ขั้นแรก เราจะอธิบายมาตรฐานฉบับใหม่เพื่อให้คุณใช้งานได้อย่างมั่นใจ จากนั้นเราจะนำทางเลือกที่สองมาใช้จริงกับคานสำเร็จรูป เพื่อแสดงให้เห็นว่ากระบวนการนี้ทำให้เป็นอัตโนมัติได้ง่ายเพียงใด (หมายเลขข้อกำหนดอ้างอิงตาม EN 1992-1-2:2023 เว้นแต่ระบุว่าเป็นฉบับ 2004)
การเปลี่ยนแปลงในมาตรฐาน - การต้านทานไฟ
1. ตารางยังคงอยู่ แต่กฎเกณฑ์ที่เกี่ยวข้องเข้มงวดขึ้น
ข้อมูลในตารางยังคงเป็นแนวทางที่รวดเร็วและอยู่ฝั่งปลอดภัย ส่วนวิธีการคำนวณใช้สำหรับชิ้นส่วนที่ตารางไม่ครอบคลุม มาตรฐานฉบับ 2023 ยังคงแนวทางนี้ไว้ แต่ชี้แจงขอบเขตให้ชัดเจนขึ้น กล่าวคือ ผลจากตารางโดยทั่วไปถือว่าอยู่ฝั่งปลอดภัยเมื่อเทียบกับผลการทดสอบและวิธีแบบง่ายหรือวิธีขั้นสูง และไม่อนุญาตให้ประมาณค่านอกช่วงขอบเขตที่ระบุ (ข้อ 6.1(2))
เป้าหมายอีกประการคือทำให้ทั้งสามแนวทางทำงานร่วมกันได้สอดคล้องยิ่งขึ้น คำนำของมาตรฐานยืนยันว่าบทบัญญัติเชิงตารางได้รับการปรับปรุงเพื่อให้สอดคล้องกันระหว่างวิธีเชิงตาราง วิธีแบบง่าย และวิธีขั้นสูง
ตารางเหล่านี้ได้รับการสอบเทียบกับสมมติฐานใด
ขนาดขั้นต่ำในตารางอ้างอิงจากสมมติฐานคงที่ ค่าอ้างอิงหลักส่วนใหญ่ไม่เปลี่ยนแปลง:
- ηfi = 0.7 — ระดับแรงกระทำอ้างอิง (2004, ข้อ 5.2(3); 2023, ข้อ 6.2(1))
- 500 °C — อุณหภูมิวิกฤตของเหล็กเสริมสำหรับชิ้นส่วนรับแรงดัดแบบรองรับอย่างง่าย ซึ่งสอดคล้องกับประมาณ 0.60 fyk ที่ ηfi = 0.7 และ γS = 1.15 (2004, 5.2(4); 2023, ข้อ 6.2(3), หมายเหตุ 1)
อย่างไรก็ตาม มีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญสองประการ:
- สภาพนำความร้อน: มาตรฐานฉบับ 2004 อนุญาตให้ใช้ข้อมูลได้ตลอดช่วงสภาพนำความร้อนที่อนุญาต ส่วนฉบับ 2023 กำหนดฟังก์ชันสภาพนำความร้อนเพียงฟังก์ชันเดียว
- ηfi: ในฉบับ 2004 ภาคผนวกแห่งชาติสามารถปรับเปลี่ยนค่านี้ได้ (2004, 5.2(3), หมายเหตุ) ในฉบับ 2023 ηfi = 0.7 เป็นค่าคงที่ ตามข้อ 6.2(1)
ข้อกำหนดเดียวกันนี้ยังกำหนดให้ต้องปรับแก้ข้อมูลเชิงตารางเมื่อสมมติฐานพื้นฐานไม่เป็นไปตามที่กำหนด และห้ามใช้ในกรณีที่มีการปรับเปลี่ยนค่าตัวคูณของวัสดุตามภาคผนวก A ของ EN 1992-1-1
2. ปริมาณความชื้นไม่ใช่เพียงค่าเปอร์เซ็นต์อีกต่อไป แต่เป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการตัดสินใจ
