Страница 18: ДСТУ-Н Б EN 1994-2:20ХХ. Проектування сталезалізобетонних конструкцій. Частина 2. Загальні правила і правила для мостів (59290)

залізобетонного елемента згідно з 5.4.2.8 (3) і (6).

(3) На кінцях бетонної частини сталезалізобетонних розтягнутого елемента для прикладання нормальної сили слід передбачити концентровану групу зсувних з'єднувальних елементів, які розроблено у відповідності до 6.6. Зсувне з'єднання має бути здатне передавати розрахункове значення нормальної сили бетонного розтягнутого елемента по довжині 1,5 b, де b - найбільша з величин консолі бетонного елемента і половини відстані між суміжними сталевими елементами. Якщо зсувні з'єднувальні елементи перевіряються на дію нормальної сили, що визначено згідно з 5.4.2.8 (6), має застосовуватися рівняння (5.6-3).

(4) Необхідно передбачити внутрішні зусилля від елементів, що приєднані до кінців сталезалізобетонних розтягнутого елемента, які потрібно розподілити між сталевими та залізобетонними елементами.

(5) Для сталезалізобетонних розтягнутих елементів, що піддаються розтягуванню зі згином, необхідно передбачити зсувне з'єднання згідно з 6.6.

(6) Для сталезалізобетонних розтягнутих елементів, таких як розкоси у фермах, довжина прикладання для нормальної сили у розрахунках має не перевищувати мінімальний поперечний розмір елемента в 2 рази .

7 Граничні стани за умовою експлуатаційної придатності

7.1 Загальні положення

(1) Р Конструкція зі сталезалізобетонними елементами має бути розроблена і побудована таким чином, щоб всі відповідні граничні стани за умовою експлуатаційної придатності відповідали положенням 3.4 стандарту EN 1990:2002

(3) At the ends of a concrete part of a composite tension member, for the introduction of the normal force, a concentrated group of shear connectors designed according to 6.6 should be provided. The shear connection should be able to transfer the design value of the normal force of the concrete tension element over a length 1.5 b, where b is the larger of the outstand of the concrete member and half the distance between adjacent steel elements. Where the shear connectors are verified for a normal force determined by 5.4.2.8(6), equation (5.6-3) should be used.

(4)P Provision shall be made for internal forces and moments from members connected to the ends of a composite tension member to be distributed between the structural steel and reinforced concrete elements.

(5) For composite tension members subject to tension and bending a shear connection should be provided according to 6.6.

(6) For composite tension members such as diagonals in trusses, the introduction length for the normal force should not be

Section 7 Serviceability limit states

7.1 General

(1)P A structure with composite members shall be designed and constructed such that all relevant serviceability limit states are satisfied according to the Principles of 3.4 of EN 1990: 2002.

(2) Перевірка граничних станів за умовою придатності до експлуатації має грунтуватися на критерії, наданому в EN 1990:2002, 3.4 (3).

(3) Сталезалізобетонні міст або його окремі частини слід класифікувати за екологічним класам згідно з EN 1992-2, 4.

(4) Для мостів або їх частин перевірка граничних значень за умовою придатності до експлуатації має проводитися як на стадіях будівництва, так і на стадіях експлуатації.

(5) За необхідності, має бути враховано вимоги і критерії, що наведено в А.2.4 (додаток А.2) EN 1990:2002.

(6) Граничні стани за умовою придатності до експлуатації сталезалізобетонних плит слід контролювати згідно з розділом 9.

7.2 Напруження

7.2.1 Загальні положення

(1) Р При розрахунку напружень для балок у граничному стані за умовою придатності до експлуатації, до уваги мають братися такі характерні впливи:

- зсувне запізнювання;

- повзучість і усадка бетону;

- тріщиноутворення і жорсткість при розтягу бетону;

- послідовність спорудження;

- підвищена гнучкість у результаті істотного недоліку взаємодії, викликаного прослизанням зсувного з'єднання;

- непружна робота сталі та арматури, якщо вона має місце;

- скручувана і нескручувана деформація, якщо вона має місце.

(2) Зсувне запізнювання може враховуватися згідно з 5.4.1.2.

(3) Якщо не використовується більш точний метод, вплив повзучості і усадки може враховуватися за допомогою використання модульних коефіцієнтів згідно з 5.4.2.2.

(4) У перерізах з тріщинами первинні впливи усадки можуть не враховуватися при перевірці напружень.

(2) The verification of serviceability limit states should be based on the criteria given in EN 1990: 2002, 3.4(3).

(3) The composite bridge or specific parts of it should be classified into environmental classes according to EN 1992-2, 4.

(4) For bridges or parts of bridges, verifications for serviceability limit states should be performed for both the construction phases and for the persistent situations.

