Страница 8: ДСТУ-Н Б EN 1998-6:20ХХ. Проектування сейсмостійких споруд. Частина 6. Башти, щогли і димові труби (59365)

5.4 Спеціальні правила аналізу і проектування

(1) За винятком випадків, зазначених в (2)Р, потрібно враховувати тільки одну горизонтальну складову руху ґрунту.

(2)Р В димових трубах з отворами в межах критичних областей, визначених у 5.2(2), з горизонтальним розміром більше товщини стінки димової труби потрібно враховувати обидві горизонтальні складові руху ґрунту.

(3) Вертикальну складову руху ґрунту можна не враховувати.

(4) Якщо футеровка (що складається з цегли, сталі або інших матеріалів) підтримується в поперечному напрямку несучої оболонкою димової труби в близько розташованих точках, так що рух футероівки по відношенню до оболонки вважається незначним, масу футеровки можна включити в масу несучої оболонки, не включаючи окремі ступені свободи футеровки.

(5) Якщо опори футеровки димової труби у верхній частині труби і, можливо, в проміжних точках, допускають рух футеровки по відношенню до несучої оболонки, то футеровку слід включити в модель динамічного аналізу окремо від бетонної конструкції оболонки. В цьому випадку, якщо для аналізу використовується пружний спектр відповіді відповідно до 3.3(2) і 4.2.4, значення коефіцієнта демпфування, що використовується для футеровки, має залежати від її конструкції.

ПРИМІТКА У довідковому Додатку B запропоновані значення коефіцієнта демпфування для типових матеріалів футеровки.

5.4 Special rules for analysis and design

(1) Except as specified in (2)P, only one horizontal component of the ground motion needs to be taken into account.

(2) P In chimneys with openings within the critical regions defined in 5.2(2) with horizontal size greater than the thickness of the chimney wall, both horizontal components of the ground motion need to be taken into account.

(3) The vertical component of the ground motion may be disregarded.

(4) When the liner (consisting of brick, steel, or other materials) is laterally supported by the chimney structural shell at closely spaced points such that the movement of the liner relative to the shell is considered negligible, the mass of the liner may be incorporated into that of the structural shell, without including separate degrees of freedom for the liner.

(5) When the supports of the chimney liner at the top of the chimney and possibly at intermediate points permit movement of the liner relative to the structural shell, the liner should be included in the dynamic analysis model separately from the concrete structural shell. In that case, if the elastic response spectrum is used for the analysis in accordance with 3.3(2) and 4.2.4, the value of the damping ratio to be used for the liner should depend on its construction.

NOTE Informative Annex В proposes values of the damping ratio for typical liner materials.

5.5 Граничний стан з обмеження пошкоджень

(1) Канали відпрацьованих газів у димових трубах повинні бути перевірені на накладені деформації між місцями опору і зазорами між внутрішніми елементами, так щоб не була втрачена газонепроникність, і залишався достатній запас проти руйнування труби димових газів при переміщеннях, обчислених відповідно до 4.9(3).

(2) Вимога щодо обмеження пошкоджень вважається виконаною, якщо поперечне переміщення верху споруди, обчислене відповідно до 4.9(3), не перевищує 0,5% висоти споруди.

(3) Відносне відхилення між різними місцями опору футеровки, обчислене відповідно до 4.9(3), має бути обмежене для обмеження ушкоджень футеровки. Якщо для конкретного проекту не вказані більш жорсткі граничні значення, повинні бути дотримані наступні граничні значення відносних поперечних переміщень сусідніх точок опору футеровки:

а) якщо вжито заходів, щоб допустити відносний рух між окремими частинами футеровки (наприклад, за допомогою складання футеровки з труб, незалежних одна від одної, з відповідним зазором):

5.5 Damage limitation state

(1) Waste gas flues in chimneys should be checked for imposed deformations between support points and clearances between internal elements, so that gas tightness is not lost and sufficient reserve is maintained against collapse of the flue gas tube, under the displacements calculated in accordance with 4.9(3).

(2) The requirement for damage limitation is considered to be satisfied if the lateral displacement of the top of the structure, calculated in accordance with 4.9(3), does not exceed 0,5% of the height of the structure.

