 1936 году (А.И.Фоломин).
1950-1960 – разработаны основы расчета пределов огнестойкости основных
железобетонных и стальных конструкций (А.И.Яковлев).
1968 год – первый международный стандарт ISO/ТК-92 №834 «Fire resistance
tests – Elements of building constructions» (СЭВ 1000-78 → ГОСТ 30247.0).
Пределы огнестойкости
требуемые
(эвакуация, тушение,
огнесохранность)
фактические
(характеристика
конструкций)
только
национальные нормы
ТКП 45-2.02-110,
Рекомендации...
+
EN 1992-1-2
РБ – СНБ 2.02.01-98,
GB – Approved document
B «Fire Safety»
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
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.
Удельная пожарная нагрузка
qf,d  qf,kmq1q2n,
Коэффициенты q1q2
Площадь
пола Af, м2
Опасность
возникновения пожара
q1
Опасность
возникновения пожара
q2
25
1,1
0,78
250
1,5
1
2500
1,9
1,22
5000
2
1,44
10 000
2,13
1,66
Примеры зданий
(помещений)
Художественная
галерея, музей,
бассейн
Офис, жилое здание,
гостиница,
производство бумаги
Машиностроительное
производство
Химическая
лаборатория, художественные
мастерские
Производство
фейерверков или
красок
ТКП EN 1991 Воздействия на конструкции.
Часть 1-2: Общие воздействия.
Удельная пожарная нагрузка
qf,d  qf,kmq1q2n,
Коэффициент n
Решения (меры) активной противопожарной защиты
Системы дымоудаления
0,87
Устройства для тушения
пожара
0,73
Безопасные пути доступа
0,87
Необъектовое пожарное
подразделение
1,0
0,87
или 0,7
2
Объектовое пожарное
подразделение
1
Дымовые
извещатели
0
Тепловые
извещатели
Автоматическое водяное
пожаротушение
0,61
Независимое противопожарное
водоснабжение
Автоматическая
индикация и
сигнализация о
пожаре
Неавтоматическое тушение пожара
Автоматическая передача
сообщения в пожарное
подразделение
Автоматическая
пожарная сигнализация
Автоматические
установки пожаротушения
0,61 или
0,78
0,9
или 1
или 1,5
1
или 1,5
1
или 1,5
0,61
1,0
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 П 11.05.03 = время стандартного пожара
Фактические пределы огнестойкости
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.
Потеря несущей способности (R)
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 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 температурой 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.
2) Предел огнестойкости бетонных и железобетонных конструкций
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.
3) Предел огнестойкости бетонных и железобетонных конструкций
по предельному состоянию I (по потере теплоизолирующей
способности) зависит от геометрических размеров сечения
конструкции и уровня напряжений.
Варианты методов расчета
Методы расчета
Номинальные
температурные режимы
Анализ
отдельной
конструкции
Расчет механических
воздействий с учетом
граничных условий
Табличные
данные
Анализ части
конструктивной
системы
Расчет механических
воздействий с учетом
граничных условий
Упрощенны
й метод
расчета
Общий
метод
расчета
Параметрические
температурные режимы
Анализ
конструктивной
системы
Расчет механических
воздействий с учетом
граничных условий
Выбор
механических
воздействий
Упрощенный
метод расчета
(если
возможно)
Анализ
отдельной
конструкции
Общий
метод
расчета
Выбор упрощенной
или общей модели
развития пожара
Анализ части
конструктивной
системы
Анализ
конструктивной
системы
Расчет механических
воздействий с учетом
граничных условий
Выбор
механических
воздействий
Общий
метод
расчета
Упрощенный
метод расчета
(если
возможно)
Общий
метод
расчета
Общий
метод
расчета
Общий
метод
расчета
Табличные данные
Общее для ТКП 45-2.02-110 и EN 1992-1-2:
- параметры определены для бетонов плотностью
от 1800 до 2600 кг/м3 с силикатным заполнителем. При использовании
карбонатных заполнителей или легких бетонов допускается
уменьшение минимальных габаритов поперечного сечения элементов
на 10 %;
- данные определены для критической температуры ненапрягаемой
(S240 – S500) арматуры 500 C, для напрягаемой:
+10 мм – для стержней (соответствует 400 C);
+15 мм – для проволоки и канатов (соответствует 350 C);
- среднее расстояние
до оси арматуры
am 
As1a1  As 2a2  ...  Asnan