(5) Where relevant, requirements and criteria given in A2.4 of Annex A2 of EN 1990: 2002 should be taken into account.

(6) Serviceability limit states for composite plates should be verified in accordance with Section 9.

7.2 Stresses

7.2.1 General

(1)P Calculation of stresses for beams at the serviceability limit state shall take into account the following effects, where relevant:

– shear lag;

– creep and shrinkage of concrete;

– cracking of concrete and tension stiffening of concrete;

– sequence of construction;

– increased flexibility resulting from significant incomplete interaction due to slip of shear connection;

– inelastic behaviour of steel and reinforcement, if any;

– torsional and distorsional warping, if any.

(2) Shear lag may be taken into account according to 5.4.1.2.

(3) Unless a more accurate method is used, effects of creep and shrinkage may be taken into account by use of modular ratios according to 5.4.2.2.

(4) In cracked sections the primary effects of shrinkage may be neglected when verifying stresses.

(5) Р При розрахунку перерізів міцність бетону на розтяг не враховується.

(6) Слід враховувати вплив жорсткості бетону між тріщинами при розтягуванні на напруження у ненапружуваній і напружуваній арматурі. Якщо не використовується більш точний метод, напруження в арматурі мають визначаються згідно з 7.4.3.

(7) Вплив жорсткості при розтягуванні на напруження у конструкційній сталі може не враховуватися.

(8) Напруження у бетонній плиті і в арматурі, що викликані одночасним впливом загальних і місцевих впливів, слід підсумовувати.

7.2.2 Обмеження напружень для мостів

(1) Р Надлишковій повзучості і мікророзтріскуванню слід запобігати за допомогою обмеження стискального напруження.

(2) Обмеження напружень для бетону до значення k_if_ck має проводитися згідно з EN 1992-1-1:2004, 7.2, з поправками, що зазначені в EN 1992-2.

(3) Р Напруження у арматурної сталі і у напружених арматурних елементах має бути таким, щоб запобігати непружній деформації у сталі.

(4) Під впливом характеристичної комбінації впливів, напруження мають обмежуватися значеннями: k_if_ck - в арматурної сталі і k₅f_pk - у напружених арматурних елементах, де значення k_i і k₅ наводяться в EN 1992-1-1:2004, 7.2 (5).

(5) Напруження у конструкційній сталі повинні відповідати EN 1993-2, 7.3.

(6) Для граничних станів за умовою придатності до експлуатації сила поздовжнього зсуву на з'єднувальний елемент має обмежуватися згідно з 6.8.1 (3).

7.2.3 Коливання стінки

(1) Гнучкість нежорстких або жорстких стінок сталезалізобетонних балок слід обмежувати відповідно до 7.4 EN 1993-2.

(5)P In section analysis the tensile strength of concrete shall be neglected.

(6) The influence of tension stiffening of concrete between cracks on stresses in reinforcement and pre-stressing steel should be taken into account. Unless more accurate methods are used, the stresses in reinforcement should be determined according to 7.4.3.

(7) The influences of tension stiffening on stresses in structural steel may be neglected.

(8) Stresses in the concrete slab and its reinforcement caused by simultaneous global and local actions should be added.

7.2.2 Stress limitation for bridges

(1)P Excessive creep and microcracking shall be avoided by limiting the compressive stress in concrete.

(2) Stress limitation for concrete to the value k_if_ck should be in accordance with EN 1991-1-1: 2002, 7.2 as modified by EN 1992-2.

(3)P The stress in reinforcing steel and in prestressing tendons shall be such that inelastic strains in the steel are avoided.

(4) Under the characteristic combination of actions the stresses should be limited to k_if_ck in reinforcing steel and to k₅f_pk in tendons, where the values k_i and k₅ are given in EN 1992-1-1: 2004, 7.2(5).

(5) The stresses in structural steel should be in accordance with EN 1993-2, 7.3.

(6) For serviceability limit states the longitudinal shear force per connector should be limited according to 6.8.1 (3).

7.2.3 Web breathing

(1) The slenderness of unstiffened or stiffened web plates of composite girders should be limited according to 7.4 of EN 1993-2.

7.3 Деформації мостів

7.3.1 Прогини

(1) За необхідності для граничного стану за деформації застосовуються EN 1990:2002, А.2.4 (додаток А2), і EN 1993-2, 7.5-7.8 і 7.12.

(2) Розрахунок прогинів має проводитися з використанням пружного аналізу згідно з розділом 5.

(3) Деформації під час будівництва мають контролюватися таким чином, щоб бетон не ушкоджувався під час його укладання і твердіння внаслідок некерованих переміщень і щоб довгострокову геометрію було досягнуто.

