|
Додаток В (інформативний) Сталь і композитні структури В.1 Сфера застосування Даний розділ містить інформацію для оцінки будівель з каркасами із сталі і композитних матеріалів в їх поточному стані і для їх модернізації, коли це необхідно. Сейсмічна модернізація може бути або локальною, або глобальною. В.2 Ідентифікація геометрії, деталей і матеріалів В.2.1 Загальні положення (1) Необхідно ретельно перевірити наступні аспекти: I. Поточний фізичний стан основного металу і сполучних матеріалів, включаючи наявність спотворень. II. Поточний фізичний стан первинних і вторинних сейсмічних елементів, включаючи наявність якого-небудь погіршення якості. В.2.2 Геометрія (1) Зібрані дані повинні включати наступні пункти: I. Ідентифікація систем, що протистоять бічному зусиллю. II. Ідентифікація горизонтальних діафрагм. III. Оригінальна форма поперечного перетину і фізичні розміри. IV. Існуюча площа поперечного перетину, модулі опору перетину, момент інерції, і торсіонні властивості в критичних перетинах. В.2.3 Деталі (1) Зібрані дані повинні включати наступні пункти: (I) Розміри і товщину додаткових сполучних матеріалів, включаючи листи обшивки, систему зв'язків і елементи жорсткості. (II) Кількість повздовжньої і поперечної сталевої арматури і арматурних випусків в композитних балках, колонах і стінах. (III) Кількість і належне деталювання обмежуючої сталевої арматури в критичних ділянках. (IV) Оригінальну конфігурацію і властивості проміжних і торцевих з'єднань і з’єднань внапуск. В.2.4 Матеріали (1) Зібрані дані повинні включати наступні пункти: I. Міцність бетону. II. Межа текучості сталі, деформаційне зміцнення, граничну міцність і подовження. (2) Для огляду слід вибирати, наскільки це можливо, ділянки зменшеної напруги, такі, як поличні наконечники на торцях балок і колон і зовнішні кромки плит. (3) Зразки для оцінки властивостей матеріалів слід брати з плит стінок балок з горячекатаних профілів для елементів, спроектованих як розсіюючі. (4) Зразки поличних пластин слід використовувати для характеристики властивостей матеріалів елементів і/або стиків, що не є розсіюючими. (5) Гамма-дефектоскопія, ультразвукова дефектоскопія через архітектурну тканину або боро-скопічний огляд через просверлені отвори доступу є життєздатними методами випробувань, коли доступність обмежена, або у разі композитних компонентів. (6) Міцність матеріалів основи і наповнювача слід підтверджувати на підставі хімічних і металургійних даних. (7) Випробування на удар по Шарпі слід використовувати для підтвердження того, що зони, піддані нагріву, при їх наявності, і навколишній матеріал мають адекватну стійкість до крихкого руйнування. (8) Можуть використовуватися руйнівні і/або неруйнівне випробування (капілярна, магнітопорошкова, акустична емісійна дефектоскопія) і ультразвукові або томографічні методи. В.3 Вимоги до геометрії і матеріалів нових або змінених деталей В.3.1 Геометрія (1) Сталеві секції нових елементів повинні відповідати обмеженням на відношення ширини до товщини на підставі класифікації перетинів класів, як вказано в стандарті EN 1998-1:2004, розділи 6 і 7. (2) Поперечні в'язі покращують граничні кути повороту перетину існуючих або нових балок і колон навіть тонкими полицями і стінками. Такі поперечні стрижні слід приварювати між полицями відповідно до EN 1998-1:2004, 7.6.5. (3) Поперечні в'язі, вказані в пункті (2), слід розподіляти з такими ж проміжками, як і поперечні хомути, використовувані для замкнених в оболонку елементів. В.3.2 Матеріали В.3.2.1 Конструкційна сталь (1) Для виготовлення нових деталей і заміни існуючих несучих елементів конструкції слід використовувати сталь, що задовольняє вимогам стандарту EN 1998-1:2004, 6.2. (2) Коли міцність і жорсткість несучих елементів конструкції оцінюються в кожному граничному стані, слід враховувати ефекти комбінованої дії. (3) Наскрізна стійкість в полицях колон повинна грунтуватися на зменшеній міцності таким чином: |
ANNEX B (Informative) STEEL AND COMPOSITE STRUCTURES B.1 Scope This section contains information for the assessment of steel and composite framed buildings in their present state and for their retrofitting, when necessary. Seismic retrofitting may be either local or global B.2 Identification of geometry, details and materials B.2.1 General (1) The following aspects should be carefully examined: i. Current physical conditions of base metal and connector materials including the presence of distortions. ii. Current physical condition of primary and secondary seismic elements including the presence of any degradation. B.2.2 Geometry (1) The collected data should include the following items: i. Identification of the lateral-force resisting systems. ii. Identification of horizontal diaphragms. iii. Original cross-sectional shape and physical dimensions. iv. Existing