As1  As 2  ...  Asn
A a
A
si
si
i
Табличные данные
Особенности EN 1992-1-2:
-
уточнена область применения;
корректировка критической температуры :
а = 0,1 ∙ (500 – cr);
и критических напряжений :
Ed ,fi fyk  20 C  As,req
 s,fi 
Ed

s

As,prov
в таблицах приведены значения, менее чем минимальные
требуемые по эксплуатационной пригодности (для интерполяции).
Табличные данные
Колонны
Общее для ТКП 45-2.02-110 и EN 1992-1-2 (метод А):
- с эксцентриситетом продольной силы относительно центра тяжести
приведенного сечения не более 0,15h;
- расчетной длиной не более 3 м;
- армирование As  0,04Ac
Табличные данные
Колонны
ТКП 45-2.02-110
Коэффициент
использования
несущей способности 
Ширина поперечного
сечения
колонны b / расстояние
до оси арматуры c
0,3
Минимальные размеры железобетонных колонн,
мм, имеющих предел огнестойкости
R 30
R 60
R 90
R 120
R 180
b/c
200/25
200/25
200/31
300/25
250/40
350/35
350/45
0,5
b/c
200/25
200/36
300/31
300/45
400/38
350/45
450/40
350/63
0,7
b/c
200/32
300/27
250/46
350/40
350/53
450/40
350/57
450/51
450/70
Табличные данные
Колонны
Минимальные размеры, мм
(ширина колонны bmin/расстояние до оси арматуры a)
Предел
огнестойкости
EN 1992-1-2
Метод А
обогрев более чем с одной стороны
обогрев с одной стороны
1
fi = 0,2
2
fi = 0,5
3
fi = 0,7
4
fi = 0,7
5
R 30
200/25
200/25
200/32
300/27
155/25
R 60
200/25
200/36
300/31
250/46
350/40
155/25
R 90
200/31
300/25
300/45
400/38
350/53
450/40**
155/25
R 120
250/40
350/35
350/45**
450/40**
350/57**
450/51**
175/35
R 180
350/45**
350/63**
450/70**
230/55
R 240
350/61**
450/75**
295/70
** Минимум восемь стержней.
Примечание — Для предварительно напряженных колонн следует соблюдать увеличение расстояния до оси арматуры
согласно 5.2 (5).
Возможность уточнения данных по формуле
1,8
 R  Ra  Rl  Rb  Rn 
R  120   fi
 ;
120


Табличные данные
Колонны
Коэффициент
армирования 
1
2
n = 0,15
3
n = 0,3
4
n = 0,5
5
n = 0,7
6
R 30
0,1
150/25*
150/25*
200/30:250/25*
300/30:350/25*
0,5
150/25*
150/25*
150/25*
200/30:250/25*
1
150/25*
150/25*
150/25*
200/30:300/25*
0,1
150/30:200/25*
200/40:300/25*
300/40:500/25*
500/25*
0,5
150/25*
150/35:200/25*
250/35:350/25*
350/40:550/25*
1
150/25*
150/30:200/25*
200/40:400/25*
300/50:600/30
0,1
200/40:250/25*
300/40:400/25*
500/50:550/25*
550/40:600/25*
0,5
150/35:200/25*
200/45:300/25*
300/45:550/25*
500/50:600/40
1
200/25*
200/40:300/25*
250/40:550/25*
500/50:600/45
0,1
250/50:350/25*
400/50:550/25*
550/25*
550/60:600/45
0,5
200/45:300/25*
300/45:550/25*
450/50:600/25*
500/60:600/50
1
200/40:250/25*
250/50:400/25*
450/45:600/30
600/60
0,1
400/50:500/25*
500/60:550/25*
550/60:600/30
(1)
0,5
300/45:450/25*
450/50:600/25*
500/60:600/50
600/75
1
300/35:400/25*
450/50:550/25*
500/60:600/45
(1)
0,1
500/60:550/25*
550/40:600/25*
600/75
(1)
0,5
450/45:500/25*
550/55:600/25*
600/70
(1)
1
400/45:500/25*
500/40:600/30
600/60
(1)
EN 1992-1-2
R 60
Метод B:
- связевые системы
- emax = 100 мм
-

