ДСТУ-Н Б EN 1994-1-2:2012 Еврокод 4. Проектирование сталежелезобетонных конструкций. Часть 1-2. Общие правила. Расчет конструкций на огнестойкость (EN 1994-1-2:2005, IDT). Проект

Основи програми Єврокодів

В 1975 році Комісія Європейської спільноти прийняла рішення щодо плану дій у сфері будівництва на підставі статті 95 Угоди. Метою плану дій було усунення технічних перешкод для торгівлі та узгодження технічних умов.

В межах цього плану дій Комісія почала впроваджувати систему узгоджених технічних правил для проектування будівель та споруд, що на першому етапі мали стати альтернативою чинним державним нормам держав-членів, а зрештою мали замінити їх.

Протягом п'ятнадцяти років Комісія за допомогою Постійного комітету, до складу якого входили представники держав-членів, розробляла програму Єврокодів, результатом чого стала публікація першого покоління Європейських норм у 80-х роках.

В 1989 році Комісія та держави-члени ЕU (Європейської спільноти) і ЕFТА (Європейської асоціації вільної торгівлі), на підставі угоди¹ між Комісією та СЕN (Європейським комітетом зі стандартизації), вирішили передати підготовку та публікацію Єврокодів до СЕN за допомогою серії Мандатів, щоб у майбутньому надати

¹ Угода між Комісією Європейських Спільнот і Європейським комітетом стандартизації (СЕN) щодо роботи над Єврокодами для проектування будівель та споруд (BG/CEN/03/89).

Єврокодам статус Європейського стандарту (ЕN). Це фактично пов'язує Єврокоди з положеннями Директив Ради та/або рішень Комісії стосовно Європейських стандартів (наприклад, Директива Ради 89 / 106 / ЕЕС щодо будівельних виробів - СРО - та Директиви Ради 93/37/ЕЕС, 92/50/ЕЕС і 89/440/ЕЕС щодо громадських проектів та комунальних послуг і рівноцінних Директив ЕFТА, що започатковані з метою становлення внутрішнього ринку).

Програма будівельних Єврокодів включає такі стандарти, що в основному складаються з декількох частин:

ЕN 1990 Єврокод: Основи проектування конструкцій

ЕN 1991 Єврокод 1: Дії на конструкції

ЕN 1992 Єврокод 2: Проектування залізобетонних конструкцій

ЕN 1993 Єврокод 3: Проектування сталевих конструкцій

ЕN 1994 Єврокод 4: Проектування сталезалізобетонних конструкцій

ЕN 1995 Єврокод 5: Проектування дерев'яних конструкцій

ЕN 1996 Єврокод 6: Проектування кам'яних конструкцій

ЕN 1997 Єврокод 7: Геотехнічне проектування

ЕN 1998 Єврокод 8: Проектування сейсмостійких конструкцій ЕN 1999 Єврокод 9: Проектування алюмінієвих конструкцій Єврокоди визначають відповідальність розпорядчих органів держав-членів та захищають їх право визначати величини, що стосуються питань регулювання безпеки на національному рівні, якщо ці величини відрізняються для всіх держав- членів.

Background of the Eurocode programme

In 1975, the Commission of the European Community decided on an action programme in the field of construction, based on article 95 of the Treaty. The objective of the programme was the elimination of technical obstacles to trade and the harmonization of technical specifications.

Within this action programme, the Commission took the initiative to establish a set of harmonized technical rules for the design of construction works which, in a first stage, would serve as an alternative to the national rules in force in the Member States and, ultimately, would replace them.

 For fifteen years, the Commission, with the help of a Steering Committee with Representatives of Member States, conducted the development of the Eurocodes programme, which led to the first generation of European codes in the 1980’s.

In 1989, the Commission and the Member States of the EU and EFTA decided, on the basis of an agreement¹ between the Commission and CEN, to transfer the preparation and the publication of the Eurocodes to CEN through a series of Mandates, in order to provide them with

¹ Agreement between the Commission of the European Communities and the European Committee for Standardisation (CEN) concerning the work on EUROCODES for the design of building and civil engineering works (BC/CEN/03/89).

a future status of European Standard (EN). This links de facto the Eurocodes with the provisions of all the Council’s Directives and/or Commission’s Decisions dealing with European standards (e.g. the Council Directive 89/106/EEC on construction products - CPD - and Council Directives 93/37/EEC, 92/50/EEC and 89/440/EEC on public works and services and equivalent EFTA Directives initiated in pursuit of setting up the internal market).