หลักการพื้นฐานยังคงเหมือนเดิมในทั้งสองฉบับ: ต้องหลีกเลี่ยงการกะเทาะรุนแรง หรือต้องพิจารณาผลกระทบต่อสมรรถนะ
แต่แนวทางการพิจารณาความชื้นเปลี่ยนไป:
- 2004: การกะเทาะแบบระเบิดสัมพันธ์กับค่าขีดจำกัดความชื้นที่แสดงเป็นเปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก โดยค่าแนะนำถูกกำหนดโดยภาคผนวกแห่งชาติ
- 2023: ไม่มีค่าเปอร์เซ็นต์คงที่อีกต่อไป ปริมาณความชื้นถูกพิจารณาร่วมกับปัจจัยอื่นที่มีอิทธิพลต่อการกะเทาะ ได้แก่ สภาวะการสัมผัส แรงกระทำ การยึดรั้ง รูปทรงเรขาคณิต มวลรวม สารผสมเพิ่ม ปริมาณอากาศ เส้นใย การซึมผ่าน และกำลัง
มาตรฐานฉบับ 2023 ยังเพิ่มตารางการตัดสินใจ (ตาราง 10.1) ซึ่งเชื่อมโยงการประเมินกับข้อมูลนำเข้าหลักสี่ประการ ได้แก่ ระยะเวลาการต้านทานไฟ สภาวะความชื้น กำลังของ Concrete และปริมาณซิลิกาฟูม
กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความชื้นไม่ใช่ตัวเลขเดียวที่ต้องตรวจสอบอีกต่อไป แต่เป็นส่วนหนึ่งของการประเมินการกะเทาะในภาพรวม
3. เส้นอุณหภูมิเท่า 500 °C ถูกยกเลิก และกราฟอุณหภูมิถูกแทนที่ด้วยสูตร
มาตรฐานฉบับ 2004 เสนอวิธีลดหน้าตัดสองวิธีในภาคผนวก B (informative) ได้แก่ วิธีเส้นอุณหภูมิเท่า 500 °C และวิธีโซน (2004, 4.2.3, B.1.1(3) ถึง (4), B.2(3)) ส่วนฉบับ 2023 ไม่มีวิธีเส้นอุณหภูมิเท่า 500 °C และข้อ 7.3.2 ใช้เฉพาะตรรกะของวิธีโซน
เหตุใดผลลัพธ์จึงเปลี่ยนไปผ่านส่วนที่ 1-1 – EN 1992-1-2 เขียนขึ้นเป็นส่วนเสริมของการออกแบบที่อุณหภูมิปกติ โดยระบุส่วนที่แตกต่างหรือเพิ่มเติมจาก EN 1992-1-1 และอ้างอิงมาตรฐานฉบับ 2023 ของมาตรฐานดังกล่าวเป็นเอกสารอ้างอิงเชิงบังคับที่ระบุปี (ข้อ 1.1(1))
ความเชื่อมโยงนี้เห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษในการตรวจสอบแรงดัดแบบง่าย:
- MRd,fi ใช้ได้ เว้นแต่ As,prov/As,req > 1.3 (ข้อ 7.3.3.2, สูตร 7.18)
- ทั้ง MEd และ As,req มาจาก EN 1992-1-1
- วิธีในฉบับ 2023 ใช้ค่าเฉลี่ยของกำลังที่ลดตามอุณหภูมิของเหล็กเสริมรับแรงดึงแต่ละเส้น
มีอะไรเปลี่ยนแปลงอีกบ้าง
EN 1992-1-1 เองก็มีการเปลี่ยนแปลง มาตรฐานรุ่นที่สองมาพร้อมกฎที่ปรับปรุงใหม่สำหรับแรงเฉือนและแรงบิด ขอบเขตที่กว้างขึ้นครอบคลุมสะพาน โครงสร้างกักเก็บของเหลวและโครงสร้างกักเก็บสิ่งปนเปื้อน การเสริมกำลังด้วย CFRP และ Concrete เสริมเส้นใยเหล็ก รวมถึงภาคผนวกใหม่สำหรับการประเมินและเสริมกำลังโครงสร้างที่มีอยู่เดิม