As fyd
R 90
R 120
R 180
Ac fcd
R 240
-
max = 80
hmax = 600 мм
Минимальные размеры, мм
(ширина колонны bmin/расстояние до оси арматуры a)
Предел
огнестойкости
* Обеспечивается выполнением требований EN 1992-1-1.
Примечание — (1) — Необходимая ширина поперечного сечения более . Требуется более точная оценка устойчивости
элемента.
Табличные данные
Предел
огнестойкости
Колонны
-
колонна при пожаре обогревается более чем с одной стороны
1
2
R 30
30
150/25*
150/25*
150/25*
150/25*
40
150/25*
150/25*
150/25*
150/25*
50
150/25*
150/25*
150/25*
200/25*
60
150/25*
150/25*
200/25*
250/25*
70
150/25*
150/25*
250/25*
300/25*
80
150/25*
200/25*
250/30:300/25*
350/25*
30
150/25*
150/25*
200/25*
200/30:250/25*
40
150/25*
150/25*
200/25*
250/25*
50
150/25*
200/25*
250/25*
300/25
60
150/25*
200/40:250/25*
250/40:300/25*
350/30:400/25*
70
200/25*
250/30:300/25*
300/40:350/25*
450/35:550/25*
80
200/30:250/25*
250/40:300/25*
400/30:450/25*
550/60:600/35
250/30:300/25*
R 60
-

n = 0,15
3
EN 1992-1-2
Метод B:
- связевые системы
- emax = 100 мм
Минимальные размеры, мм
(ширина колонны bmin/расстояние до оси арматуры a)
n = 0,5
5
n = 0,7
6
30
150/25*
200/25*
200/50:250/25*
40
150/35:200/25*
200/30:250/25*
250/25*
300/25
50
200/25*
250/25*
300/25*
350/50:400/25*
60
200/35:250/25*
250/40:300/25*
350/35:400/25*
450/50:550/25*
70
250/25*
300/35:350/25*
400/45:550/25*
600/40
80
250/30:300/25*
350/35:400/25*
550/40:600/25*
(1)
30
200/25*
250/25*
250/25*
300/45:350/25
Ac fcd
40
250/25*
250/25*
300/25*
400/25*
50
250/25*
300/25*
350/50:400/25*
450/50:500/25*
60
250/25*
350/25*
450/400:500/25*
550/50
max = 80
hmax = 600 мм
70
250/50:300/25*
400/25*
500/60:550/25*
(1)
80
300/25*
450/40:500/25*
600/45
(1)
30
250/25*
250/25*
350/25*
400/50:450/25*
40
250/25*
300/30:350/25*
400/25*
450/50:500/25*
50
250/50:300/25*
350/50:400/25*
450/40:500/25*
550/60:600/35
60
300/40:350/25*
450/25*
550/40:600/25
(1)
70
350/30:400/25*
500/25*
600/80
(1)
80
400/30:450/25*
550/45/600/25*
(1)
(1)

