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

місцевого руйнування збірного або монолітного бетону.

Примітка. У національному додатку можуть наводитися посилання на відповідну інформацію.

9 Сталезалізобетонні плити для мостів

9.1 Загальні положення

(1) Цей розділ дійсний для сталезалізобетонних плит, що складаються з номінально плоских плит з конструкційної сталі, з'єднаних з шаром монолітного бетону за допомогою стержнів упорів з головками для роботи в якості полиці мостового настилу, що сприймає поперечні навантаження і зусилля в одній площині, а також у якості нижньої полиці коробчастої балки. Плити з двобічною обшивкою або інші типи сполучних елементів не розглядаються.

(2) Сталева плита має підтримуватися під час заливки за допомогою постійних або тимчасових опор з метою обмеження її відхилення, менше ніж у 0,05 рази товщини бетонного шару, якщо при проектуванні сталевої плити до розрахунку не береться додаткова вага бетону через відхилення плити.

(3) Робоча ширина має визначатися відповідно до 5.4.1.2, де b₀ слід приймати як 2a_w c a_w, визначеними в 9.4 (4).

(4) Для загального розрахунку застосовуються 5.1 і 5.4.

9.2 Розрахунок для місцевих впливів

(1) Місцеві впливи - це згинальні моменти і зрушення, які викликані поперечними навантаженнями, які

NOTE: The National Annex may refer to relevant information

Section 9 Composite plates in bridges

9.1 General

(1) This Section 9 is valid for composite plates consisting of a nominally flat plate of structural steel connected to a site cast concrete layer by headed studs for use as a flange in a bridge deck carrying transverse loads as well as in-plane forces, or as a bottom flange in a box girder. Double skin plates or other types of connectors are not covered.

(2) The steel plate should be supported during casting either permanently or by temporary supports in order to limit its deflection to less than 0,05 times the thickness of the concrete layer unless the additional weight of concrete due to the deflection of the plate is taken into account in the design of the steel plate.

(3) The effective width should be determined according to 5.4.1.2, where b₀ should be taken as 2a_w with a_w as defined in 9.4(4).

(4) For global analysis, 5.1 and 5.4 apply.

9.2 Design for local effects

(1) Local effects are bending moments and shears caused by transverse loads on the composite plate acting as a one- or two-way slab. For the purpose of

впливають на сталезалізобетонних пластину, що функціонує як плита, обперта по двом сторонам або по контуру. Для розрахунку впливу місцевого впливу можна допустити, що сталезалізобетонних плита є пружною і без тріщин. Верхня полиця двотаврової балки може не проектуватися як сталезалізобетонна в поперечному напрямку.

(2) Можна допустити, що бетонна і сталева плити будуть функціонувати спільно без прослизання.

(3) Опір згину і вертикальної зрушувальної силі може перевірятися як і для залізобетонної плити, де сталева пластина розглядається як арматура. При цьому застосовується розрахунковий опір для вертикального зсуву 6.2.2.5 (3), де відстань у поздовжньому і поперечному напрямках між зсувними з'єднувальними елементами не перевищує в 3 рази товщину сталезалізобетонних плити.

9.3 Розрахунок для загальних впливів

(1) Р Конструкція сталезалізобетонних плити має забезпечувати її опір впливу всіх зусиль від осьових навантажень, загального згину і кручення поздовжніх або поперечних балок, частиною яких вона є.

(2) Розрахунковий опір стисненню в одній площині може сприйматися як сума розрахункових опорів бетонної і сталевої плити в межах робочої ширини. Зниження міцності через вплив ефектів другого порядку має розглядатися згідно з 5.8 стандарту EN 1992-1-1:2004.

(3) Розрахунковий опір розтягу в одній площині має сприйматися як сума розрахункових опорів сталевої плити і арматури у межах робочої ширини.

(4) Взаємодія з впливом місцевого навантаження може враховуватися для зсувних з'єднувальних елементів відповідно до 9.4. (1) Р. В іншому випадку вона може не розглядатися. З'єднувальні

analysis of local action effects the composite plate may be assumed to be elastic and uncracked. A top flange of an I-girder need not be designed as composite in the transverse direction.

(2) The concrete and the steel plate may be assumed to act compositely without slip.

(3) The resistance to bending and vertical shear force may be verified as for a reinforced concrete

slab where the steel plate is considered as reinforcement. The design resistance for vertical shear in 6.2.2.5(3) is applicable, where the distance, in longitudinal and transverse direction, between shear

connectors does not exceed three times the thickness of the composite plate.

9.3 Design for global effects

(1)P The composite plate shall be designed to resist all forces from axial loads and global bending and torsion of all longitudinal girders or cross-girders of which it forms a part.

(2) The design resistance to in-plane compression may be taken as the sum of the design resistances of the concrete and the steel plate within the effective width. Reduction in strength due to second order effects should be considered according to 5.8 of EN 1992-1-1: 2004.

(3) The design resistance for in-plane tension should be taken as the sum of the design resistances of the steel plate and the reinforcement within the effective width.