The Structural Eurocode programme comprises the following standards generally consisting of a number of Parts:

EN 1990, Eurocode 0: Basis of structural design

EN 1991, Eurocode 1: Actions on structures EN 1992, Eurocode 2: Design of concrete structures

EN 1993, Eurocode 3: Design of steel structures

EN 1994, Eurocode 4: Design of composite steel and concrete structures EN 1995, Eurocode 5: Design of timber structures

EN 1996, Eurocode 6: Design of masonry structures

EN 1997, Eurocode 7: Geotechnical design EN 1998, Eurocode 8: Design of structures for earthquake resistance EN 1999, Eurocode 9: Design of aluminium structures

Eurocode standards recognize the responsibility of regulatory authorities in each Member State and have safeguarded their right to determine values related to regulatory safety matters at national level where these continue to vary from State to State.

Статус та сфера застосування Єврокодів

Держави-члени ЕU та ЕFТА визнають, що Єврокоди служать основоположними документами для таких цілей:

- як засоби забезпечення відповідності будівель та споруд основним вимогам Директиви Ради

89/106/ЕЕС, зокрема основній вимозі №1

- Механічний опір та стійкість - та основній вимозі №2 - Пожежна безпека;

- як основа для укладання угод на будівельні роботи та супутні інженерні послуги;

- як основа для розроблення узгоджених технічних умов на будівельні вироби (ЕNита ЕТАи).

Оскільки Єврокоди безпосередньо стосуються будівельних робіт, вони мають пряме відношення до Тлумачних документів², що посилаються на статтю 12 СРD, хоча відрізняються від гармонізованих стандартів на вироби³. Таким чином, технічні аспекти, що виникають при застосуванні Єврокодів, мають бути відповідно розглянуті Технічними комітетами СЕN та/або робочими групами ЕОТА, що розробляють стандарти на будівельні вироби, для досягнення повної відповідності технічних умов Єврокодам.

Єврокоди встановлюють загальні правила проектування для повсяк­денного застосування як для проектування будівель в цілому, так і їх складових частин, як традиційних, так і нових. У випадках нетипової форми конструкції або умов проектування, що конкретно не розглядаються, є необхідним додаткова експертна оцінка для проектувальника.

² Відповідно до ст. 3.3 СРD основні вимоги (ЕRи) набудуть чіткої форми у тлумачних документах для створення необхідних зв'язків між основними вимогами та мандатами на гармонізовані ЕNи та ETAGи/ЕТАи.

³  Відповідно до ст. 12 CPD тлумачні документи мають:

a) надати чітку форму основним вимогам, узгодивши термінологію та технічні засади, і вказавши класи або рівні для кожної вимоги, де це необхідно;

b) вказати методи співставлення цих класів або рівнів вимог з технічними умовами, наприклад, методами розрахунку та перевірки, технічними правилами проектування тощо;

c) слугувати рекомендацією для впровадження узгоджених стандартів та настанов для європейського технічного ухвалення.

Єврокоди фактично відіграють подібну роль у сфері ЕR 1 та частини ЕR 2.

Status and field of application of Eurocodes

The Member States of the EU and EFTA recognize that Eurocodes serve as reference documents for the following purposes:

- as a means to prove compliance of building and civil engineering works with the essential requirements of Council Directive 89/106/EEC, particularly Essential Requirement №1

 - Mechanical resistance and stability - and Essential Requirement №2 - Safety in case of fire;

- as a basis for specifying contracts for construction works and related engineering services;

- as a framework for drawing up harmonized technical specifications for construction products (ENs and ETAs).

The Eurocodes, as far as they concern the construction works themselves, have a direct relationship with the Interpretative Documents referred to in Article 12 of the CPD, although they are of a different nature from harmonized product standards . Therefore, technical aspects arising from the Eurocodes work need to be adequately considered by CEN Technical Committees and/or EOTA Working Groups working on product standards with a view to achieving full compatibility of these technical specifications with the Eurocodes.

The Eurocode standards provide common structural design rules for everyday use for the design of whole structures and component products of both a traditional and an innovative nature. Unusual forms of construction or design conditions are not specifically covered and additional expert consideration will be required by the designer in such cases.