As fyd
R 90
n = 0,3
4
R 120
R 180
(1) Требуется ширина более 600 мм. Требуется более точная оценка устойчивости.
Табличные данные
Стены
ТКП 45-2.02-110
Коэффициент
использования
несущей способности η
0,35
0,70
Толщина стены t
и расстояние
до оси арматуры c
t
c
t
c
Минимальные размеры железобетонных стен, мм,
имеющих предел огнестойкости
REI 30
REI 60
REI 90
REI 120
REI 180
120
25
120
25
120
25
140
25
140
25
170
25
160
25
220
35
EI 15
50
Предел огнестойкости
+ Учет
дополнительных
покрытий
200
45
270
55
EI 30
60
EI 45
70
EI 60
80
EI 90
100
EI 120
120
EI 150
135
EI 180
150
Минимальная толщина , мм
Примечание — Толщина конструкции, соответствующая заданному пределу огнестойкости, может быть
определена по формуле  = K1 + K2, где  — время, соответствующее пределу огнестойкости, мин;
расчетные коэффициенты для тяжелого бетона: K1 = 0,6157 мм/мин, K2 = ; для легкого бетона (плотностью
не более 1200 кг/м3): K1 = 0,3038 мм/мин, = .
EN 1992-1-2
Предел
огнестойкости
1
Минимальные размеры, мм
(толщина стен/расстояние до оси арматуры)
fi = 0,35
fi = 0,7
односторонний
двухсторонний
односторонний
двухсторонний
обогрев
обогрев
обогрев
обогрев
2
3
4
5
REI 30
100/10*
120/10*
120/10*
120/10*
REI 60
110/10*
120/10*
130/10*
140/10*
REI 90
120/20*
140/10*
140/25
170/25
REI 120
150/25
160/25
160/35
220/35
REI 180
180/40
200/45
210/50
270/55
REI 240
230/55
250/55
270/60
350/60
* Обеспечивается выполнением требований EN 1992-1-1.
Примечание — Для определения fi см. 5.3.2 (3).
Табличные данные
Балки
ТКП 45-2.02-110
свободно опертые →
Предел
огнестойкости
R 30
R 60
(+растянутые
элементы)
R 90
R 120
R 180
Ширина
поперечного сечения
балки b и расстояние
до оси арматуры c
b
c
b
c
b
c
b
c
b
c
Минимальные размеры
железобетонных балок, мм
1
2
3
4
80
25
120
40
150
55
200
65
240
80
120
25
160
35
200
45
240
60
300
70
160
25
200
30
300
40
300
55
400
65
200
25
300
25
400
35
500
50
600
60
c = c + 10
неразрезные:
Отношение площади сечения арматуры
над опорой, где действует
отрицательный момент,
к площади сечения арматуры в пролете
Увеличение предела огнестойкости
изгибаемого статически неопределимого элемента
по сравнению с пределом огнестойкости
статически определимого элемента, %
1
1,25
1,5
1,75
2
50
75
100
125
150
c = c
Примечание — Для промежуточных значений отношения площадей увеличение предела огнестойкости
определяется линейной интерполяцией.
Минимальная
ширина балки
bmin, мм
Минимальна
я
ширина
ребра
b, мм
80
80
120
100
150
110
200
130
240
150
Табличные данные
Балки
EN 1992-1-2
Свободно опертые:
2
Если b > 1,4bw, и bd eff  2bmin ,
расстояние до оси арматуры необходимо увеличить до
Предел
огнестойкости
1

d
aeff  a   1,85  eff

bmin

bw
b

  a,

Минимальные размеры, мм
возможные комбинации среднего расстояния до оси
толщина стенки bw
арматуры a и ширины балки bmin
класс WA
класс WB
класс WC
2
3
4
5
6
7
8
R 30
bmin = 80
120
160
200
80
80
80
R 60
a = 25
bmin = 120
20
160
15*
200
15*
300
100
80
100
R 90
a = 40
bmin = 150
35
200
30
300
25
400
110
100
100
R 120
a = 55
bmin = 200
45
240
40
300
35
500
130
120
120
R 180
a = 65
bmin = 240
60
300
55
400
50
600
150
150
140
R 240
a = 80
bmin = 280
70
350
65
500
60
700
170
170
160
a = 90
80
75
70
asd = a + (см. примечание 2)
* Обеспечивается выполнением требований EN 1992-1-1.
Примечания
1 Для предварительно напряженных балок расстояние до оси арматуры необходимо увеличить согласно 5.2 (5).
2 asd — расстояние от оси угловых стержней (канатов или проволоки) до боковой поверхности балок с одним
рядом арматуры. Для значений bmin, которые более приведенных в графе 4, увеличение asd не требуется.
Растянутые
элементы – 400°С
(+10 мм)
Табличные данные
Балки
EN 1992-1-2