(3).The relative deflection between different points of support of the liner, computed in accordance with 4.9(3), should be restricted for damage limitation of the liner. Unless stricter limits are specified for the particular project, the following limits on the relative lateral displacements of adjacent points of support of the liner should be observed:

a) if provisions are taken to allow relative movement between separate parts of the liner, (e.g. by constructing the liner of tubes independent from each other, with suitable clearance):

d_r  0,020H (5.5)

b) у всіх інших випадках:

b) in all other cases:

d_r  0,012H (5.6)

де H - вертикальна відстань між сусідніми платформами, що підтримують футеровку.

where H is the vertical distance of adjacent platforms supporting the liner.

6 СПЕЦІАЛЬНІ ПРАВИЛА ДЛЯ СТАЛЕВИХ ДИМОВИХ ТРУБ

6.1 Проектування для дисипативної поведінки

(1) Сталеві рами або ферми споруди, які забезпечують поперечний опір каналам відпрацьованих газів димових труб, можуть бути запроектовані для дисипативної поведінки згідно з відповідними правилами EN 1998-1:2004, Розділ 6. В цьому випадку їх проектування повинно бути засновано на величинах базового показника поведінки q_o, який не перевищує наступні значення:

(а) рами, що сприймають моменти або рами з ексцентричними в’язями: q_o = 5;

(b) рами з концентричними в’язями: q_o приймається з Рисунка 7.1

(2) Сталеві димові труби, які містять конструктивну оболонку та проектуються для дисипативної поведінки, повинні відповідати вимогам
EN 1993-1-1:2004, 5.4.3 і 5.6 для загального пластичного аналізу. В цьому випадку їх проектування може бути засновано на значенні базового показника поведінки: q_o = 2,5.

(3) В залежності від обраних поперечних перерізів, базове значення показника поведінки обмежується значеннями, наведеними в Таблиці 6.1.

ПРИМІТКА Сталеві димові труби з відтяжками зазвичай легковагові. По суті, їх проектування на поперечні впливи зазвичай визначається вітром, якщо вони не мають великих факелів або інших мас поблизу верхівки.

6 SPECIAL RULES FOR STEEL CHIMNEYS

6.1 Design for dissipative behaviour

(1) Steel frame or truss structures which provide lateral support to flue gas ducts of chimneys may be designed for dissipative behaviour, in accordance with the relevant rules of EN 1998-1:2004, Section 6. In that case their design should be based on values of the basic behaviour factor q₀ not exceeding the following:

(a) moment resisting frames or frames with eccentric bracing: q_o = 5,

(b) frames with concentric bracing: q_o taken from Fig. 7.1.

(2) Steel chimneys consisting of a structural shell designed for dissipative behaviour should satisfy the requirements of
EN 1993-1-1:2004, 5.4.3 and 5.6 for plastic global analysis. In that case their design may be based on a value of the basic behaviour factor: q_o= 2,5.

(3) Depending on the chosen cross-sections, the basic value of the behaviour factor is limited by the values given in Table 6.1.

NOTE Guyed steel chimneys are generally lightweight. As such, their design for lateral actions is usually governed by wind, unless they have large flares or other masses near the top.

Таблиця 6.1 - Обмеження на базове значення показника поведінки в залежності від класу поперечного перерізу сталевих елементів

Table 6.1 - Restrictions on the basic value of the behaviour factor, depending on the cross-sectional class of steel elements

Базове значення показника поведінки, q_o

Basic value of the behaviour factor

Допустимий клас поперечного перерізу

Allowed cross-sectional class

 q_o 1,5

1,5 < q_o 2

2 < q_o 4

q_o > 4

Клас 1, 2, 3 або 4 (відповідно до 4.7.5(3))

Class 1,2,3 or 4 (in accordance with 4.7.5(3))

Клас 1, 2 або 3

Class 1,2 or 3

Клас 1 або 2

Class 1 or 2

Клас 1

Class 1

6.2 Матеріали

6.2.1 Загальні положення

(1)Р Конструкційна сталь повинна відповідати Європейським стандартам, згадуваним в EN 1993-1-1:2004, 1.2.2 і EN 1993-3-2.