² According to Art. 3.3 of the CPD, the essential requirements (ERs) shall be given concrete form in interpretative documents for the creation of the necessary links between the essential requirements and the mandates for harmonized ENs and ETAGs/ETAs.

³ According to Art. 12 of the CPD the interpretative documents shall :

a) give concrete form to the essential requirements by harmonizing the terminology and the technical bases and indicating classes or levels for each requirement where necessary ;

b) indicate methods of correlating these classes or levels of requirement with the technical specifications, e.g. methods of calculation and of proof, technical rules for project design, etc. ;

c) serve as a reference for the establishment of harmonized standards and guidelines for European technical approvals.

The Eurocodes, de facto, play a similar role in the field of

the ER 1 and a part of ER 2.

Національні стандарти, що впровад­жують Єврокоди

Національні стандарти, що впроваджують Єврокоди, містять повний текст Єврокоду (включно з усіма додатками), що виданий СЕN, який може доповнювати Національний титульний аркуш та Національний вступ на початку, а також Національний додаток в кінці.

Національний додаток може містити інформацію лише стосовно тих параметрів, що залишені відкритими в Єврокодах для національного вибору, так звані Національно визначені параметри, та застосовуються для проектування та будівництва у цій країні, а саме:

- значення та/або класи, які в Єврокоді даються на вибір;

- значення, для яких у Єврокоді дано лише позначення;

- особливі дані країни (географічні, кліматичні тощо), наприклад, карта снігового покриву;

- методика, для якої в Єврокоді дано альтернативні методики.

може також містити:

- рішення щодо застосування довідкових додатків;

- посилання на додаткову не супереч­ливу інформацію, що допомагає користувачеві застосовувати Єврокод.

National Standards implementing Eurocodes

The National Standards implementing Eurocodes will comprise the full text of the Eurocode (including any annexes), as published by CEN, which may be preceded by a National title page and National foreword, and may be followed by a National annex.

The National annex may only contain information on those parameters which are left open in the Eurocode for national choice, known as Nationally Determined Parameters, to be used for the design of buildings and civil engineering works to be constructed in the country concerned, i.e.:

- values and/or classes where alternatives are given in the Eurocode,

- values to be used where a symbol only is given in the Eurocode,

- country specific data (geographical, climatic, etc.), e.g. snow map,

- the procedure to be used where alternative procedures are given in the Eurocode;

it may contain

- decisions on the application of informative annexes, and

- references to non-contradictory complementary information to assist the user to apply the Eurocode.

Зв’язок між Єврокодами і гармонізованими технічними умовами (ENи і ETAи) для виробів

Необхідно узгодити гармонізовані технічні умови для будівельних виробів та технічні норми для будівельних робіт споруд⁴. Крім того, повна інформація, що супроводжує СЕ маркування будівельних виробів, де є посилання на Єврокоди, має чітко зазначати, які Національно визначені параметри були враховані.

⁴ Див. ст.3.3 та ст.12 СРD, а також 4.2, 4.3.1, 4.3.2 та 5.2 ID №1.

Links between Eurocodes and harmonized technical specifications (ENs and ETAs) for products

There is a need for consistency between the harmonized technical specifications for construction products and the technical rules for works⁴. Furthermore, all the information accompanying the CE Marking of the construction products which refer to Eurocodes should clearly mention which Nationally Determined Parameters have been taken into account.

⁴ see Art.3.3 and Art.12 of the CPD, as well as clauses 4.2, 4.3.1, 4.3.2 and 5.2 of ID № 1.

Додаткова інформація стосовно ЕN 1994-1-2

ЕN 1994-1-2 містить принципи, вимоги та правила проектування будівель та споруд, що зазнали вогневого впливу, враховуючи такі аспекти.

Вимоги безпеки

ЕN 1994-1-2 призначені для замовників (наприклад, для викладення їх особливих вимог), проектувальників, підрядників та органів державної самоврядування.

Основною метою захисту від пожежі є обмеження ризику для людини та групи людей, їх майна та, у разі потреби, навколишнього середовища або майна, що безпосередньо зазнає впливу вогню у разі пожежі.