x 
As,req  x   As,req  0   1  2,5  
leff 

Неразрезные:
а) соблюдаются приведенные требования по конструированию;
b) перераспределение изгибающего момента при нормальной температуре не превышает 15 %.
Минимальные размеры, мм
Предел
огнестойкости
возможные комбинации среднего расстояния
до оси арматуры a и ширины балки bmin
1
2
3
R 30
bmin = 80
160
a = 15*
12*
bmin = 120
200
a = 25
12*
bmin = 150
250
a = 35
25
bmin = 200
300
450
500
a = 45
35
35
30
bmin = 240
400
550
600
a = 60
50
50
40
bmm = 280
500
650
700
a = 75
60
60
50
R 60
R 90
R 120
R 180
R 240
4
5
толщина стенки bw
класс WA
класс WB
класс WC
6
7
8
80
80
80
100
80
100
110
100
100
130
120
120
150
150
140
170
170
160
asd = a + (см. примечание 2)
* Обеспечивается выполнением требований EN 1992-1-1.
Примечания
1 Для предварительно напряженных балок расстояние до оси арматуры необходимо увеличить
согласно 5.2 (5).
2 asd — расстояние от оси угловых стержней (канатов или проволоки) до боковой поверхности балок с
одним рядом арматуры. Для значений bmin, которые более приведенных в графе 3, увеличение asd не
требуется.
1 — эпюра изгибающих моментов при пожаре для времени t = 0;
2 — эпюра изгибающих моментов, которые должна
воспринимать
растянутая арматура согласно EN 1992-1-1;
3 — эпюра изгибающих моментов при пожаре;
4 — эпюра изгибающих моментов внутренних сил,
соответствующая формуле (5.11)
Табличные данные
Плиты
ТКП 45-2.02-110
Пределы
огнестойкости
Расстояние до оси арматуры с, мм, при армировании
в двух направлениях
в одном направлении
ly /lx  1,5
ly /lx  1,5
REI 30
REI 60
REI 90
REI 120
REI 180
25
25
30
40
55
25
25
25
25
30
25
25
25
25
40
*многопустотные, ребристые плиты – 0,9
EN 1992-1-2
Предел
огнестойкости
толщина плиты
hs
Минимальные размеры, мм
расстояние до оси арматуры а
армирование
армирование в двух направлениях
в одном направлении
ly/lx  1,5
1,5  ly/lx  2
3
4
5
1
2
REI 30
60
10*
10*
10*
REI 60
80
20
10*
15*
REI 90
100
30
15*
20
REI 120
120
40
20
25
REI 180
150
55
30
40
REI 240
175
65
40
50
* Обеспечивается выполнением требований EN 1992-1-1.
Табличные данные
Плиты
EN 1992-1-2
Многопустотные
плиты →
Предел огнестойкости
1
REI 30
REI 60
REI 90
REI 120
REI 180
REI 240
150
180
200
200
200
200
10*
15*
25
35
45
50
* Обеспечивается выполнением требований EN 1992-1-1.
Предел
огнестойкости
1
REI 30
REI 60
1
REI 90
REI 120
Ребристые плиты →
Минимальные размеры, мм
толщина плиты hs
расстояние до оси арматуры a
2
3
REI 180
REI 240
Минимальные размеры, мм
возможные комбинации ширины ребер bmin
толщина плиты hs и расстояние
и расстояния до оси арматуры a
до оси арматуры a в полке
2
3
4
5
bmin = 80
a =15*
bmin = 100
a = 35
2
bmin = 120
a = 45
bmin = 160
a = 60
bmin = 220
a = 75
bmin = 280
a = 90
120
25
3
160
40
190
55
260
70
350
75
>200
15*
4
>250
30
>300
40
>410
60
>500
70
hs = 80
a = 10*
hs = 80
a = 10*
5
hs = 100
a = 15*
hs = 120
a = 20
hs = 150
a = 30
hs = 175
a = 40
* Обеспечивается выполнением требований EN 1992-1-1.
Примечания
1 Для предварительно напряженных ребристых плит расстояние до оси необходимо увеличить согласно
5.2 (5).
2 asd = a + 10, где asd — расстояние от оси арматуры до боковой обогреваемой при пожаре поверхности
ребер.
Снижение прочности бетона при нагреве
ТКП 45-2.02-110
Коэффициенты, при температуре бетона, °С
100
200
300
400
500
600
700
800
1,00
0,99
0,98
0,95
0,85
0,80
0,60
0,20
0,10

1,00
0,85
0,70
0,50
0,40
0,30
0,20
0,10
0,05
kс()
1,00
1,00
0,98
0,95
0,90
0,85
0,65
0,30
0,15

1,00
0,88
0,75
0,55
0,45
0,35
0,25
0,15
0,10
kс()
kс()
kс()
1,00
1,00
1,00
0,90
0,75
0,75
0,90
0,70
0,70
0,85
0,65
0,65
0,75
0,50
0,45
0,60
0,45
0,30
0,45
0,30
0,25
0,28
0,20
0,15
0,10
0,05
0,05
Вид бетона
Коэффициент
Тяжелый с силикатным
заполнителем
kс()
Тяжелый с карбонатным
заполнителем
Высокопрочный:
C55/67 – C60/75
C70/85 – C80/95
C90/105
20
EN 1992-1-2
Температура бетона , C
1
20
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
Силикатный заполнитель
fc,/fck
c1,
cu1,
2
3
4
Карбонатный заполнитель
fc,/fck
c1,
cu1,
5
6
7
1
1
0,95
0,85
0,75
0,6
0,45
0,3
0,15
0,08
0,04
0,01
0
1
1
0,97
0,91
0,85
0,74
0,6
0,43
0,27
0,15
0,06
0,02
0
0,0025
0,004
0,0055
0,007
0,01
0,015
0,025
0,025
0,025
0,025
0,025
0,025
—
0,02
0,0225
0,025
0,0275
0,03
0,0325
0,035
0,0375
0,04
0,0425
0,045
0,0475
—
0,0025
0,004
0,0055
0,007
0,01
0,015
0,025
0,025
0,025
0,025
0,025
0,025
—
0,02
0,0225
0,025
0,0275
0,03
0,0325
0,035
0,0375
0,04
0,0425
0,045
0,0475
—
Диаграмма деформирования
арматуры при нагреве
Диапазон
EN 1992-1-2
sp,
sp,θ    sy,
Напряжение ()
Модуль упругости
() = Es,θ
E = Es,θ
    fsp – c 
b 2
a – ( sy , –  )2
a
E=
b  sy ,   
a a2     sy , 
sy,θ    st,
() = fsy,
0
st,    su,

