Страница 7: ДСТУ-Н Б EN 1994-2:20ХХ. Проектування сталезалізобетонних конструкцій. Частина 2. Загальні правила і правила для мостів (59290)

по кінцях елемента, що сприяє виникненню загального розтягувального зусилля у залізобетонному розтягнутому елементі;

(b) залізобетонна частина сталезалізобетонного елемента зі зсувним з’єднанням на ділянці довжини елемента підданного впливу поздовжнього розтягу .

Типовими прикладами в данному випадку є арка з затяжкою і наскрізна ферма, в яких залізобетонні або сталезалізобетонні елементи функціонують як розтягнуті елементи основної комбінованої системи.

(2) Для визначення внутрішніх зусиль у розтянутому елементі нелінійна робота, викликана тріщино утворенням у бетоні і впливом жорсткості бетону при розтягу, має враховуватись при загальному розрахунку граничних станів за несною здатністю, експлуатаційною придатністю та втомністю. Слід також враховувати вплив надлишкової міцності бетону, що працює на розтяг.

(3) Для розрахунку внутрішніх зусиль залізобетонного розтягнутого елемента з тріщинами необхідно враховувати вплив усадки бетона між тріщинами. Вплив автогенної усадки може ігноруватись. Для спрощення або у випадках, коли використовується (6) або (7), вільну усадкову деформацію елемента без тріщин слід застосовувати для визначення вторинних впливів, що викликані усадкою

(4) Якщо не застосовується більш точний метод згідно з (2) або (3), може бути використано спрощенний метод відповідно до (5). Як альтернативний варіант можна застосувати методи (6) і (7).

(5) Вплив жорсткості бетона при розтягу можна не враховувати, якщо в загальному розрахунку внутрішні зусилля залізобетонного розтягнутого елемента визначаються за допомогою розрахунку у стані без тріщин, а внутрішні зусилля елементів сталевої конструкції розраховуються з урахуванням тріщин у бетоні.

(b) the reinforced concrete part of a composite member with shear connection over the member length (a composite tension member) subjected to longitudinal tension.

Typical examples occur in bowstring arches and trusses where the concrete or composite members act as tension members in the main composite system.

(2)P For the determination of the internal forces and moments in a tension member, the non-linear behaviour due to cracking of concrete and the effects of tension stiffening of concrete shall be considered for the global analyses for ultimate and serviceability limit states and for the limit state of fatigue. Account shall be taken of effects resulting from over-strength of concrete in tension.

(3) For the calculation of the internal forces and moments of a cracked concrete tension member the effects of shrinkage of concrete between cracks should be taken into account. The effects of autogenous shrinkage may be neglected. For simplification and where (6) or (7) is used, the free shrinkage strain of the uncracked member should be used for the determination of secondary effects due to shrinkage.

(4) Unless a more accurate method according to (2) and (3) is used, the simplified method according to (5) may be used. Alternatively, the methods of (6) and (7) are applicable.

(5) The effects of tension stiffening of concrete may be neglected, if in the global analysis the internal forces and moments of the concrete tension member are determined by uncracked analysis and the internal forces of structural steel members are determined by cracked analysis.

(6) Внутрішні зусилля арок із затяжкою з окремими армованими залізобетонними розтягненими елементами зі зсувним з’єднанням лише на кінцях елемента можуть визначатись таким чином:

- визначення внутрішніх зусиль сталевої конструкції з розрахунковою поздовжньою жорсткістю (EA_s)_eff бетонного розтягненого елмента з урахуванням тріщин, яка визначається відповідно до рівняння

(5.6-1):

де n₀ - модульний коефіцієнт короткочасного навантаженн відповідно до 5.4.2.2(2);

A_s - поздовжня арматура бетонного розтягнутого елемента у межах ефективної ширини;

ρ_s - коефіцієнт армування ρ_s=A_s/A_c , визначений з корисною площею попереч-

ного перерізу бетона А_с;

- нормальні сили бетонного розтягнутого елемента N_Ed._serv для граничного стану за експлуатаційною придатністю та N_Ed,_ult для граничного стану за несною здатністю можуть бути виражені як:

N_Ed._serv . =1,15·A_cfct,eff (1+ n₀ ρ_s) (5.6-2)

N_Ed,_ult . = 1,45·A_cfct,eff (1+ n₀ ρ_s) (5.6-3)

де f_ct,_eff – розрахункова міцність бетона на розтяг.

Якщо не виконується перевірка з використанням більш точних методів, розрахункова міцність бетона на розтяг приймається як f_ct,_eff = 0,7f_ctm,

Де залізобетонний розтягнутий елемент одночасно функціонує як плита проїзної частини та піддається поєднанню загального та місцевого впливу.

(7) Для сталезалізобетонних розтягнутих елементів, які було піддано впливу нормальних сил і згинаних моментів, властивості поперечного перерізу з урахуванням тріщин, а також нормальне зусилля залізобетонної частини сталезалізобетонного елемента слід визначати з розрахунковою поздовжньою

(6) The internal forces and moments in bowstring arches with isolated reinforced concrete tension members with shear connection only at the ends of the member may be determined as follows:

- determination of the internal forces of the steel structure with an effective longitudinal stiffness (EA_s)_eff of the cracked concrete tension member according to equation (5.6-1).