แรงเฉือนและแรงบิดย้ายจากภาคผนวก informative เข้าสู่เนื้อหาหลัก ในฉบับ 2004 วิธีคำนวณแรงเฉือน แรงบิด และการยึดเหนี่ยวอยู่ในภาคผนวก D (informative) ซึ่งมีหมายเหตุว่าการวิบัติจากแรงเฉือนเนื่องจากไฟเกิดขึ้นน้อยมาก และวิธีที่ให้ไว้ยังไม่ได้รับการพิสูจน์ยืนยันอย่างสมบูรณ์ (2004, ภาคผนวก D) ส่วนฉบับ 2023 จัดวางแรงเฉือนและแรงบิดไว้ในข้อ 7.3.5 ภายใต้วิธีออกแบบแบบง่าย และย้ายการยึดเหนี่ยวไปอยู่ในกฎการจัดรายละเอียดเหล็กเสริม ซึ่งความยาวยึดเหนี่ยวและความยาวต่อทาบในสภาวะไฟอาจใช้เท่ากับค่าที่อุณหภูมิปกติ (ข้อ 9.2(1))
แนวทางเชิงตารางไม่เปลี่ยนแปลงในประเด็นนี้ เมื่อปฏิบัติตามขนาดขั้นต่ำของข้อ 6 แล้ว อาจละเว้นการตรวจสอบเพิ่มเติมสำหรับแรงเฉือน แรงบิด และการยึดเหนี่ยวได้ (ข้อ 6.1(7); 2004, 5.1(3)) การเปลี่ยนแปลงนี้เกี่ยวข้องกับชิ้นส่วนที่ตรวจสอบด้วยการคำนวณ ข้อ 7.3.5 แบ่งเป็นสองกรณี:
- ชิ้นส่วนที่มีเหล็กเสริมรับแรงเฉือน (ข้อ 7.3.5.3) ใช้หน้าตัดที่ลดลงตามข้อ 7.3.2 และกำลังของ Concrete ใช้ค่าที่จุด M กำลังของเหล็กปลอกลดลงโดยใช้อุณหภูมิที่จุด P ซึ่งเป็นจุดตัดของเหล็กปลอกกับหน้าตัดที่ความลึกกึ่งกลางของเอว (ดูภาพด้านล่าง) จากนั้นนำวิธีคำนวณแรงเฉือนของ EN 1992-1-1 ไปใช้กับหน้าตัดที่ลดลง ในแผ่นพื้นไร้คาน เหล็กปลอกแนวดิ่งหรือ Stud จะนับรวมเฉพาะส่วนที่ตัดกับพื้นผิววิบัติควบคุมในรูปทรงเรขาคณิตที่ลดลง และแรงบิดใช้ตรรกะเดียวกัน (ข้อ 7.3.5.3(6), 7.3.5.4)
- ชิ้นส่วนที่กำลังรับแรงเฉือนขึ้นอยู่กับกำลังรับแรงดึงของ Concrete (ข้อ 7.3.5.2) ชิ้นส่วนอัดแรงและชิ้นส่วนคอนกรีตล้วน/คอนกรีตไม่เสริมเหล็กหรือเสริมเหล็กน้อย ต้องพิจารณาเป็นพิเศษถึงความเค้นดึงที่เกิดจากการกระจายอุณหภูมิแบบไม่เชิงเส้น เช่น ในแผ่นพื้นกลวงและคานหนา โดยปกติจะไม่นำกำลังรับแรงดึงมาคิด และหากต้องใช้ การลดค่าเป็นไปตามสูตร (5.21) และ (5.22) (ข้อ 5.3.1.2)
มาตรฐานฉบับใหม่ โครงสร้างใหม่: ค้นหาสิ่งที่ต้องการได้ที่ไหน
| EN 1992-1-2:2004 | EN 1992-1-2:2023 |
| 4.2 วิธีคำนวณแบบง่าย | 7 วิธีออกแบบแบบง่าย |
| 4.3 วิธีคำนวณขั้นสูง | 8 วิธีออกแบบขั้นสูง |