(4) Interaction with local load effects should be considered for the shear connectors as stated in 9.4(1)P. Otherwise it need not be considered. Connectors designed for shear forces in both the longitudinal and transverse directions should be

елементи, розроблені для зсувних зусиль у поздовжньому і поперечному напрямках, слід перевіряти на векторну суму сил, що одночасно впливають на з'єднувальний елемент.

9.4 Розрахунок зсувних з'єднувальних елементів

(1) Р Опір втоми і вимоги граничних станів за умовою придатності до експлуатації мають перевірятися для спільного локального і одночасного загального впливу.

(2) Розрахункову міцність з'єднувальних стержнів упорів у 6.6.3 і 6.8.3 слід використовувати в тому випадку, якщо бетонна плита має нижню арматуру, площа якої становить не менше ніж 0,002 площі бетону в кожному з двох перпендикулярних напрямів.

(3) Застосовуються правила деталізації 6.6.5.

(4) Для широких полиць балок розподіл поздовжнього зсуву, спричиненого загальними впливами для граничних станів за умовою придатності до експлуатації та втомності, для обліку прослизання і зсувного запізнювання визначається наступним чином. Поздовжня сила P_Ed, що впливає на з'єднувальний елемент на відстані х від найближчої стінки, може прийматися як:

(9.1)

де v_L,Ed - розрахунковий поздовжній зсув на одиницю довжини в бетонній плиті, викликаний загальними впливами для стінки, що озглядається, і визначений за допомогою значень робочої ширини для зсувного запізнювання;

n_tot - загальна кількість з'єднувальних елементів одного і того ж самого розміру на одиницю довжини балки (рисунок 9.1) за умови, що кількість з'єднувальних елементів на одиницю площі не збільшується з х;

verified for the vector sum of the simultaneous forces on the connector.

9.4 Design of shear connectors

(1)P Resistance to fatigue and requirements for serviceability limit states shall be verified for the combined local and simultaneous global effect.

(2) The design strength of stud connectors in 6.6.3 and 6.8.3 may be used provided that the concrete slab has bottom reinforcement with area not less than 0.002 times the concrete area in each of two perpendicular directions.

(3) The detailing rules of 6.6.5 are applicable.

(4) For wide girder flanges the distribution of longitudinal shear due to global effects for serviceability and fatigue limit states may be determined as follows in order to account for slip and shear lag. The longitudinal force P_Ed on a connector at distance x from the nearest web may be taken as

(9.1)

where v_L,Ed is the design longitudinal shear per unit length in the concrete slab due to global effects for the web considered, determined using effective widths for shear lag,

n_tot is the total number of connectors of the same size per unit length of girder as shown in Figure 9.1, provided that the number of connectors per unit area does not increase with x,

n_w - кількість з'єднувальних елементів на одиницю довжини, що знаходяться на відстані від стінки, що дорівнює більшому із значень 10t_f і 200 мм, де t_f - товщина сталевої пластини. Для даних з'єднувальних елементів х приймається таким, що дорівнює 0;

b - половина відстані між суміжними стінками або відстань між стінкою і вільним краєм полиці.

Якщо полкичка виступає назовні стінки на відстань a_w (див. рисунок 9.1), кількість з'єднувальних елементів n_tot і n_w може включати з'єднувальні елементи, що розміщені на даній полиці. Зсувні з'єднувальні елементи концентруються в області n_w відповідно до рисунку 9.1. Крок з'єднувальних елементів має відповідати умовам (7) з метою запобігання передчасної місцевої деформації плити.

n_w is the number of connectors per unit length placed within a distance from the web equal to the larger of 10t_f and 200 mm, where tf is the thickness of the steel plate. For these connectors x should be taken as 0,

b is equal to half the distance between adjacent webs or the distance between the web and the free edge of the flange.

In case of a flange projecting distance a_w outside the web according to Fig. 9.1, the number of connectors n_tot and n_w may include connectors placed on this flange. Shear connectors should be concentrated in the region for nw according to Fig. 9.1. The spacing of the connectors should fulfill the conditions in (7) to avoid premature local buckling of the plate.

(5) Більш точне визначення розподілу сил поздовжнього зсуву у сталезалізобетонних нижніх полицях коробчастих перерізів згідно з (4) не вимагається, якщо розташування зсувних з'єднувальних елементів вибирається на підставі таких правил:

- зсувні з'єднувальні елементи мають концентруватися у кутах балки коробчастого перерізу;

(5) A more accurate determination of the distribution of longitudinal shear forces in composite bottom flanges of box sections according to (4) is not required, if the arrangement of the shear connectors is based on the following rules:

- Shear connectors should be concentrated in the corners of the box girder;

- принаймні 50% загальної кількості зсувних з'єднувальних елементів, що відповідають за передачу сили поздовжнього зсуву від стінки до нижньої бетонної полиці, мають прикріплюватись до стінки і в межах ширини b_f сталевої нижній полиці. Ширина b_f сталевої нижньої полиці має прийматися як найбільше із значень:

b_f = 20 t_f , b_f = 0.2b_ei і b_f = 400 мм

де b_ei- робоча ширина нижньої полиці відповідно до 5.4.1.2;

t_f - товщина сталевої нижньої полиці.