 –  st , 
    fsy   1 –

  su, –  st , 
—
0
—
 = su,
Характеристики*
Вспомогательные
переменные
sp, = fsp, /Es,; sy, =0,02; st, =0,15; su, = 0,2
Класс А арматуры: st, =0,05; su, = 0,1

c 
a2    sy ,   sp,    sy ,   sp, 


Es, 

b2  c   sy ,   sp,   Es,  c 2
c

f
sy ,
sy ,
 fsp, 
2
  sp,  Es,  2  fsy ,  fsp, 
* Значения для pt,θ и pu, напрягаемой арматуры принимаются по таблице 3.3.
Примечания
1 Класс А арматуры определяется по приложению СEN 1992-1-1.
2 Для напрягаемой арматуры подстрочный индекс «s» следует заменять на «p».
2
Снижение прочности арматуры при нагреве
ТКП 45-2.02-110
Класс арматуры
Арматура классов S240 – S500
Арматура классов S800 – S1400
Проволока и арматура,
подвергнутая термическому
упрочнению
Коэффициент
Коэффициенты, при температуре арматуры, °С
200
300
400
500
600
700
800
ks()

ks()

1,00
0,92
1,00
0,90
1,00
0,90
0,96
0,85
0,85
0,85
0,80
0,80
0,60
0,80
0,55
0,76
0,37
0,77
0,30
0,70
0,22
0,72
0,12
0,66
0,10
0,65
0,08
0,61
ks()
1,00
0,90
0,65
0,35
0,15
0,05
0,02

