Gelžbetoninės kolonos ugniai atsparumo skaičiavimas pagal A metodą

Ši skaičiuoklė skirta gelžbetoninių konstrukcijų projektavimui ir kolonų ugniai atsparumo skaičiavimams pagal Eurokodo (EN 1992-1-2) A metodą. Ji apima išsamias projektavimo taisykles gaisro metu.

Skaičiuoklė leidžia įvertinti įvairius projektavimo aspektus, tokius kaip efektyvusis kolonos ilgis, apkrovos koeficientai, armatūros ir betono charakteristikos. Tai svarbus įrankis inžinieriams, atliekantiems pastatų konstrukcijų skaičiavimus pagal galiojančius Eurokodo reikalavimus.

1. Skaičiuojama efektyviojo kolonos ilgio reikšmė $l_{0}$ ir atliekamas patikrinimas pagal ribines reikšmes: $2\,m \leq l_{0} \leq 6\,m$.
2. Skaičiuojamas ugnies apkrovos koeficientas $?_{fi}$, įvertinant apkrovos lygį gaisro sąlygomis.
3. Apskaičiuojamos armatūros ir betono charakteristikos, įskaitant minimalų ir maksimalų armatūros plotą, bei jų tinkamumo patikrinimas.
4. Atliekamas ekscentricitetų patikrinimas lenkiamųjų momentų ir ašinės apkrovos santykiui.
5. Apskaičiuojamas atsparumas pagal šiluminį poveikį $R_{?,fi}$ ir kitos atsparumo dalys: $R_a$, $R_l$, $R_b$, $R_n$.
6. Bendras atsparumas apskaičiuojamas pagal formulę: $$R=120·({R_{?,fi}+R_a+R_l+R_b+R_n}/{120})^{1.8}$$
7. Tikrinamos ribinės sąlygos pagal betono stiprį, armatūros mechanines savybes ir geometrinius parametrus.

Skaičiuoklė taikoma stačiakampių ir apskritų skerspjūvių kolonoms, įvertinant ugnies poveikį laikomajai galiai. Išsamias taisykles ir metodologiją galite rasti Eurokodas 2 (EN 1992-1-2) dokumente.

Atsakomybės atsisakymas: Ši skaičiuoklė yra skirta tik mokomiesiems ir informaciniams tikslams. Ji neturėtų būti naudojama kaip vienintelis pagrindas priimant projektavimo ar statybos sprendimus. Vartotojai privalo pasikonsultuoti su kvalifikuotais inžinieriais ar specialistais prieš taikydami rezultatus praktikoje. Nei kūrėjai, nei svetainės savininkai neprisiima atsakomybės už galimas klaidas ar nuostolius, atsiradusius dėl šios skaičiuoklės naudojimo.

Gelžbetoninės kolonos skerspjūvio schema

Skaičiuoklė Internete (online)
Apkrovos gaisro sąlygomis
$$N_{0Ed}\,(kN)$$		Projektinė ašinė jėga normalioje temperatūroje. Gaisro situacijai ji perskaičiuojama su $$?_{fi}$$.
$$?_{fi}$$		Projektinės apkrovos sumažinimo koeficientas gaisro sąlygoms
$$M_{0Ed,fi,y}\,(kNm)$$		Projektinis lenkiamasis momentas aplink Y ašį gaisrinės saugos sąlygomis
$$M_{0Ed,fi,z}\,(kNm)$$		Projektinis lenkiamasis momentas aplink Z ašį gaisrinės saugos sąlygomis
Geometrija
$$b\,(mm)$$		Skerspjūvio plotis
$$h\,(mm)$$		Skerspjūvio aukštis
$$l\,(mm)$$		Elemento ilgis
$$?$$		Kolonos skaičiuojamasis ilgio koeficientas. Efektyvusis kolonos ilgis gaisro sąlygomis $l_{0,fi}$ visais atvejais gali būti laikomas lygus jo ilgiui $l_{0}$ normalioje temperatūroje. Ryšiais standintų pastato konstrukcijų, kurių būtinoji standartinio gaisro poveikio trukmė yra ilgesnė kaip 30 min, efektyvusis ilgis $l_{0,fi}$ gali būti laikomas lygus: 0,5l – tarpiniuose aukštuose ir 0,5l ? $l_{0,fi}$ ? 0,7l – viršutiniame aukšte (l – tikrasis kolonos ilgis, matuojamas tarp centrų).
Armatūra		Armatūros tipas
$$?_{s}$$		Plieno dalinis koeficientas
$$?$$		Skersmuo
$$n$$		Išilginės armatūros strypų skaičius skerspjūvyje.
$$a\,(mm)$$		Atstumas nuo betono paviršiaus iki išilginės armatūros centro.
Betonas
Betonas		Betono klasė
$$?_{c}$$		Betono dalinis koeficientas
$$?_{cc}$$		Betono stiprio redukcijos koeficientas
Papildoma sąlyga
$$e_{max}$$		Maksimalus ekscentricitetas Šalyje taikytina $e_{max}$ reikšmė, kurios ribos yra 0,15h (arba b) ? $e_{max}$ ? 0,4h (ir b), gali būti pateikiama jos nacionaliniame priede. Rekomenduojamoji reikšmė yra 0,15h (ir b).

