Страница 13: ДСТУ-Н Б EN 1994-2:20ХХ. Проектування сталезалізобетонних конструкцій. Частина 2. Загальні правила і правила для мостів (59290)

6.6.6.2 Розрахунковий опір поздовжньому зсуву

(1) Розрахункова міцність бетонної полиці на зсув (площини зсуву типу а-а, рисунок 6.15) має визначатись згідно з EN 1992-1-1:2004, 6.2.4.

6.6.6.2 Design resistance to longitudinal shear

(1) The design shear strength of the concrete flange (shear planes a-a illustrated in Figure 6.15) should be determined in accordance with EN 1992-1-1: 2004, 6.2.4.

(2) За відсутності більш точного методу розрахункова міцність на зсув будь-якої поверхні, що потенційно руйнується при зсуві в полиці або виступі плити, має визначатися згідно з EN 1992-1-1:2004, 6.2.4 (4). Для поверхні зсуву, що проходить навколо зсувних з'єднувальних елементів (наприклад, поверхня зсуву типу b-b, рисунок 6.15), розмір h_f має прийматися як довжина поверхні зсуву.

(3) Робочу поперечну арматуру на одиницю довжини A_sf / s_f, EN 1992-1-1:2004, слід встановлювати як наведено на рисунку 6.15, де A_b, A_t і A_bh - площі арматури на одиницю довжини балки, яку заанкеровано відповідно до EN 1992 -1-1:2004, 8.4, для поздовжньої арматури.

(4) Якщо використовується комбінація із збірних елементів і монолітного бетону, міцність при поздовжньому зсуві має визначатися згідно з EN 1992-1-1:2004, 6.2.5.

6.6.6.3 Мінімальна поперечна арматура

(1) Мінімальну площу арматури слід визначати згідно з EN 1992-1-1:2004, 9.2.2 (5), з використанням визначень, що відносяться до поперечної арматури.

(2) In the absence of a more accurate calculation the design shear strength of any surface of potential shear failure in the flange or a haunch may be determined from EN 1992-1-1: 2004, 6.2.4(4). For a shear surface passing around the shear connectors (e.g. shear surface b-b in Figure 6.15), the dimension h_f should be taken as the length of the shear surface.

(3) The effective transverse reinforcement per unit length, Asf / sf in EN 1992-1-1: 2004, should be as shown in Figure 6.15, in which Ab, At and Abh are areas of reinforcement per unit length of beam anchored in accordance with EN 1992-1-1: 2004, 8.4 for longitudinal reinforcement.

(4) Where a combination of pre-cast elements and in-situ concrete is used, the resistance to longitudinal shear should be determined in accordance with EN 1992-1-1: 2004, 6.2.5.

6.6.6.3 Minimum transverse reinforcement

(1) The minimum area of reinforcement should be determined in accordance with EN 1992-1-1:2004, 9.2.2(5) using definitions appropriate to transverse reinforcement.

6.7 Сталезалізобетонні стійки і сталезалізобетонні стиснені елементи

6.7.1 Загальні положення

(1) Р Цей підрозділ стосується проектування сталезалізобетонних стійок і сталезалізобетонних стиснутих елементів з перерізами в бетонній оболонці, перерізами, які частково в оболонці, прямокутних і круглих труб, заповнених бетоном (рисунок 6.17)

(2) Р Даний розділ стосується стійок і стиснутих елементів зі сталі марки від S235 до S460 і звичайного важкого бетону класу міцності від С20/25 до С50/6

6.7 Composite columns and composite compression members

6.7.1 General

(1)P Clause 6.7 applies for the design of composite columns and composite compression members with concrete encased sections, partially encased sections and concrete filled rectangular and circular tubes, see Figure 6.17.

(2)P This clause applies to columns and compression members with steel grades S235 to S460 and normal weight concrete of strength classes C20/25 to C50/60

(3) Цей розділ стосується окремих стійок, а також стійок і сталезалізобетонних стиснутих елементів у рамних конструкціях, де іншими конструктивними частинами є сталезалізобетонні або сталеві елементи.

(4) Коефіцієнт вмістку сталі δ має відповідати такій умові:

0.2 ≤ δ ≤ 0.9 (6.27)

Де δ визначається у відповідності до 6.7.3.3 (1).