(5.6-1):

where no is the modular ratio for short term loading according to 5.4.2.2(2),

A_s is the longitudinal reinforcement of the concrete tension member within the effective width and

ρ_s is the reinforcement ratio ρ_s=A_s/A_c determined with the effective concrete cross-section area А_с;

- the normal forces of the concrete tension member N_Ed._serv for the serviceability limit state and

N_Ed,_ult for the ultimate limit state are given by

N_Ed._serv . =1,15 A_cfct,eff (1+ n₀ ρ_s) (5.6-2)

N_Ed,_ult . = 1,45 A_cfct,eff (1+ n₀ ρ_s) (5.6-3)

where f_ct,_eff is the effective tensile strength of concrete.

Unless verified by more accurate methods, the effective tensile strength may be assumed as

f_ct,_eff = 0,7f_{ctm ,}

Where the concrete tension member is simultaneously acting as a deck and is subjected to combined global and local effects.

(7) For composite tension members subjected to normal forces and bending moments, the crosssection properties of the cracked section and the normal force of the reinforced concrete part of the composite member should be determined with the effective longitudinal stiffness of the reinforcement according to equation (5.6-1). If the normal forces of the reinforced concrete part of the member do not exceed the values given by the equations (5.6-2) and (5.6-3), these values should be used for design. Stresses in

жорсткістю арматури відповідно до рівняння (5.6-1). Якщо нормальні сили залізобетонної частини елемента не більше ніж значення, у рівняннях (5.6-2) и (5.6-3), ці значення можна використовувати при проектуванні. Напруження в арматурі визначаються із зазначеними силами, але з урахуванням дійсної площі поперечного перерзу A_s арматури.

5.4.2.9 Балкові настили для мостів

(1) Там, де конструювання відповідає 6.3, вплив запізнення зсуву та просклизання між бетоном і сталевим балками при поздовжньому згині можна не враховувати. Робота опалубки, яка обпирається на сталеві балки і стає частиною постійної конструкції, не враховується.

(2) Якщо розподіл навантежень, прикладених після затвердіння бетону, не є рівномірним у напрямку, поперечному відносно прольота, розрахунок слід виконувати з урахуванням поперечного розподілу сил, які викликано різницею між деформацією суміжних балок і згинаних жорсткостей для балок у поперечному напрямку, за умови, що відсутнє підтвердження того, що спрощений аналіз забезпечить достатню точність при припущенні негнучкої роботи в поперечному напрямку.

3) Для врахування впливу, розглянутого в (2), може бути використано один з таких методів розрахунку:

- моделювання ортотропної плити за допомогою «розмазування» сталевих балок;

- розгляд бетону як переривчастого матеріалу для отримання плоскої стержневої системи з елементами, що мають жорсткість при згині та крученні, де жорсткість на кручення сталевої частини можна не враховувати. Для визначення внутрішніх зусиль у поперечному напрямку можна припустити, що жорсткість при згині та крученні поперечних бетонних елементів становить 50 % жорсткості у стані без тріщин;

reinforcement should be determined with these forces but taking into account the actual cross-section area A_s of reinforcement.

5.4.2.9 Filler beam decks for bridges

(1) Where the detailing is in accordance with 6.3, in longitudinal bending the effects of slip between the concrete and the steel beams and effects of shear lag may be neglected. The contribution of formwork supported from the steel beams, which becomes part of the permanent construction, should be neglected.

(2) Where the distribution of loads applied after hardening of concrete is not uniform in the direction transverse to the span of the filler beams, the analysis should take account of the transverse distribution of forces due to the difference between the deformation of adjacent filler beams and of the flexural stiffness transverse to the filler beam, unless it is verified that sufficient accuracy is obtained by a simplified analysis assuming rigid behaviour in the transverse direction.

3) Account may be taken of the effects described in (2) by using one of the following methods of analysis:

- modelling by an orthotropic slab by smearing of the steel beams;

- considering the concrete as discontinuous so as to have a plane grid with members having flexural and torsional stiffness where the torsional stiffness of the steel section may be neglected. For the determination of internal forces in the transverse direction, the flexural and torsional stiffness of the transverse concrete members may be assumed to be 50 % of the uncracked stiffness

- загальні методи згідно з 5.4.3.

Можна припустити, що номінальне значення коефіцієнта Пуассона для бетона становить 0,0 - для граничних станів за несною здатністю і 0,2 - для граничних станів за эксплуатаційною придатністю.

(4) Внутрішні зусилля слід визначати за допомогою пружного розрахунку, без урахування перерозподілу моментів і внутрішніх сил, які викликано тріщино утворенням у бетоні.

(5) Відємні згинальні моменти нерозрізних балок з поперечними перерізами класу 1 на проміжних опорах можуть перерозподілятись для граничних станів за несною здатністю (крім втомних) на величину не більшу за 15 % для врахування непружної роботи матеріалів.