cross-sectional area, section moduli, moment of inertia, and torsional properties at critical sections. B.2.3 Details (1) The collected data should include the following items: (i) Size and thickness of additional connected materials, including cover plates, bracing and stiffeners. (ii) Amount of longitudinal and transverse reinforcement steel and of dowels in composite beams, columns and walls. (iii) Amount and proper detailing of confining steel in critical regions (iv) As built configuration and properties of intermediate, splice and end connections. B.2.4 Materials (1) The collected data should include the following items: i. Concrete strength. ii. Steel yield strength, strain hardening, ultimate strength and elongation. (2) Areas of reduced stress, such as flange tips at beam-column ends and external plate edges, should be selected for inspection as far as possible. (3) To evaluate material properties, samples should be removed from web plates of hot rolled profiles for components designed as dissipative. (4) Flange plate specimens should be used to characterise the material properties of non dissipative members and/or joints (5) Gamma radiography, ultrasonic testing through the architectural fabric or boroscopic review through drilled access holes are viable testing methods when accessibility is limited or for composite components. (6) Soundness of base and filler materials should be proved on the basis of chemical and metallurgical data. (7) Charpy V-Notch toughness tests should be used to prove that heat affected zones, if any, and surrounding material have adequate resistance for brittle fracture. (8) Destructive and/or non destructive tests (liquid penetrant, magnetic particle, acoustic emission) and ultrasonic or tomographic methods may be used. B.3 Requirements on geometry and materials of new or modified parts B.3.1 Geometry (1) Steel sections of new elements should satisfy width-to-thickness slenderness limitations based on class section classification as in EN 1998-1:2004, Sections 6 and 7. (2) The transverse links enhance the rotation capacities of existing or new beam-columns even with slender flanges and webs. Such transverse bars should be welded between the flanges in compliance with EN 1998-1: 2004, 7.6.5. (3) The transverse links of (2) should be spaced as transverse stirrups used for encased members. B.3.2 Materials B.3.2.1 Structural steel (1) Steel satisfying EN 1998-1:2004, 6.2 should be used for new parts or for replacement of existing structural components. (2) When the strength and stiffness of the structural components are evaluated at each LS, the effects of composite action should be taken into account. (3) The through-thickness resistance in column flanges should be based upon the reduced strength as follows: |
|
(4) Товщина елементу повинна відповідати вимогам стандарту EN 1993-1-10:2004, таблиця 2.1, залежно від енергії надрізу для ударного випробування по Шарпі (CVN) і інших застосованих параметрів. (5) Витратні матеріали для зварки повинні задовольняти вимогам стандарту EN 1993-1-8:2004, 4.2. (6) Зразки матеріалів з широких перетинів полиць слід вирізувати із зон перетину між полицею і стінкою. Це ділянка потенційного зниження ударної в'язкості (k-участок) унаслідок процесу повільного охолоджування в процесі виготовлення. В.3.2.2 Арматурна сталь (1) Нова арматурна сталь як в розсіюючих, так і в нерозсіюючих зонах нових або змінених елементів повинна відноситися до класу З, визначеному в стандарті В.3.2.3 Бетон (1) Новий бетон нових або змінених компонентів повинен відповідати стандарту EN 1998-1:2004, 7.2.1(1). В.4 Модернізація системи В.4.1 Загальні положення (1) Глобальні стратегії модернізації мають бути в змозі підвищити міцність систем, що протидіють бічному зусиллю, і горизонтальних діафрагм і/або пом'якшити вимогу, яка накладається сейсмічними діями. (2) Модернізована конструктивна система повинна задовольняти наступним вимогам: I. Рівномірність розподілу маси, жорсткості і міцності для запобігання несприятливих результатам прояву кручення і/або механізмів м'яких поверхів. II. Маси і жорсткість, достатні для запобігання утворення структур, що володіють високою гнучкістю, що може стати причиною обширних пошкоджень будівельних конструкцій, що не є несучими і істотних ефектів . III. Безперервність і резервування між елементами, так, щоб забезпечити чіткий і однорідний шлях проходження навантаження і запобігти крихким дозволам. (3) Глобальні втручання повинні включати одну або декілька наступних стратегій: I. Підвищення жорсткості і зміцнення конструкції і системи її фундаменту. ІІ. Підвищення податливості конструкції. III. Зменшення маси. IV. Сейсмічна ізоляція. V. Додаткове демпфування. (4) Для всіх конструктивних систем, підвищення жорсткості, зміцнення і підвищення податливості