(5) Сталезалізобетонні стійки або стиснені елементи будь-якого поперечного перерізу слід перевіряти на:

- міцність елементів згідно з 6.7.2 або 6.7.3;

- місцеву втрату стійкості згідно (8) і (9);

- введення навантажень згідно з 6.7.4.2;

- опір зрушенню між сталевими і бетонними елемента

(6) Можна використовувати два методи проектування:

- загальний метод згідно з 6.7.2, який охоплює елементи з несиметричними або змінними перерізами по довжині колони;

- спрощений метод згідно з 6.7.3 для елементів з перерізами, що мають дві осі симетрії, і постійними по довжині перерізами елемента.

(3) This clause applies to isolated columns and columns and composite compression members in framed structures where the other structural members are either composite or steel members.

(4) The steel contribution ratio δ should fulfil the following condition:

0.2 ≤ δ ≤ 0.9 (6.27)

whereδ is defined in 6.7.3.3(1).

(5) Composite columns or compression members of any cross-section should be checked for:

– resistance of the member in accordance with 6.7.2 or 6.7.3;

– resistance to local buckling in accordance with (8) and (9) below;

– introduction of loads in accordance with 6.7.4.2 and

– resistance to shear between steel and concrete elements in accordance with 6.7.4.3.

(6) Two methods of design are given:

– a general method in 6.7.2 whose scope includes members with non-symmetrical or nonuniform

cross-sections over the column length and

– a simplified method in 6.7.3 for members of doubly symmetrical and uniform cross section over the member length.

(7) Для сталезалізобетонних стиснених елементів, що піддаються впливу згинальних моментів і нормальних сил, які є результатом незалежного впливу, часний коефіцієнт γ_F для даних внутрішніх сил, які ведуть до підвищення опору, має бути зменшено на 20%.

(8) При проектуванні має бути враховувано вплив місцевої втрати стійкості при поздовжньому згині сталевого перерізу на опір.

(9) Вплив місцевої втрати стійкості при поздовжньому згині може не враховуватися для сталевого перерізу, яке повністю знаходиться у оболонці згідно з 6.7.5.1 (2), а також для інших типів поперечного перерізу за умови, що не перевищені максимальні значення, які наведено в таблиці 6.3 .

(7) For composite compression members subjected to bending moments and normal forces resulting from independent actions, the partial factor γF for those internal forces that lead to an increase of resistance should be reduced by 20%.

(8)P The influence of local buckling of the steel section on the resistance shall be considered in design.

(9) The effects of local buckling may be neglected for a steel section fully encased in accordance with 6.7.5.1(2), and for other types of cross-section provided the maximum values of Table 6.3 are not exceeded.

Поперечний переріз

Cross-section

Максимальні значення d/t, h/t и b/t

max (d/t), max (h/t) and max (b/t)

Круглий порожнистий сталевий профіль

Circular hollow steel sections

Прямокутний порожнистий сталевий профіль

Rectangular hollow steel sections

I-профіль у частковій оболонці

Partially encased I-sections

6.7.2 Загальний метод проектування

(1) Р При проектуванні конструкції необхідно враховувати впливи другого порядку, включаючи залишкові напруження, геометричні відхилення, місцеву втрату стійкості, тріщиноутворення в бетоні, повзучість і усадку бетону, пластичні деформації конструкційної сталі і арматури. Проект має гарантувати, що втрата стійкості не відбудеться для найбільш несприятливого поєднання впливів у граничному стані за умови втрати несної здатності і що не буде перевищено опір індивідуальних поперечних перерізів, які піддаються впливу згину, поздовжньої сили і зсуву.

(2) Р Впливи другого порядку слід враховувати в будь-якому напрямку,

6.7.2 General method of design

(1)P Design for structural stability shall take account of second-order effects including residual stresses, geometrical imperfections, local instability, cracking of concrete, creep and shrinkage of concrete and yielding of structural steel and of reinforcement. The design shall ensure that instability does not occur for the most unfavourable combination of actions at the ultimate limit state and that the resistance of individual cross-sections subjected to bending, longitudinal force and shear is not exceeded.

(2)P Second-order effects shall be considered in any direction in which failure might occur, if they affect

в якому може відбутися руйнування, за умови, що вони роблять значущий вплив на стабільність конструкції.