(2)Р Конструкційна сталь повинна відповідати EN 1993-1-1:2004, 3.2.

(3) Товщина сталевих елементів повинна відповідати вимогам EN 1993-1-10:2004, Таблиця 2.1, в залежності від енергії по Шарпі для зразка з V-подібним надрізом та інших характерних параметрів,
а також від EN 1993-3-2.

(4) Якщо компоненти з нержавіючої або легованої сталі з'єднуються з вуглецевою сталлю, кращими є болтові з'єднання. Щоб уникнути прискореної корозії внаслідок гальванічного впливу, такі з'єднання повинні містити ізолюючі прокладки. Зварювання допускається за умови, що виконується спеціалізований металургійний контроль щодо процедури зварювання і вибору електрода.

6.2.2 Механічні властивості для конструкційних вуглецевих сталей

(1)Р Механічні властивості конструкційних вуглецевих сталей S 235, S 275, S 355, S 420, S 460 повинні бути взяті з EN 1993-1-1:2004, а для властивостей при високих температурах з EN 13084-7.

6.2.3 Механічні властивості нержавіючих сталей

(1)Р Механічні властивості, пов'язані з нержавіючими сталями, повинні бути взяті з EN 1993-1-4 для температури до 400ºС, а при більш високих температурах - з EN 13084-7.

6.2.4 З'єднання

(1) Для матеріалів з'єднань, витратних матеріалів для зварювання тощо, слід звертатися до EN 1993-1-8:2004 і відповідних стандартів на вироби, зазначених у ньому.

ПРИМІТКА Також робиться посилання на
EN 1993-3-2:2005, Довідкові додатки C і E.

6.3 Граничний стан з обмеження пошкоджень

(1) Застосовується 5.5(1).

(2) Застосовується 5.5(2).

6.4 Кінцевий граничний стан

(1) Вважається, що проектування відповідно до цього стандарту, включаючи значення показників поведінки, зазначених для дисипативної або недисипативної поведінки забезпечується, коли малоциклова втома елементів конструкції (особливо з'єднань) не сприяє кінцевому граничному стану.

6.2 Materials

6.2.1 General

(1)P Structural steel shall conform to the European Standards referred to in
EN 1993-1-1:2004, 1.2.2 and EN 1993-3-2.

2)P Structural steel shall conform to
EN 1993-1-1:2004, 3.2.

(3).The thickness of steel elements should conform to the requirements of
EN 1993-1-10:2004, Table 2.1, depending on the Charpy V-Notch (CVN) energy and other relevant parameters, and of
EN 1993-3-2.

(4) Where stainless steel or alloy steel components are connected to carbon steel, bolted connections are preferred. In order to avoid accelerated corrosion due to galvanic action, such connections should include insulating gaskets. Welding is permitted, provided that specialised metallurgical control is exercised with regard to the welding procedure and the electrode selection.

6.2.2 Mechanical properties for structural carbon steels

(1)P The mechanical properties of structural carbon steels S 235, S 275, S 355, S 420,
S 460 shall be taken from
EN 1993-1-1:2004 and, for properties at higher temperatures, from EN 13084-7.

6.2.3.Mechanical properties of stainless steels

(1)P Mechanical properties related to stainless steels shall be taken from
EN 1993-1-4 for temperature up to 400°C and at higher temperatures from
EN 13084-7.

6.2.4.Connections

(1) For connection materials, welding consumables, etc., reference should be made to EN 1993-1-8:2004 and the relevant product standards specified therein.

NOTE Reference is also inade to
EN 1993-3-2:2005, Informative Annexes С and E.

6.3.Damage limitation state

(1) 5.5(1) applies.

(2) 5.5(2) applies.

6.4 Ultimate limit state

(1).Design in accordance with the present standard, including the values of the behaviour factors specified for dissipative or for non-dissipative behaviour, is deemed to ensure that low cycle fatigue of structural details (especially connections) will not contribute to the ultimate limit state.

(2) При проектуванні елементів, таких як фланці, слід врахувати розподіл пластичних напруг.