7.3.2 Вібрації

(1) За необхідності для обмеження вібрації застосовуються EN 1990:2002, А2.4 додатки А2, EN 1991-2:2003, 5.7 і 6.4, і EN 1993-2, 7.7 - 7.10.

7.4 Тріщиноутворення в бетоні

7.4.1 Загальні положення

(1) Для обмеження ширини розкриття тріщин у мостах, до сталезалізобетонних конструкцій мають застосовуватися загальні умови стандарту EN 1992-1-1:2004, 7.3.1, з поправками, що наведено в EN 1992-2. Обмеження ширини розкриття тріщин залежить від класів впливу згідно з EN 1992-2, 4.

(2) Оцінка ширини тріщин може проводитися з використанням EN 1992-1-1:2004, 7.3.4, де напруженн σ_s має розраховуватися з урахуванням впливу жорсткості при розтягуванні. Якщо не використовується більш точний метод, σ_s визначається згідно з 7.4.3 (3).

(3) В якості спрощеної і консервативної альтернативи ширина тріщини може обмежуватися до прийнятних розмірів за допомогою забезпечення мінімального армування, визначеного у 7.4.2, і кроку або діаметрів арматурних стержнів, які не перевищують граничні значення, зазначені в 7.4.3.

(4) Правила, що застосовуються для обмеження ширини розкриття тріщин значенням w_k, наводяться у 7.4.2 і 7.4.3.

Примітка: - Значення w_k і поєднання впливів беруться з національного додатка. Рекомендовані значення для відповідних класів впливів відповідають значенням w_max, наведеними у примітках EN 1992-2, 7.3.1 (105).

(5) У конструкціях, де спільна робота починається по мірі твердіння бетону, впливи теплоти гідратації цементу і відповідної термічної усадки мають враховуватися тільки на стадії будівництва щодо граничного стану за умовою придатності до експлуатації для визначення місць, де передбачається розтяг.

7.3 Deformations in bridges

7.3.1 Deflections

(1) For the limit state of deformation EN 1990: 2002, A2.4 of Annex A2 and EN 1993-2, 7.5 to 7.8 and 7.12 apply, where relevant.

(2) Deflections should be calculated using elastic analysis in accordance with Section 5.

(3) Deformations during construction should be controlled such that the concrete is not impaired during its placing and setting by uncontrolled displacements and the required long-term geometry is achieved.

7.3.2 Vibrations

(1) For the limit state of vibration EN 1990: 2002, A2.4 of Annex A2, EN 1991-2: 2003, 5.7 and 6.4 and EN 1993-2, 7.7 to 7.10 apply where relevant.

7.4 Cracking of concrete

7.4.1 General

(1) For the limitation of crack width in bridges, the general considerations of EN 1992-1-1: 2004, 7.3.1 as modified in EN1992-2 apply to composite structures. The limitation of crack width depends on the exposure classes according to EN 1992-2, 4.

(2) An estimation of crack width can be obtained from EN 1992-1-1: 2004, 7.3.4, where the stress σ_s should be calculated by taking into account the effects of tension stiffening. Unless a more precise method is used, σ_s may be determined according to 7.4.3(3).

(3) As a simplified and conservative alternative, crack width limitation to acceptable width can be achieved by ensuring a minimum reinforcement defined in 7.4.2, and bar spacing or diameters not exceeding the limits defined in 7.4.3.

(4) Application rules for the limitation of crack widths to w_k are given in 7.4.2 and 7.4.3.

NOTE: The values of w_k and the combination of actions may be found in the National Annex. The recommended values for relevant exposure classes are as given (as w_max) in the Note to EN 1992-2, 7.3.1(105)

(5) Where composite action becomes effective as concrete hardens, effects of heat of hydration of cement and corresponding thermal shrinkage should be taken into account only during the construction stage for the serviceability limit state to define areas where tension is expected.

(6) Якщо ніякі спеціальні заходи для обмеження впливів теплоти гідратації цементу не приймаються, для спрощення допускається використання постійної температурної різниці між бетонним і сталевим перерізами для визначення ділянок тріщиноутворення згідно з 7.4.2 (5) і обмеження ширини розкриття тріщин згідно з 7.4.2 і 7.4 .3. Для визначення напружень у бетоні має використовуватися короткостроковий модуль.

Примітка: Опис спеціальних заходів і температурної різниці можна взяти з національного додатка. Рекомендоване значення для температурної різниці становить 20 К.