(3) Р Внутрішні зусилля мають визначатися за допомогою пружно-пластичного розрахунку.

(4) Можна допустити, що плоскі перерізи залишаться плоскими. Між сталевими і бетонними компонентами елементу може передбачатися повна сумісна робота аж до руйнування.

(5) Р Міцність бетону на розтяг не слід брати до уваги. При цьому може враховуватися вплив жорсткості при розтягуванні бетону між тріщинами на жорсткість при згині

(6) Р Вплив усадки і повзучості має враховуватися в тому випадку, якщо вони можуть у значній мірі знизити стабільність конструкції.

(7) З метою спрощення, вплив повзучості і усадки може не враховуватися, якщо підвищення згинальних моментів першого порядку, що викликане деформацією повзучості і поздовжньою силою через постійні навантаженння, не перевищує 10%.

(8) При проведенні нелінійних розрахунків мають використовуватися такі залежності деформації від напружень:

- для стиснутого бетону - згідно з EN 1992-1-1:2004, 3.1.5;

- для арматурної сталі - згідно з EN 1992-1-1:2004, 3.2.7;

- для конструкційної сталі - згідно з EN 1993-1-1:2005, 5.4.3 (4).

(9) З метою спрощення, замість впливу залишкових напружень та геометричних відхилень можуть використовуватися еквівалентні початкові деформаційні відхилення (відхилення елементів), наведені в таблиці 6.5.

6.7.3 Спрощений метод проектування

6.7.3.1 Загальні положення та сфера застосування

(1) Область застосування цього спрощеного методу обмежується елементами з перерізами, що мають дві осі симетрії, і постійним по довжині перерізом елемента з прокатними, холодноштампованим або зварними сталевими перерізами.

the structural stability significantly.

(3)P Internal forces shall be determined by elasto-plastic analysis.

(4) Plane sections may be assumed to remain plane. Full composite action up to failure may be assumed between the steel and concrete components of the member.

(5)P The tensile strength of concrete shall be neglected. The influence of tension stiffening of concrete between cracks on the flexural stiffness may be taken into account.

(6)P Shrinkage and creep effects shall be considered if they are likely to reduce the structural stability significantly.

(7) For simplification, creep and shrinkage effects may be ignored if the increase in the first-order bending moments due to creep deformations and longitudinal force resulting from permanent loads is not greater than 10%.

(8) The following stress-strain relationships should be used in the non-linear analysis:

– for concrete in compression as given in EN 1992-1-1: 2004, 3.1.5;

– for reinforcing steel as given in EN 1992-1-1: 2004, 3.2.7;

– for structural steel as given in EN 1993-1-1: 2005, 5.4.3(4).

(9) For simplification, instead of the effect of residual stresses and geometrical imperfections, equivalent initial bow imperfections (member imperfections) may be used in accordance with Table 6.5.

6.7.3 Simplified method of design

6.7.3.1 General and scope

(1) The scope of this simplified method is limited to members of doubly symmetrical and uniform cross-section over the member length with rolled, cold-formed or welded steel sections.

Спрощений метод не застосовується, якщо компонент з конструкційної сталі складається з двох або більше нез'єднаних перерізів. Відносна гнучкість λ, що визначена в 6.7.3.3, має відповідати такій умові:

λ ≤ 2,0 (6.28)

(2) Для повністю укладеного в оболонку сталевого профілю (див. рисунок 6.17а) можуть використовуватися такі обмеження з максимальної товщини бетонного покриття:

max c_z = 0,3h max c_y = 0,4 b (6.29)

(3) Поздовжня арматура, яка може використовуватися при розрахунках, не має перевищувати 6% площі бетону.

(4) Відношення висоти до ширини сталезалізобетонних перерізу має знаходитися у межах від 0,2 до 5,0.

6.7.3.2 Опір поперечних перерізів

(1) Опір пластичної деформації при стисненні N_pl,_Rd сталезалізобетонних перерізу має розраховуватися за допомогою додавання пластичних опорів його компонентів:

N_pl,_Rd = A_af_yd + 0,85 A_cf_cd + A_sf_sd (6.30)

Вираз (6.30) застосовується до сталевого профілю в повній і частковій бетонній оболонці. Для перерізів, заповнених бетоном, замість коефіцієнта 0,85 має використовуватися коефіцієнт 1,0.