| 4.5 การกะเทาะ | 10 กฎสำหรับการกะเทาะ |
| 5 ข้อมูลเชิงตาราง | 6 ข้อมูลการออกแบบเชิงตาราง |
| 6 Concrete กำลังสูง | ไม่มีหัวข้อแยกต่างหาก ตาราง 5.1 มีคอลัมน์สำหรับ fck ≥ 70 MPa โดยมีขีดจำกัดในข้อ 6.1(5) และหัวข้อ 10 |
| ภาคผนวก A โปรไฟล์อุณหภูมิ (informative) | 7.2 โปรไฟล์อุณหภูมิ |
| ภาคผนวก B.1 วิธีเส้นอุณหภูมิเท่า 500 °C | ไม่มีหัวข้อเทียบเท่า |
| ภาคผนวก B.2 วิธีโซน | 7.3.2 การลดหน้าตัด |
| ภาคผนวก C การโก่งเดาะของเสา (informative) | ภาคผนวก D ซึ่งปัจจุบันเป็น normative และข้อ 6.3.3 |
| ภาคผนวก D แรงเฉือน แรงบิด และการยึดเหนี่ยว (informative) | 7.3.5 แรงเฉือนและแรงบิด การยึดเหนี่ยวอยู่ในข้อ 9.2 |
| ภาคผนวก E วิธีคำนวณแบบง่ายสำหรับคานและแผ่นพื้น (informative) | 7.3.3 แรงดัด |
และสิ่งใหม่ที่เพิ่มเข้ามา
- ลดทางเลือกระดับประเทศ – คำนำของฉบับ 2004 ระบุข้อกำหนดสิบหกข้อที่เปิดให้แต่ละประเทศเลือกได้ ส่วนคำนำของฉบับ 2023 ระบุเพียงสามข้อ สิ่งที่ไม่ใช่ทางเลือกระดับประเทศอีกต่อไป ได้แก่ ช่วงสภาพนำความร้อน ค่าขีดจำกัดความชื้น ขีดจำกัดความเยื้องศูนย์ของวิธี A ระดับแรงกระทำอ้างอิง ηfi และการตัดสินใจว่าจะอนุญาตให้ใช้วิธีขั้นสูงหรือไม่ (2023 0.5; 2004 คำนำ, 3.3.3, 4.1, 4.5.1, 5.2(3), 5.3.2)
- วิธี A ความเยื้องศูนย์ – ความเยื้องศูนย์อันดับหนึ่งในสภาวะไฟถูกจำกัดไว้ที่หนึ่งในสี่ของขนาดหน้าตัด และกำหนดเป็นค่าคงที่ในมาตรฐาน ค่าแนะนำในฉบับ 2004 คือ 0.15h (2023, 6.3.2.2(2)b; 2004, 5.3.2(2))
- ช่วงเย็นตัว – มีสูตรให้ค่ากำลังของ Concrete ที่ถูกเผาจนถึงอุณหภูมิสูงสุดแล้วเย็นตัวลงกลับมาที่ 20 °C ส่วนเนื้อหาในฉบับ 2004 ระบุเพียงว่าไม่ควรนับกำลังที่อาจเพิ่มขึ้นในช่วงเย็นตัว (2023, 5.3.1.1(5), 4.3(1); 2004, 3.2.2.1(7))
แนวทางของ IDEA StatiCa: การตรวจสอบหน้าตัดในปัจจุบันและอนาคต
RCS ครอบคลุมอะไรบ้าง
IDEA StatiCa RCS application ตอบคำถามหนึ่งข้ออย่างรวดเร็ว คือ หน้าตัดผ่านเกณฑ์ตามข้อมูลเชิงตารางหรือไม่ ขอบเขตนี้ควรระบุให้ชัดเจน เพราะเป็นจุดที่มาตรฐานรุ่นที่สองแยกแนวทางเชิงตารางออกจากแนวทางการคำนวณ การต้านทานไฟใน RCS ใช้ได้กับแผ่นพื้น ผนัง คาน เสา และเสาชะลูด โดยเลือกฟังก์ชันนี้ใน project wizard เป็น Fire resistance EN 1992-1-2:2006-11