Для кожного випадку навантажень внутрішні зусилля після перерозподілу мають знаходитись у стані рівноваги з навантаженнями.

(6) Впливи повзучості на деформації слід враховувати відповідно до 5.4.2.2. Вплив усадки бетона можна не враховувати.

(7) Для визначення прогинів і попереднього будівельного підйому для граничного стану за експлуатаційною придатністю, а також для динамічного розрахунку розрахункову жорсткість при згині балкових настилів можна представити як:

E_aI_eff =0,5 (E_aI₁ + E_aI₂ ) (5.6-4)

де I₁ та I₂ - значення (з тріщинами і без тріщин) моменту інерції сталезалізо-бетонного перерізу, підданого впливу воздействию згинаного моменту при прогині відповідно до 1.5.2.11 і 1.5.2.12.

Момент інерції I₂ визначається з ефективним поперечним перерізом сталевої конструкції, арматури та стисненого бетону. Площа стисненого бетону визначається за розподілом пластичного напруження.

(8) Вплив різниць перепадів температури можна ігнорувати, за виключенням визначення прогинів залізничних мостів

- general methods according to 5.4.3.

The nominal value of Poisson’s ratio of concrete may be assumed to be zero for ultimate limit states

and 0.2 for serviceability limit states.

(4) Internal forces and moments should be determined by elastic analysis, neglecting redistribution of moments and internal forces due to cracking of concrete.

(5) Hogging bending moments of continuous filler beams with Class 1 cross-sections at internal supports may be redistributed for ultimate limit states other than fatigue by amounts not exceeding 15% to take into account inelastic behaviour of materials.

For each load case the internal forces and moments after redistribution should be in equilibrium with the loads.

(6) Effects of creep on deformations may be taken into account according to 5.4.2.2. The effects of shrinkage of concrete may be neglected.

(7) For the determination of deflections and precamber for the serviceability limit state as well as for dynamic analysis the effective flexural stiffness of filler beam decks may be taken as

E_aI_eff =0,5 (E_aI₁ + E_aI₂ ) (5.6-4)

where I1 and I2 are the uncracked and the cracked values of second moment of area of the composite cross- subjected to sagging bending as defined in 1.5.2.11 and 1.5.2.12.

The second moment of area I2 should be determined with the effective cross-section of structural steel, reinforcement and concrete in compression. The area of concrete in compression may be determined from the plastic stress distribution.

(8) The influences of differences and gradients of temperature may be ignored, except for the determination of deflections of railway bridges without ballast bed or railway bridges with non

без баласної подушки або залізничних мостів із безбаластною колією.

5.4.3 Нелинійний загальний розрахунок для мостів

(1)Р Дозволяється використання нелінійного розрахунку. Правила застосування не наводяться.

(2)Р Слід враховувати роботу зсувного з’єднання.

(3)Р Слід враховувати впливи деформованої геометрії конструкції.

5.4.4 Сполучення загальних і місцевих впливів

(1) Загальні та місцеві впливи слід складати з урахуванням коефіцієнта сполучення.

Примітка: Коефіцієнт ссполучення може бути наведено в національному додатку. Необхідну інформацію по автодорожним мостам наведено в додатку Е стандарта EN 1993-2.

5.5 Класифікація поперечних перерізів

5.5.1 Загальні положення

(1)Р Для поперечних перерізів сталезалізобетонних балок застосовується система класифікації, що наводиться в EN 1993-1-1:2005, 5.5.2.

(2) Сталезалізобетонний переріз класифікується за найменш сприятливим класом його стиснених сталевих елементів. Клас сталезаліезобетонного перерізу зазвичай залежить від напрямку згинаного моменту в цьому перерізі.

(3) Сталевий стиснений елемент, обмежений внаслідок його приєднання до залізобетонного елементу, може переміщуватись до більш сприятливого класу за умови покращення ефективності роботи.

(4) Для класифікації слід використовувати пластичний розподіл напружень, за винятком границі між класом 3 і 4, де слід використовувати пружний розподіл напружень з

ballasted slab track.

5.4.3 Non-linear global analysis for bridges

(1)P Non-linear analysis may be used. No application rules are given.

(2)P The behaviour of the shear connection shall be taken into account.

(3)P Effects of the deformed geometry of the structure shall be taken into account.

5.4.4 Combination of global and local action effects

(1) Global and local action effects should be added taking into account a combination factor.

NOTE: The combination factor may be given in the National Annex. Relevant information for road bridges is given in Annex E of EN 1993-2.

5.5 Classification of cross-sections

5.5.1 General

(1)P The classification system defined in EN 1993-1-1: 2005, 5.5.2 applies to cross-sections of composite beams.

(2) A composite section should be classified according to the least favourable class of its steel elements in compression. The class of a composite section normally depends on the direction of the bending moment at that section.

(3) A steel compression element restrained by attaching it to a reinforced concrete element may be placed in a more favourable class, provided that the resulting improvement in performance has been established.

(4) For classification, the plastic stress distribution should be used except at the boundary between Classes 3 and 4, where the elastic stress distribution should be used taking into account sequence of construction and the effects of creep and