$$N_{0Ed}=700\,(kN)$$	$$\eta_{fi}=1$$	$$N_{0Ed,fi}=700\,(kN)$$
$$M_{0Ed,fi,y}=25\,(kNm)$$	$$M_{0Ed,fi,z}=5.5\,(kNm)$$	$$l_{0,fi,raw}=1650\,(mm)$$
$$b=400\,(mm)$$	$$h=400\,(mm)$$	$$l=3300\,(mm)$$
$$\varphi=20\,(mm)$$	$$n=4$$	$$a=50\,(mm)$$
$$f_{yk}=500\,(MPa)$$	$$f_{ck}=30\,(MPa)$$	$$e_{max}=0.15$$

Projektines asines jegos perskaiciavimas gaisro salygoms:

$$N_{0Ed,fi}=N_{0Ed}·\eta_{fi}=700·1=700\,(kN)$$

Efektyviojo kolonos ilgio apskaiciavimas:

$$l_{0,fi,raw}=\eta·l=0.5·3300=1650\,(mm)$$

$$l_{0,fi}=2000\,(mm)$$

Metodo A taikymo salygos pagal ilgi ir geometrija:

$$l_{0,fi,raw}=1650\,(mm)\le 6000\,(mm)$$

$$b'={2·A_c}/{b+h}={2·160000}/{400+400}=400\,(mm)$$

$$200\,(mm)\le b'=400\,(mm)\le 450\,(mm)$$

$$h=400\,(mm)\le 1.5·b=600\,(mm)$$

$$b=400\,(mm)\le 1.5·h=600\,(mm)$$

Betono projektinio stiprio ir skerspjuvio ploto apskaiciavimas:

$$f_{cd}={\alpha_{cc}·f_{ck}}/{\gamma_c}={0.9·30}/{1.5}=18\,(MPa)$$

$$A_c=b·h=400·400=0.16\,(m^2)$$

Ugnies apkrovos koeficiento ir armaturos parametru apskaiciavimas:

$$\mu_{fi}={N_{0Ed,fi}}/{A_c·f_{cd}}={700·10^3}/{0.16·10^6·18}=0.243$$

$$A_s=n·{\pi·\varphi^2}/4=4·{\pi·20^2}/4=0.001257\,(m^2)$$

$$A_{s,min}=0.002·A_c=0.002·0.16=0.00032\,(m^2)$$

$$A_s=0.001257\,(m^2)\ge A_{s,min}=0.00032\,(m^2)$$

$$A_{s,max}=0.04·A_c=0.04·0.16=0.0064\,(m^2)$$

$$A_s=0.001257\,(m^2)\le A_{s,max}=0.0064\,(m^2)$$

$$f_{yd}={f_{yk}}/{\gamma_s}=500/{1.15}=434.78\,(MPa)$$

$$\rho={A_s}/{A_c}=0.001257/0.16=0.00785$$

$$\omega={A_s·f_{yd}}/{A_c·f_{cd}}={0.001257·434.78}/{0.16·18}=0.19$$

Ekscentricitetu patikra:

$$e_y={M_{0Ed,fi,y}}/{N_{0Ed,fi}}={25}/{700}=35.7\,(mm)$$

$$e_y=35.7\,(mm)\le e_{max}·h=60\,(mm)$$

$$e_z={M_{0Ed,fi,z}}/{N_{0Ed,fi}}={5.5}/{700}=7.9\,(mm)$$

$$e_z=7.9\,(mm)\le e_{max}·b=60\,(mm)$$

A metodo atsparumo daliu apskaiciavimas:

$$R_{\eta,fi}=83·(1-\mu_{fi}·{(1+\omega)}/{((0.85/\alpha_{cc})+\omega)})=83·(1-0.243·{(1+0.19)}/{((0.85/0.9)+0.19)})=61.8\,(min)$$

$$R_a=1.60·(a-30)=1.60·(50-30)=32\,(min)$$

$$R_l=9.60·(5-l_{0,fi})=9.60·(5-2)=28.8\,(min)$$

$$R_b=0.09·b'=0.09·400=36\,(min)$$

$$R_n=0\,(min)$$

$$R=120·({R_{\eta,fi}+R_a+R_l+R_b+R_n}/{120})^{1.8}=120·({61.8+32+28.8+36+0}/{120})^{1.8}=198.3\,(min)$$

$l_{0,fi,raw}$ < 2000 mm, skaičiavimui konservatyviai priimta $l_{0,fi}$ = 2000 mm.

Spausdinti