(3) При перевірці димової труби на проектну сейсмічну ситуацію слід врахувати допуск товщини на корозію відповідно до EN 1993-3-2, якщо не прийняті спеціальні заходи корозійного захисту в EN 1993-1-1:2004.

(4) Ослаблення поперечного перерізу за допомогою вирізів або отворів (люки, вхід до димового каналу) має бути компенсовано локальним посиленням несучої оболонки (наприклад, засобом елементів жорсткості навколо країв отворів) з урахуванням міркувань локальної стійкості (див. EN 1993-3-2).

(2).In the design of details, such as flanges, the plastic stress distribution should be taken into account.

(3)In the verification of a chimney for the seismic design situation, a corrosion allowance on thickness should be taken into account in accordance with
EN 1993-3-2, unless the special measures for corrosion protection in
EN 1993-1-1:2004 are taken.

(4).Weakening of cross-section by cut-outs or openings (manholes, flue inlet) shall be compensated for by local reinforcement of the structural shell (e.g. through stiffeners around the edges of the openings), taking into account local stability considerations (see EN 1993-3-2).

7 СПЕЦІАЛЬНІ ПРАВИЛА ДЛЯ СТАЛЕВИХ ВЕЖ

7.1 Галузь використання

(1)Р Сталеві вежі, запроектовані згідно до цього Єврокоду, повинні відповідати відповідним частинам EN 1993, включаючи EN 1993-1-1 і EN 1993-3-1, та додатковим правилам, зазначеним у цьому Розділі.

7.2 Проектування для дисипативної поведінки

(1) Проектування сталевих веж для дисипативної поведінки повинно підкорятися відповідним правилам
EN 1998-1:2004, Розділ 6. В цьому випадку їх проектування повиненно бути засновано на значеннях базового показника поведінки q_o, що не перевищують наступні:

(а) рами, що сприймають моменти або рами з ексцентричними в’язями q_o = 5;

(b) рами з концентричними в’язями: q_o приймається з Рисунка 7.1.

(2) Застосовується 6.1(3).

(3) Якщо у великих діагоналях вежі використовуються шпренгельні труби, базове значення показника поведінки має бути обмежене значенням 2.

7.3 Матеріали

(1)Р Конструкційна сталь повинна відповідати Європейським Стандартам, згадуваним в EN 1993-1-1:2004, 1.2.2 і EN 1993-3-1.

(2)Р Застосовується 6.2.1(2) Р.

(3)Р Застосовується 6.2.1(3) Р.

(4) Застосовуються вимоги з
EN 1998-1:2004, 6.2.

(5) Товщина холоднодеформованих елементів веж повинна становити не менше 3 мм.

ПРИМІТКА Сталеві вежі іноді проектуються на експлуатацію без обслуговування протягом від 30 до 40 або більше років. При цьому можна використовувати атмосферостійку сталь, якщо не наноситься антикорозійний захист, такий як гаряче цинкування.

7.4 Проектування веж з концентричними в’язями

(1) На Рисунку 7.1 показані значення q_o, використовувані при проектуванні типових конфігурацій сталевих веж з концентричними в’язями для дисипативної поведінки.

(2) В рамах на Рисунку 7.1 (а) - (е) та (h) потрібно врахувати як розтягнуті, так і стиснуті в’язі при пружному розрахунку споруди на сейсмічний вплив.

(3) Рами на Рисунку 7.1 (а) - (с) належать до розпірних типу K та не допускаються для дисипативної поведінки. Значення q для цього типу рам обмежується 1,5.

(4) Рами на Рисунку 7.1(d) та (h) можуть розглядатися, як рами з V-подібними розпірками, з в’язями, що перетинаються на безперервному горизонтальному елементі. Проектування для дисипативної поведінки має відповідати правилам, наведеним у EN 1998-1:2004, 6.7 щодо ферм з V-подібними розпірками.

(5) Для рами на Рисунку 7.1(е) проектування для дисипативної поведінки має відповідати правилам в
EN 1998-1:2004, 6.7 щодо рам з діагональними розпірками, в яких діагоналі не розташовуються як
Х-подібні діагональні розпірки.