(2) Опір поперечного перерізу спільному впливу стиснення і згину а також відповідна крива взаємодії можуть розраховуватися за допомогою прямокутних епюр напружень (див. рисунок 6.18), з прийняттям розрахункової сили зсуву V_Ed згідно з (3). Міцність бетону на розтяг не враховуєтьсяся

The simplified method is not applicable if the structural steel component consists of two or more unconnected sections. The relative slenderness λ defined in 6.7.3.3 should fulfil the following condition:

λ ≤ 2,0 (6.28)

(2) For a fully encased steel section, see Figure 6.17a, limits to the maximum thickness of concrete cover that may be used in calculation are:

max c_z = 0,3h max c_y = 0,4 b (6.29)

(3) The longitudinal reinforcement that may be used in calculation should not exceed 6% of the concrete area.

(4) The ratio of the cross-section’s depth to width of the composite section should be within the limits 0.2 and 5.0.

6.7.3.2 Resistance of cross-sections

(1) The plastic resistance to compression N_pl,_Rd of a composite cross-section should be calculated by

adding the plastic resistances of its components:

N_pl,_Rd = A_af_yd + 0,85 A_cf_cd + A_sf_sd (6.30)

Expression (6.30) applies for concrete encased and partially concrete encased steel sections. For concrete filled sections the coefficient 0.85 may be replaced by 1.0.

(2) The resistance of a cross-section to combined compression and bending and the corresponding interaction curve may be calculated assuming rectangular stress blocks as shown in Figure 6.18, taking account of the design shear force VEd in accordance with (3). The tensile strength of the concrete should be neglected.

(3) Вплив поперечних зсувних сил на опір згину і дію нормальної сили має бути враховано під час розрахунку кривої взаємодії, якщо сила зсуву V_a,Ed , що діє на сталевий переріз перевищує 50% розрахункового опору зрушенню V_pl,a,Rd сталевого перерізу (див. 6.2.2.2 ).

Якщо V_a,Ed > 0,5V_pl,a,Rd, вплив поперечного зсуву на опір при спільному згині і стиску має враховуватися за допомогою використання зменшеної розрахункової міцності сталі (1 - ρ) f_yd в області зсуву A_v згідно з 6.2.2.4 (2) і рисунку 6.18.

Зсувна сила V_a,Ed не має перевищувати опір зрушенню сталевого профілю, який визначається згідно з 6.2.2. Опір зрушенню V_с,Ed залізобетонної частини перевіряється відповідно до EN 1992-1-1:2004, 6.2.8.

(4) Якщо не використовується більш точний метод, величина VEd може бути розділена на величину Va,Ed , що впливає на конструкційну сталь, і величину Vc,Ed , що впливає на залізобетонний переріз:

, (6.31)

, (6.32)

де M_pl,a,Rd - пластичний граничний момент сталевого перерізу;

M_pl,Rd - пластичний граничний момент сталезалізобетонних перерізу.

Для спрощення можна допустити, що VEd впливає тільки на переріз з конструкційної сталі.

(3) The influence of transverse shear forces on the resistance to bending and normal force should be considered when determining the interaction curve, if the shear force V_a,Ed on the steel section exceeds 50% of the design shear resistance V_pl,a,Rd of the steel section, see 6.2.2.2.

Where V_a,Ed > 0,5V_pl,a,Rd, the influence of the transverse shear on the resistance in combined bending and compression should be taken into account by a reduced design steel strength (1 - ρ) f_yd in the shear area A_v in accordance with 6.2.2.4(2) and Figure 6.18.

The shear force Va,Ed should not exceed the resistance to shear of the steel section determined according to 6.2.2. The resistance to shear Vc,Ed of the reinforced concrete part should be verified in accordance with EN 1992-1-1: 2004, 6.2.

(4) Unless a more accurate analysis is used, VEd may be distributed into Va,Ed acting on the structural steel and Vc,Ed acting on the reinforced concrete section by:

, (6.31)

, (6.32)

where:Mpl,a,Rd is the plastic resistance moment of the steel section and

Mpl,Rd is the plastic resistance moment of the composite section.

For simplification VEd may be assumed to act on the structural steel section alone.