7.4.2 Мінімальне армування

(1) Якщо не використовується більш точний метод згідно з EN 1992-1-1:2004, 7.3.2 (1), у всіх перерізах, які не мають попереднього напруження за допомогою арматурних елементів і піддаються значному розтягуванню внаслідок обмеження прикладених деформацій (наприклад, первинних і вторинних впливів усадки) в поєднанні із впливом прямого навантаження або без нього, необхідна мінімальна площа арматури As для плит сталезалізобетонних балок виражається таким чином:

A_s = k_sk_ck f_ct,_effA_ct /σ_s , (7.1)

де fct,eff - середнє значення міцності бетону на розтяг, чинне на момент появи першої передбачуваної тріщини. В якості значень fct,eff можна взяти значення, як для f_ctm (див. EN 1992-1-1:2004, таблиця 3.1) або як для f_lctm (див. таблицю 11.3.1) відповідно, з урахуванням класу міцності на момент передбачуваної появи тріщин. Якщо вік бетону на момент появи тріщин не може бути достовірно встановлено як менший, ніж 28 діб, мінімальна міцність на розтяг приймається такою, що дорівнює 3 Н/мм²;

k - коефіцієнт, що враховує ефект нерівномірних напружень, що самозрівноважуються, і які можна прийняти такими, що дорівнюють 0,8;

k_s - коефіцієнт, що враховує ефект зниження нормальної сили бетонної плити у результаті початкового тріщиноутворення і локального прослизання зсувного з'єднання, який можна прийняти таким, що дорівнює 0,9;

k_c - коефіцієнт, що враховує розподіл напружень у перерізі безпосередньо перед утворенням тріщин і виражається таким чином:

(6) Unless specific measures are taken to limit the effects of heat of hydration of cement, for simplification a constant temperature difference between the concrete section and the steel section (concrete cooler) should be assumed for the determination of the cracked regions according to 7.4.2 (5) and for limitation of crack width according to 7.4.2 and 7.4.3. For the determination of stresses in concrete the short term modulus should be used.

NOTE: The National Annex may give specific measures and a temperature difference. The recommended value for the temperature difference is 20K.

7.4.2 Minimum reinforcement

(1) Unless a more accurate method is used in accordance with EN 1992-1-1: 2004, 7.3.2(1), in all sections without pre-stressing by tendons and subjected to significant tension due to restraint of imposed deformations (e.g. primary and secondary effects of shrinkage), in combination or not with effects of direct loading the required minimum reinforcement area As for the slabs of composite beams is given by:

A_s = k_sk_ck f_ct,_effA_ct /σ_s , (7.1)

where : fct,eff is the mean value of the tensile strength of the concrete effective at the time when cracks may first be expected to occur. Values of fct,eff may be taken as those for fctm, see EN 1992-1-1: 2004, Table 3.1, or as flctm, see Table 11.3.1, as appropriate, taking as the class the strength at the time cracking is expected to occur. When the age of the concrete at cracking cannot be established with confidence as being less than 28 days, a minimum tensile strength of 3 N/mm² may be adopted;

k is a coefficient which allows for the effect of non-uniform self-equilibrating stresses which may be taken as 0.8;

ks is a coefficient which allows for the effect of the reduction of the normal force of the concrete slab due to initial cracking and local slip of the shear connection, which may be taken as 0.9;

kc is a coefficient which takes account of the stress distribution within the section immediately prior to cracking and is given by:

(7.2)

h_c - товщина бетонної полки, за винятком всіх вутів або ребер;

z_o - вертикальна відстань між центроїдами бетонної полиці і сталезалізобетонного перерізу без тріщин, що розраховано за допомогою модульного коефіцієнта n₀ для короткострокового навантаження;

σ_s- максимальне напруження, яке допускається в арматурі безпосередньо після утворення тріщин. Воно може прийматися за характеристичну межу текучості f_sk. При цьому, однак, може знадобитися більш низьке значення в залежності від розміру арматурних стержнів для забезпечення необхідних граничних значень ширини розкриття тріщини. Це значення наводиться у таблиці 7.1;

A_ct - площа розтягнутої зони (під впливом прямого навантаження і первинних ефектів усадки) безпосередньо перед утворенням тріщин у поперечному перерізі. З метою спрощення, допускається використання площі бетонного перерізу у межах дійсної ширини.

(7.2)

h_c is the thickness of the concrete flange, excluding any haunch or ribs;

z_o is the vertical distance between the centroids of the un-cracked concrete flange and the uncracked composite section, calculated using the modular ratio n₀ for short-term loading;

σ_s is the maximum stress permitted in the reinforcement immediately after cracking. This may be taken as its characteristic yield strength f_sk. A lower value, depending on the bar size, may however be needed to satisfy the required crack width limits. This value is given in Table 7.1;

A_ct is the area of the tensile zone (caused by direct loading and primary effects of shrinkage) immediately prior to cracking of the cross section. For simplicity the area of the concrete section within the effective width may be used.