(

6) Рами з Х-подібними розпірками на малюнку 7.1(f) та (g) можуть розглядатися як рами з Х-подібними діагональними розпірками. При проектуванні для дисипативної поведінки тільки розтягнуті діагоналі слід враховувати в пружному розрахунку споруди на сейсмічний вплив. Таке проектування повинно виконуватися згідно з правилами, наведеними в
EN 1998-1:2004, 6.7 щодо рам з
Х-подібними діагональними розпірками.

(7) Якщо значення базового показника поведінки, який використовується при проектуванні, більше або дорівнює 3,5, то повинні бути забезпечені трикутні горизонтальні в’язі повністю, як на рисунку 7.2.

7.5 Спеціальні правила для проектування опор ліній електропередачі

(1) При проектуванні повинні бути враховані негативні ефекти на опори кабелів між сусідніми опорами.

(2) Вимога в (1) може бути задоволена, якщо дія сейсмічного впливу в споруді опори обчислюються шляхом простого додавання наступних складових (не слід використовувати правило геометричного додавання векторів або подібні правила):

- Дії сейсмічного впливу внаслідок зусиль, прикладених до опори від кабелів, вважаючи, що опора рухається статично по відношенню до сусідніх опор в найнесприятливішому напрямі. Передбачуване відносне переміщення повинно дорівнювати подвоєному розрахунковому переміщенню ґрунту, зазначеному в EN 1998-1:2004, 3.2.2.4. Сукупність усіх фізично можливих відносних переміщень між опорами повинна бути проаналізована при припущенні, що опори закріплені біля основи;

- Дії сейсмічного впливу внаслідок інерційних навантажень з динамічного аналізу відповідно до 4.2.1(2). У моделі з трьома опорами може бути зроблено обмежуюче допущення для двох сусідніх опор, якщо вони є прямими. В цьому випадку інерційні навантаження можна обчислити, припускаючи, що сусідня опора є пружно-опертою на висоті кабелю вздовж напрямку кабелів.

7 SPECIAL RULES FOR STEEL TOWERS

7.1 Scope

(1)P Steel towers designed according to this Eurocode shall conform to the relevant parts of EN 1993, including EN 1993-1-1 and
EN 1993-3-1, and to the additional rules specified in this Section.

7.2 Design for dissipative behaviour

(1) Design of steel towers for dissipative behaviour should be in accordance with the relevant rules of EN 1998-1:2004,
Section 6. In that case their design should be based on values of the basic behaviour factor q_o not exceeding the following:

(a) moment resisting frames, or frames with eccentric bracings q_o = 5;

(b) frames with concentric bracings:
q_o taken from Fig. 7.1.

(2) 6.1(3) applies.

(3) If trussed tubes are used in the major diagonals of the tower, the basic value of the behaviour factor should be limited to 2.

7.3 Materials

(1)P Structural steel shall conform to the European Standards referred to in
EN 1993-1-1:2004, 1.2.2 and EN 1993-3-1.

(2)P 6.2.1(2)P applies.

(3)P 6.2.1(3)P applies.

(4) The requirements in
EN 1998-1:2004, 6.2 apply.

(5) The thickness of cold-formed members for towers should be at least 3 mm.

NOTE Steel towers are sometimes designed to be in service without maintenance for 30 years to 40 years or even longer. Weathering steel may then be used, unless protection against corrosion is applied, such as hot dip galvanising.

7.4 Design of towers with concentric bracings

(1) Figure 7.1 shows the values of q_o to be used in the design of typical configurations of steel towers with concentric bracings for dissipative behaviour.

(2) In the frames in Figure 7.1 (a) to (e) and (h), both the tension and compression diagonals shall be taken into account in an elastic analysis of the structure for the seismic action.

(3) The frames in Figure 7.1 (a) to (c) belong to К types of bracings and are not allowed for dissipative behaviour. The value of q for this type of frames is limited to 1,5.

(4) The frames in Figure 7.1(d) and (h) may be considered similar to V-braced frames with diagonals intersecting on a continuous horizontal member. Design for dissipative behaviour should be in accordance with the rules given in EN 1998-1:2004, 6.7 pertaining to frames with V bracings.