може бути досягнуте з використанням стратегій, передбачених в розділах В.5 і В.6. (5) Зменшення маси може бути досягнуте шляхом ухвалення одного з наступних заходів: I. Заміна систем з важким покриттям легшими системами. II. Видалення невживаного устаткування і вантажів, що зберігаються. III. Заміна цегляних перегородок легшими системами. IV. Видалення одного або декількох поверхів. (6) Ізоляцію фундаменту не слід використовувати для конструкцій з періодами основного тону коливань, що перевищують 1,0 с. Такі періоди слід розраховувати з використанням аналізу власних значень. (7) Ізоляцію фундаменту слід розробляти відповідно до стандарту EN 1998-1:2004 для нових будівель. (8) Переоцінку системи фундаменту (після модернізації) слід виконувати відповідно до стандарту EN 1998-1:2004, 4.4.2.6. При використанні лінійного аналізу, значення в пункті 4.4.2.6(4) зазвичай беруть менше ніж 1,0. В.4.2 Рами, що протистоять моменту (1) Посилення комбінованої дії між сталевими балками і бетонними плитами з використанням зрізних штифтів і замкнення в оболонку залізобетонних балок і колон слід використовувати для підвищення глобальної жорсткості у всіх граничних станах. (2) Довжина зон розсіяння повинна узгоджуватися з розташуванням шарнірів, представленим в першому ряду таблиці В.6. (3) Рами, що протистоять моменту, можуть бути модернізовані з використанням полужорстких стиків і/або стиків часткової міцності, незалежно від того, чи виготовлені вони із сталі або композиту. (4) Період основного тону коливань рам з напівжорсткими з'єднаннями може бути розрахований таким чином: |
(4) Element thickness should comply with the requirements of EN 1993-1-10:2004, Table 2 1, depending on the Charpy V-Notch (CVN) energy and other relevant parameters. (5) Welding consumables should meet the requirements of EN 1993-1-8:2004, 4.2. (6) In wide flange sections coupons should be cut from intersection zones between flange and web. This is an area (k-area) of potentially reduced notch toughness because of the slow cooling process during fabrication. B.3.2.2 Reinforcing steel (1) New reinforcing steel in both dissipative and non dissipative zones of new or modified elements should be of class C in B.3.2.3 Concrete (1) New concrete of new or modified components should conform with EN 1998-1:2004, 7.2.1(1). B.4 System retrofitting B.4.1 General (1) Global retrofitting strategies should be able to increase the capacity of lateral-force resisting systems and horizontal diaphragms and/or decrease the demand imposed by seismic actions. (2) The retrofitted structural system should satisfy the following requirements: i. Regularity of mass, stiffness and strength distribution, to avoid detrimental torsional effects and/or soft-storey mechanisms. ii. Masses and stiffness sufficient to avoid highly flexible structures, which may give rise to extensive non-structural damage and significant P-A effects. iii. Continuity and redundancy between members, so as to ensure a clear and uniform load path and prevent brittle failures (3) Global interventions should include one or more of the following strategies: І. Stiffening and strengthening of the structure and its foundation system. ІІ. Enhancement of ductility of the structure. iii. Mass reduction. iv. Seismic isolation. v. Supplemental damping. (4) For all structural systems, stiffening, strengthening and enhancement of ductility may be achieved by using the strategies provided in Sections B.5 and B.6. (5) Mass reduction may be achieved through one of the following measures: i. Replacement of heavy cladding systems with lighter systems. Ii. Removal of unused equipment and storage loads Iii. Replacement of masonry partition walls with lighter systems. iv. Removal of one or more storeys. (6) Base isolation should not be used for structures with fundamental periods greater than 1,0 s. Such periods should be computed through eigenvalue analysis. (7) Base isolation should be designed in compliance with EN 1998-1:2004 for new buildings. (8) Re-assessment of the foundation system (after the retrofitting) should be performed in accordance with EN 1998-1: 2004, 4.4.2.6. If linear analysis is used, the values of іп 4.4.2.6(4) will normally be less than 1,0. B.4.2 Moment resisting frames (1) The enhancement of the composite action between steel beams and concrete slabs through shear studs, encasement of beams and columns in RC should be used to increase the global stiffness at all limit states. (2) The length of the dissipative zones should be consistent with the hinge location given at the first row of Table B.6. (3) Moment resisting frames may be retrofitted through semi-rigid and/or partial strength joints, either steel or composite. (4) The fundamental period of frames with semi-rigid connections may be computed as follows: |