- เสา – วิธี A และวิธี B
- คาน – เฉพาะหน้าตัดสี่เหลี่ยมผืนผ้า หน้าตัดรูปตัว T และหน้าตัดรูปตัว I ต้องระบุว่าเป็นคานช่วงเดียวหรือคานต่อเนื่อง และสำหรับคานต่อเนื่องต้องกำหนดตำแหน่งของหน้าตัดตามแนวคาน ซึ่งมีผลอย่างมากต่อการตรวจสอบ ค่าที่ตรวจสอบคือความกว้างของเอวและระยะจากชั้นเหล็กเสริมนอกสุดถึงผิวที่สัมผัสไฟที่ใกล้ที่สุด
- แผ่นพื้น – แผ่นพื้นทางเดียวและสองทาง แผ่นพื้นต่อเนื่องที่รองรับด้วยผนัง และแผ่นพื้นต่อเนื่องที่รองรับด้วยเสา
- ผนัง – ผนังรับน้ำหนักและผนังไม่รับน้ำหนัก
เหตุใดต้องพึ่งตาราง ในเมื่อคำนวณอุณหภูมิจริงได้
ตารางเป็นวิธีที่รวดเร็วในการตรวจสอบการต้านทานไฟ แต่ครอบคลุมเฉพาะรูปทรงหน้าตัด ขนาด ระยะแกน และสภาวะไฟที่กำหนดไว้เท่านั้น
วิธีนี้เหมาะกับการออกแบบใหม่ ซึ่งสามารถปรับหน้าตัดได้หากไม่ผ่าน แต่สำหรับชิ้นส่วนที่มีอยู่เดิม รูปทรงเรขาคณิตถูกกำหนดไว้แล้ว และหน้าตัดที่ไม่เป็นไปตามตารางเพียงไม่กี่มิลลิเมตรก็ไม่มีคำตอบจากตาราง
นี่คือจุดที่การคำนวณสนามอุณหภูมิจริงสร้างความแตกต่าง แทนที่จะพึ่งค่าที่กำหนดไว้ล่วงหน้า คุณสามารถคำนวณการกระจายความร้อนผ่านหน้าตัดจริง แล้วใช้อุณหภูมิเหล่านั้นตรวจสอบกำลังรับน้ำหนักของหน้าตัด Section app ทำสิ่งนี้โดยตรง คือวิเคราะห์หน้าตัดและการจัดวางเหล็กเสริมจริง จากนั้นตรวจสอบการต้านทานไฟตามอุณหภูมิที่คำนวณได้
สิ่งที่ Section application ใหม่เพิ่มเข้ามา
ดูตัวอย่างคานหลังคาใน Section การตรวจสอบด้วยตารางให้ผลเพียงผ่านหรือไม่ผ่านสำหรับระยะแกนหนึ่งค่า แต่เมื่อใช้ Section app หน้าตัดเดียวกันจะให้ค่าอัตราการใช้งาน เพื่อดูว่าวิธีขั้นสูงเป็นอย่างไรกับชิ้นส่วนจริง เราจึงนำคานหลังคาเข้าไปวิเคราะห์ใน Section app (BETA) สภาวะไฟเปิดใช้งานในโปรเจกต์เดียวกับการตรวจสอบที่อุณหภูมิปกติ จึงไม่ต้องสร้างแบบจำลองที่สอง ผลของแรงกระทำจากไฟป้อนเป็นกลุ่มแยกต่างหากจากผลของ ULS และ SLS เนื่องจากแรงภายในในสภาวะไฟแตกต่างจากที่อุณหภูมิปกติ