(5) For the frame in Figure 7.1(e) design for dissipative behaviour should be in accordance with the rules in
EN 1998-1:2004, 6.7 pertaining to frames with diagonal bracings in which the diagonals are not positioned as X diagonal bracings.

(6) The X-braced frames in Figure 7.1 (f) and (g) may be considered as frames with X diagonal bracings. In design for dissipative behaviour only the tension diagonals should be taken into account in an elastic analysis of the structure for the seismic action. Such design should be in accordance with the rules given in EN 1998-1:2004, 6.7 pertaining to frames with X diagonal bracings.

(7) If the value of the basic behaviour factor used in the design is greater than or equal to 3,5, fully triangulated horizontal bracings, such as those in Figure 7.2, should be provided.

7.5 Special rules for the design of electrical transmission towers

(1) The design should take into account the adverse effects on the tower of the cables between adjacent towers.

(2) The requirement in (1) may be satisfied if the seismic action effects in the tower structure are calculated by a simple addition of the following (SRSS or similar combination rules should not be used):

- The seismic action effects due to the forces exerted on the tower by the cables, assuming that the tower moves statically with respect to the adjacent ones in the most adverse direction. The assumed relative displacement should be equal to twice the design ground displacement specified in
EN 1998-1:2004, 3.2.2.4. A set of all physically possible relative displacements between towers should be analysed, under the assumption that towers are fixed at their base;

-The seismic action effects due to the inertia loads from a dynamic analysis in accordance with 4.2.1(2). In the three towers model, a limiting assumption may be made for the two adjacent towers, if these are tangent towers. In this case, inertia loads may be calculated assuming the adjacent tower is elastically supported at the cable elevation along the direction of the cables.

7.6 Граничний стан з обмеження пошкоджень

(1) Межі переміщень, обчислені відповідно до 4.9(3), повинні бути вказані для конкретного проекту для граничного стану з обмеження пошкоджень залежно від призначення опори.

7.6 Damage limitation state

(1) Limits on the displacements, calculated in accordance with 4.9(3), should be specified for the particular project for the damage limitation state, depending on the function of the tower.

Рисунок 7.1: Базові значення показника поведінки для конфігурацій сталевих рам з концентричними в’язями

Figure 7.1: Basic values of the behaviour factor for configurations of steel frames with concentric bracings.

Рисунок 7.2: Приклади повністю трикутних горизонтальних в’язей, для використання в баштах з q_o 3,5.

Figure 7.2: Examples of fully triangulated horizontal bracings, to be used in towers with q_o  3,5.

7.7 Інші спеціальні правила проектування

(1) «Телескопічні з'єднання» можуть використовуватися в трубчастих сталевих вежах, тільки якщо вони експериментально кваліфіковані.

(2) Анкери фундаменту повинні бути забезпечені біля основи колон на розтягуючі сили, які більше з наступних двох значень, якщо вони є розтягнутими:

(а) сила, обчислена відповідно до 4.2.1(2);

(b) сила, обчислена з аналізу для сейсмічної проектної ситуації з використанням значення показника поведінки не більш q = 2.

(3) Стики в баштах, повинні бути спроектовані і сконструйовані, щоб відповідати відповідним вимогам в
EN 1998-1:2004, Розділ 6 для стиків в конструктивних системах подібного типу та конфігурації, запроектованих за тим же базовим значенням показника поведінки, q_o, що і дана вежа.

7.7 Other special design rules

(1) "Telescope joints" may only be used in tubular steel towers, if they are experimentally qualified.

(2) Anchorage to the foundation should be provided at the base of the columns for the tension force which is the larger of the following two values, if they are tensile:

(a) the force calculated in accordance with 4.2.1(2);

(b) the force calculated from the analysis for the seismic design situation, using a value of the behaviour factor not greater than
q = 2.

(3)Joints in towers should be designed and detailed to meet the relevant requirements in EN 1998-1:2004, Section 6 for joints in structural systems of similar type and configuration, designed for the same basic value of the behaviour factor, q_o, as the tower.