Директива 89/106/EEC встановлює такі основні вимоги для обмеження пожежних ризиків:

“Будівлі та споруди проектують і зводять так, щоб у разі виникнення пожежі:

-  забезпечувалася несуча здатність конструктивної системи протягом певного проміжку часу;

- обмежувалося виникнення та поширення вогню і диму в будівлях;

- обмежувалося поширення вогню на сусідні будівлі;

- мешканці могли самостійно залишити будівлі або врятуватися іншими способами;

- враховувалася безпека пожежно- рятувальних підрозділів”.

Згідно з тлумачним Документом №2 “Пожежна безпека⁵” основна вимога може бути дотримана різними можливостями стратегій пожежної безпеки, що переважають у державах- членах, такими як сценарії умовної пожежі (номінальні пожежі) або сценарії реальної (параметричної) пожежі, враховуючи пасивні та/або активні заходи вогнезахисту.

⁵ дивись пункти 2.2, 3.2(4) та 4.2.3.3 ID №2

Частини Будівельних єврокодів, що встановлюють правила для розрахунку конструкцій на вогнестійкість, стосуються особливих підходів до пасивного вогнезахисту щодо проектування конструкцій та будь-яких їх частин для необхідної несучої здатності та обмеження поширення пожежі як встановлено.

Необхідні функції та рівні роботи можуть бути визначені через класифікацію вогнестійкості для стандартного температурного режиму, що наведена в національних нормах або, якщо це дозволено нормами з пожежної безпеки, через використання інженерно- технічних заходів для оцінки пасивного та активного протипожежного захисту. Додаткові вимоги, що стосуються, наприклад:

- можливого улаштування та експлуатації систем розприскування;

- умов заселення будівлі або протипожежного відсіку;

- використання допустимих ізоляційних та захисних матеріалів, включаючи їх обслуговування,

не розглядаються в цьому документі, оскільки ці вимоги є предметом розгляду компетентних організацій.

Значення часткових коефіцієнтів та інших показників надійності вказані як рекомендовані значення, що забезпечують прийнятний рівень надійності. Вони були вибрані за умови, що застосовується відповідний рівень кваліфікації і управління якістю.

Additional information specific to EN 1994-1-2

EN 1994-1-2 describes the principles, requirements and rules for the structural design of buildings exposed to fire, including the following aspects.

Safety requirements

EN 1994-1-2 is intended for clients (e.g. for the formulation of their specific requirements), designers, contractors and public authorities.

The general objectives of fire protection are to limit risks with respect to the individual and society, neighbouring property, and where required, environment or directly exposed property, in the case of fire.

Construction Products Directive 89/106/EEC gives the following essential requirement for the limitation of fire risks: “The construction works must be designed and build in such a way, that in the event of an outbreak of fire

- the load bearing resistance of the construction can be assumed for a specified period of time;

- the generation and spread of fire and smoke within the works are limited;

- the spread of fire to neighbouring construction works is limited;

- the occupants can leave the works or can be rescued by other means;

- the safety of rescue teams is taken into consideration”.

According to the Interpretative Document №2 "Safety in case of fire⁵" the essential requirement may be observed by following various possibilities for fire safety strategies prevailing in the Member States like conventional fire scenarios (nominal fires) or "natural" (parametric) fire scenarios, including passive and/or active fire protection measures.

⁵ see clauses 2.2, 3.2(4) and 4.2.3.3 of ID №2

The fire parts of Structural Eurocodes deal with specific aspects of passive fire protection in terms of designing structures and parts thereof for adequate load bearing resistance and for limiting fire spread as relevant.

Required functions and levels of performance can be specified either in terms of nominal (standard) fire resistance rating, generally given in national regulations or, where allowed national fire regulations, by referring to fire safety engineering for assessing passive and active measures.

Supplementary requirements concerning, for example

- the possible installation and maintenance of sprinkler systems;

- conditions on occupancy of building or fire compartment;

- the use of approved insulation and coating materials, including their maintenance,

are not given in this document, because they are subject to specification by the competent authority.

Numerical values for partial factors and other reliability elements are given as recommended values that provide an acceptable level of reliability. They have been selected assuming that an appropriate level of workmanship and of quality management applies.

Методики розрахунку

Повна аналітична методика розрахунку на вогнестійкість має враховувати роботу конструктивної системи за підвищених температур, можливий вплив тепла та сприятливі впливи активних систем вогнезахисту, а також невизначеності, що пов’язані з цими трьома властивостями, та відповідальність конструктивної системи (наслідки руйнування).