(6) Для граничних станів за умовою втрати міцності можна припустити, що всі з’єднувальні елементи у межах робочої ширини несуть однакове поздовжнє зусилля.

(7) Там, де обмеження від з'єднувальних елементів має запобігати місцевій втраті стійкості сталевих елементів сталезалізобетонної стиснутої плити, міжцентрові відстані з'єднувальних елементів не мають перевищувати граничні значення, що наведено у таблиці 9.1.

- At least 50% of the total amount of shear connectors, which are responsible for the transfer of the longitudinal shear force from a web in the bottom concrete flange should be attached to the web and within the width bf of the steel bottom flange. The width bf of the steel bottom flange should be taken as the largest of

b_f = 20 t_f , b_f = 0.2b_ei and b_f = 400 mm

where b_ei is the effective width of the lower flange according to 5.4.1.2 and t_f the thickness of the steel bottom flange.

(6) For ultimate limit states it may be assumed that all connectors within the effective width carry the same longitudinal force.

(7) Where restraint from shear connectors is relied upon to prevent local buckling of the steel element of a composite plate in compression, the centre-to-centre spacings of the connectors should not exceed the limits given in Table 9.1.

Клас 2

Class 2

Клас 3

Class 3

Впоперек напрямку стискального напруження

Transverse to the direction of compressive stress

Консольна ділянка полиці

Outstand flange

14t_

20t_

Внутрішня ділянка полиці

Interior flange

45t_

50t_

У напрямку стискального напруження

In the direction of compressive stress

Консольна і внутрішня ділянка полиці

Outstand and interior flange

22t_

25t_

, де f_y наводиться у Н/мм²; t — товщина сталевої полиці.

, with f_y in N/mm² t – thickness of the steel flange

Додаток С

(довідковий)

Стержні упорів з головками, що викликають появу розколювальних сил у напрямку товщини плити

С.1 Розрахунковий опір і деталізація

(1) Розрахунковий опір зрушенню стержня упору з головкою відповідно до 6.6.3.1, який викликає появу розколювальних сил у напрямку товщини плити (рисунок С.1), має визначатися для граничних станів за умовою міцності, крім втомної міцності, з рівняння (С.1 ), якщо при цьому виходить менше значення у порівнянні із значенням з рівнянь (6.18) і (6.19):

, (С.1)

Annex C

(Informative)

Headed studs that cause splitting forces in the direction of the slab thickness

C.1 Design resistance and detailing

(1) The design shear resistance of a headed stud according to 6.6.3.1, that causes splitting forces in the direction of the slab thickness, see Figure C.1, should be determined for ultimate limit states other than fatigue from equation (C.1), if this leads to a smaller value than that from equations (6.18) and (6.19):

, (С.1)

де a_r′ - робоча відстань до краю; = a_r – c_v–φ s / 2 ≥ 50 мм;

k_v - для зсувного з'єднання у крайньому положенні дорівнює 1;

- для зсувного з'єднання у проміжному положенні дорівнює 1,14;

γ_V - часний коефіцієнт;

Примітка. Див примітку у 6.6.3.1 (1) для γ_V.

f_ck - характеристична циліндрична міцність бетону розглянутого віку, Н/мм²;

d - діаметр стержня упору при 19 ≤ d ≤ 25 мм;

h - загальна висота стержня упору з головкою при h / d ≥ 4;

a - горизонтальний крок стержнів упорів при 110 ≤ a ≤ 440 мм;

s - крок хомутів при a/2 ≤ s ≤ a та

s/ar′ ≤ 3;

φ_s - діаметр хомутів при φ_s ≥ 8 мм;

φ_l - діаметр поздовжньої арматури при φ_l≥ 10 мм;

c_v - вертикальний захисний шар бетону [мм], згідно з рисунком С.1.

where:

a_r′ is the effective edge distance; = a_r – c_v – φ

s / 2 ≥ 50 mm;

k_v = 1 for shear connection in an edge position,

= 1.14 for shear connection in a middle position;

γ_V is a partial factor;

NOTE: See the Note to 6.6.3.1(1) for γ_V

f_ck is the characteristic cylinder strength of the concrete at the age considered, in N/mm²;

d is the diameter of the shank of the stud with 19 ≤ d ≤ 25 mm;

h is the overall height of the headed stud with h/d ≥ 4;

a is the horizontal spacing of studs with 110 ≤ a ≤ 440 mm;

s is the spacing of stirrups with both a/2 ≤ s ≤ a and s/ar′ ≤ 3;

φ_s is the diameter of the stirrups with φ_s ≥ 8 mm;

φ_l is the diameter of the longitudinal reinforcement with φ_l ≥ 10 mm;

c_v is the vertical concrete cover according to Fig. C.1 in [mm].