0,94
0,86
0,77
0,64
0,55
0,45
0,35
EN 1992-1-2
fsy,
fsp,/fyk
Es,/Es
Температура
холоднохолоднохолодноарматуры , С горячекатаная деформирован горячекатаная деформирован горячекатаная деформирован
ная
ная
ная
20
1
1
1
1
1
1
100
1
1
1
0,96
1
1
200
1
1
0,81
0,92
0,9
0,87
300
1
1
0,61
0,81
0,8
0,72
400
1
0,94
0,42
0,63
0,7
0,56
500
0,78
0,67
0,36
0,44
0,6
0,4
600
0,47
0,4
0,18
0,26
0,31
0,24
700
0,23
0,12
0,07
0,08
0,13
0,08
800
0,11
0,11
0,05
0,06
0,09
0,06
900
0,06
0,08
0,04
0,05
0,07
0,05
1000
0,04
0,05
0,02
0,03
0,04
0,03
1100
0,02
0,03
0,01
0,02
0,02
0,02
1200
0
0
0
0
0
0
Снижение температуропроводности
бетона при нагреве
0.0040
0.0035
Температуропроводность, ared, м2/ч
0.0030
0.0025
EN 1992-1-2
w=0%
0.0020
w=2%
ТКП 45-2.02-110
0.0015
0.0010
w=5%
w=3%
0.0005
0.0000
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
Температура, t °С
Сущность расчета огнестойкости
железобетонных конструкций
Теплоизолирующая
способность (I)
Несущая
способность (R)
Теплотехническая
задача
Статическая
задача
+ Оценка целостности (E)
Теплотехническая задача
ТКП 45-2.02-110
Расчетная методика:
ТКП 45-2.02-110 и EN 1992-1-2
Влияние формы и параметров
поперечного сечения
Статическая задача
Метод изотермы 500 °С
ТКП 45-2.02-110:
- 500 °С - для тяжелого бетона классов до C50/60
включительно с силикатным заполнителем;
- 600 °С - для тяжелого бетона классов до C50/60
включительно с карбонатным заполнителем;
460 °С - для тяжелого бетона классов C55/67 –
C60/75;
- 400 °С - для тяжелого бетона классов C70/85 –
C80/95.
Метод предельного равновесия согласно СНБ
5.03.01:
MSd  MRd
fyd∙k(θ) As1 =  fcd red Acc + fyd ∙k(θ)  As2
Статическая задача
Метод изотермы 500 °С
EN 1992-1-2
a) Для стандартного температурного режима пожара в зависимости от
предела огнестойкости;
b) Для параметрического воздействия пожара с проемностью О  0,14 м1/2
Предел огнестойкости
R 60
R 90
R 120
R 180
R 240
Минимальная ширина поперечного сечения, мм
90
120
160
200
280
Удельная пожарная нагрузка, MДж ∙ м–2
200
300
400
600
800
Минимальная ширина поперечного сечения, мм
100
140
160
200
240
Mu1  As1fsd ,fi m   z
Mu 2  As 2fscd ,fi m   z '
k 
As1fsd ,fi m 
bfi dfi fsd ,fi m 
Mu = Mu1+ Mu2.
Статическая задача
Зонный метод
Только в EN 1992-1-2
Поперечное сечение разделяется на несколько (n  3) параллельных зон одинаковой толщины
(прямоугольные элементы), для каждой из которых определяется средняя температура и
соответствующее сопротивление сжатию fcd() и, при необходимости, модуль упругости;
2) Поврежденное при пожаре поперечное сечение представляется посредством приведенного
сечения, нормального к продольной оси конструкции, не включающего на обогреваемых при
пожаре сторонах поврежденную зону толщиной az ;
3) Поврежденная зона az для эквивалентной стены, обогреваемой при пожаре с двух сторон,
определяется следующим образом:
- половина толщины стены разделяется на n (n  3) параллельных зон одинаковой толщины ;
- для середины каждой зоны определяется температура нагрева;
- для каждой зоны определяются соответствующие коэффициенты kc()
1)
kc,m
 0,2 
1 n  n
 k  ,


c  i
n
i 1

kc ,m 
az  w 1 

 kc M  
Общие методы расчета
Общие методы расчета должны обеспечивать реалистический анализ
конструктивных систем при пожаре. Они должны быть основаны на
фундаментальных физических представлениях, приводящих к получению
достоверных данных об ожидаемой работе соответствующей конструкции при
пожаре.
Общие методы расчета включают расчетные модели для определения:
- роста и распределения температуры в конструкциях (теплотехнический
расчет);
- механической работы конструктивной системы или любой ее части
(статический расчет).
Общие методы расчета применяются с любыми температурными режимами
при условии, что известны характеристики материалов для соответствующих
диапазона температур и режима нагрева.
Общие методы расчета применяются для любого поперечного сечения
Выводы
1. Подходы, предложенные в EN 1991-1-2 и EN 1992-1-2 соответствуют
принятым в ТКП 45-2.02-110:
- предел огнестойкости терминологически единый показатель;
- единицы измерения и предельные состояния по огнестойкости совпадают;
- предел огнестойкости определяется либо экспериментально, либо
теоретически: табличным способом либо расчетом по методу предельного
равновесия.
2. Основные отличия:
-ТКП 45-2.02-110 допускает расчет только при невозможности проведения
испытаний, в то время как EN 1991-1-2 дает право равнозначного выбора;
- область действия табличного метода в EN 1991-1-2 ограничена статическими
схемами, прочностными и геометрическими показателями конструкций, в то
время как в ТКП 45-2.02-110 область действия табличного метода ограничена
прочностными показателями и в более общем виде статическими схемами;
- в EN 1991-1-2 предлагает использовать общие методы расчета
(программными средствами) в то время как в ТКП 45-2.02-110 такая
возможность не предусмотрена;
- в ТКП 45-2.02-110 представлены обобщенные результаты испытаний
конкретных конструкций, в EN 1991-1-2 такая информация отсутствует.
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ
Кудряшов Вадим Александрович
кандидат технических наук,
старший преподаватель
ГУО «Командно-инженерный институт»
МЧС Республики Беларусь
тел. раб.: 8(017)341-75-11
fax раб.: 8(017)340-35-57
тел. моб.: 8(029)659-09-60
vadkud@gmail.com