На даний час можливо застосовувати методику для встановлення дійсної роботи конструкції, що включає деякі - якщо не всі - з цих параметрів, та довести, що конструктивна система або її частини відтворюватиме дійсну роботу при реальній пожежі у будинку. Однак, якщо методика ґрунтується на номінальному (стандартному) температурному режимі, то класифікація, що передбачає визначені межі вогнестійкості, враховує (приблизно) вищевказані властивості та невизначеності.

Застосування цієї частини 1-2 показано нижче. Розрізняють визначений підхід та підхід, що заснований на роботі конструкції. Визначений підхід використовує номінальний температур­ний режим для відтворення теплових впливів. Підхід, що заснований на роботі конструкції, використовуючи техніку пожежної безпеки, звертається до теплових впливів, що ґрунтуються на фізичних та хімічних параметрах.

Для проектування згідно з цим стандартом використовують EN 1991-1-2, що визначає теплові та механічні навантаження і впливи на будівлю.

Design procedures

A full analytical procedure for structural fire design would take into account the behaviour of the structural system at elevated temperatures, the potential heat exposure and the beneficial effects of active fire protection systems, together with the uncertainties associated with these three features and the importance of the structure
(consequences of failure)

At the present time it is possible to undertake a procedure for determining adequate performance which incorporates some, if not all, of these parameters and to demonstrate that the structure, or its components, will give adequate performance in a real building fire. However where the procedure is based on a nominal (standard) fire, the classification system, which calls for specific periods of fire resistance, takes into account (though not explicitly), the features and uncertainties described above.

Application of this Part 1-2 is illustrated below. The prescriptive approach and the performance-based approach are identified. The prescriptive approach uses nominal fires to generate thermal actions. The performance-based approach, using fire safety engineering, refers to thermal actions based on physical and chemical parameters.

For design according to this part, EN 1991­1-2 is required for the determination of thermal and mechanical actions to the structure.

Засоби проектування

Окрім спрощених розрахункових моделей, EN 1994-1-2 надає проектні рішення у формі табличних даних (на основі випробувань або уточнених розрахункових моделей), які можуть бути використані у визначених межах достовірності.

Очікується, що засоби проектування, які ґрунтуються на розрахункових моделях, що вказані в EN 1994-1-2, будуть розроблені уповноваженими сторонніми організаціями.

Основний текст EN 1994-1-2 разом з довідковими додатками А-І містить більшість головних принципів та правил, що необхідні для розрахунку сталевих конструкцій на вогнестійкість.

Design aids

Apart from simple calculation models, EN 1994-1-2 gives design solutions in terms of tabulated data (based on tests or advanced calculation models) which may be used within the specified limits of validity.

It is expected, that design aids based on the calculation models given in EN 1994-1-2, will be prepared by interested external organizations.

The main text of EN 1994-1-2 together with informative Annexes includes most of the principal concepts and rules necessary for structural fire design of composite steel and concrete structures.

Національний додаток до EN 1994-1-2

Цей стандарт надає альтернативні методики, значення та рекомендації для класів з примітками, що вказують де необхідно зробити національний вибір. Таким чином, національний стандарт, що впроваджує EN 1994-1-2, має містити Національний додаток, який включав би всі національно визначені параметри, що використовуються для проектування сталевих конструкцій у відповідній країні.

Національний вибір дозволено в ЕN 1994-1-2 у таких пунктах:

- 1.1(16)

- 2.1.3(2)

- 2.3(1)p

- 2.3(2)P

- 2.4.2(3)

- 3.3.2(9)

- 4.1(1)p

- 4.3.5.1(10)

National Annex for EN 1994-1-2

This standard gives alternative procedures, values and recommendations for classes with notes indicating where national choices may have to be made. Therefore the National Standard implementing EN 1994-1-2 should have a National annex containing all Nationally Determined Parameters to be used for the design of steel structures to be constructed in the relevant country.

National choice is allowed in EN 1994-1-2 through paragraphs:

- 1.1(16)

- 2.1.3(2)

- 2.3(1)p

- 2.3(2)p

- 2.4.2(3)

- 3.3.2(9)

- 4.1(1)p

- 4.3.5.1(10)