หน้าตัดที่สร้างแบบจำลองเป็นคานสำเร็จรูปรูปตัว I ลึก 1140 มม. ที่มีเหล็กเสริมหลายขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง และการจัดวางที่ปรับให้เหมาะกับความต้องการของผู้ผลิต ระดับการต้านทานไฟคือ R60 เส้นโค้งไฟคือเส้นโค้งไฟมาตรฐานใน EN 1991-1-2 และด้านที่สัมผัสไฟคือด้านล่าง ด้านซ้าย และด้านขวา ผู้ใช้เลือกด้านที่สัมผัสไฟจากสี่ตัวเลือก (บน ล่าง ซ้าย ขวา – ดูภาพด้านล่าง) และแอปพลิเคชันจะหาขอบที่สัมผัสไฟจริง ซึ่งแสดงด้วยสีแดง รวมถึงที่มุมกลับ เช่น รอยต่อระหว่างเอวกับปีก หน้าตัดที่ตรวจสอบคือหน้าตัดกลางคาน และในตัวอย่างนี้รับแรงกระทำเป็นโมเมนต์ดัดเพียงอย่างเดียว
การกระจายอุณหภูมิ – แอปพลิเคชันแบ่งหน้าตัดด้วยตาข่ายที่ละเอียดขึ้น และคำนวณสนามอุณหภูมิเป็นช่วงเวลาจนถึง 60 นาที (60 นาทีในกรณีนี้ และสูงสุด 240 นาที) ในแผนภาพความร้อน ท้องคานและมุมล่างร้อนที่สุด และอุณหภูมิลดลงอย่างรวดเร็วเข้าสู่กึ่งกลางเอว มุมมองข้อมูลแสดงรายการอุณหภูมิของแต่ละองค์ประกอบ Concrete และของเหล็กเสริมแต่ละเส้น ตัวอย่างเช่น เหล็กเสริมที่มุมล่างสุดมีอุณหภูมิถึง 480 °C ขณะที่เหล็กเสริมที่กึ่งกลางปีกบนมีอุณหภูมิใกล้เคียงอุณหภูมิห้อง ตารางไม่สามารถแสดงการกระจายนี้ได้ เพราะใช้ระยะแกนระบุเพียงค่าเดียว
จากอุณหภูมิเหล่านี้ แอปพลิเคชันจะหาคุณสมบัติวัสดุที่ลดลงโดยใช้ตัวคูณลดสำหรับกำลังของ Concrete กำลังครากและขีดจำกัดสัดส่วนของเหล็กเสริม และโมดูลัสความยืดหยุ่น โดยใช้ตัวคูณลดของ EN 1992-1-2 แผนที่ตัวคูณแสดงสิ่งที่ควบคุมการตรวจสอบจริง ในคานนี้ เหล็กเสริมล่างสุดยังคงกำลังคราก 60% และ Concrete ที่มุมปีกล่างยังคงกำลังประมาณ 6% สุดท้ายนี้ Section app ใช้สูตรเพื่อให้ดูผลลัพธ์ได้ง่าย ตัวอย่างเช่น การตรวจสอบแรงดัดให้การตอบสนองเดียวกับที่อุณหภูมิปกติ เพียงแต่ประเมินด้วยกำลังที่ลดลง
สรุป
ไม่ว่าวิศวกรจะอ่าน EN 1992-1-2 รุ่นที่สองโดยตรงหรือให้ซอฟต์แวร์ดำเนินการ จุดเริ่มต้นก็เหมือนกัน ข้อมูลเชิงตารางยังคงเป็นการตรวจสอบที่รวดเร็วและอยู่ฝั่งปลอดภัยสำหรับชิ้นส่วนใหม่ที่มีรูปทรงปกติ สำหรับผู้ที่ศึกษามาตรฐาน การเปลี่ยนแปลงที่กล่าวถึงข้างต้นแสดงให้เห็นว่ากฎของฉบับ 2023 แตกต่างจากฉบับ 2004 อย่างไร เมื่อตารางไม่ผ่านหรือใช้ไม่ได้ มาตรฐานชี้ไปที่วิธีคำนวณขั้นสูง และ Section app ใช้แนวทางนี้ โดยหาอุณหภูมิของเหล็กเสริมแต่ละเส้นและองค์ประกอบ Concrete แต่ละส่วน ใช้คุณสมบัติวัสดุที่ลดลง และให้ค่าอัตราการใช้งานแทนผลผ่าน/ไม่ผ่าน เนื่องจากสะท้อนพฤติกรรมจริงของหน้าตัด จึงเป็นทางเลือกที่สะดวก รวดเร็ว และแม่นยำแทนแนวทางเชิงตาราง
