Проектування сталевих конструкцій. Частина 1-6. Міцність і стійкість оболонок / Eurocode 3. Design of steel structures. Part 1-6. Strength and Stability of Shell Structures

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

ЄВРОКОД 3: ПРОЕКТУВАННЯ СТАЛЕВИХ КОНСТРУКЦІЙ

Частина 1–6: Міцність та стійкість оболонок

(EN 1993-1-6:2007, IDТ)

ДСТУ-Н Б EN 1993-1-6:20XX

Видання офіційне

Київ

Міністерство регіонального розвитку, будівництва та житлово-комунального господарства України

2011

ПЕРЕДМОВА

1 ВНЕСЕНО: ТОВ «Український інститут сталевих конструкцій імені  В.М. Шимановського»

ПЕРЕКЛАД І НАУКОВО-ТЕХНІЧНЕ РЕДАГУВАННЯ: В. Гордеєв, д.т.н., А. Гром, к.т.н., О. Кордун, Я. Левченко, Г. Ленда, Я. Лимар, М. Микитаренко, к.т.н. (керівник розробки), за участю А. Перельмутер, д.т.н (SCAD Soft), О. Шимановський, д.т.н.

2 НАДАНО ЧИННОСТІ: наказ Міністерства регіонального розвитку та будівництва України від __________ № _____

3 Національний стандарт відповідає EN 1993-1-6:2007 Eurocode 3: Design of steel structures – Part 1–6: Strength and Stability of Shell Structures (Єврокод 3: Проектування сталевих конструкцій. Частина 1–6: Міцність та стійкість оболонок).

Ступінь відповідності – ідентичний (IDT)

Переклад з англійської (en)

Цей стандарт видано з дозволу CEN

УВЕДЕНО ВПЕРШЕ

Право власності на цей документ належить державі.

Цей документ не може бути повністю чи частково відтворений, тиражований

і розповсюджений як офіційне видання без дозволу

Міністерства регіонального розвитку, будівництва та житлово-комунального господарства України

Мінрегіон України, 2011

НАЦІОНАЛЬНИЙ ВСТУП

Цей стандарт є тотожним перекладом EN 1993-1-6:2007 Eurocode 3: Design of steel structures – Part 1–6: Strength and Stability of Shell Structures (Єврокод 3: Проектування сталевих конструкцій. Частина 1–6. Міцність та стійкість оболонок).

EN 1993-1-6:2007 підготовлено Технічним комітетом СEN/ТС 250, секретаріатом якого керує BSI.

До національного стандарту долучено англомовний текст.

На території України як національний стандарт діє ліва колонка тексту ДСТУ-Н Б EN 1993-1-6:2011 Eurocode 3: Design of steel structures – Part 1–6: Strength and Stability of Shell Structures (Єврокод 3: Проектування сталевих конструкцій. Частина 1–6: Міцність та стійкість оболонок), викладена українською мовою.

Відповідно до ДБН А.1.1-1-2009 «Система стандартизації та нормування в будівництві. Основні положення» цей стандарт відноситься до комплексу В.1.2 «Система надійності та безпеки в будівництві».

Стандарт містить вимоги, які відповідають чинному законодавству.

Науково-технічна організація, відповідальна за цей стандарт, – ТОВ «Український інститут сталевих конструкцій ім. В.М. Шимановського».

До стандарту внесено такі редакційні зміни:

слова «цей міжнародний стандарт» замінено на «цей стандарт»;

структурні елементи стандарту: «Обкладинку», «Передмову», «Національний вступ», «Визначення понять» та «Бібліографічні дані» оформлено згідно з вимогами національної стандартизації України;

з «Передмови до EN 1993-1-6» у цей «національний вступ» взяте те, що безпосередньо стосується цього стандарту;

національний довідковий додаток наведено як настанову для користувачів.

Перелік національних стандартів України (ДСТУ), ідентичних МС, посилання на які є в EN 1993-1-6:2005.

Копії МС, неприйнятих як національні стандарти, на які є посилання в EN 1993-1-6:2007, можна отримати в Головному фонді нормативних документів ДП «УкрНДНЦ».

ЗМІСТ

С

ВСТУП

FOREWORD

ХІ

Основи програми Єврокоду

Background of the Eurocode programme

1

Статус та галузь застосування Єврокодів

Status and field of application of eurocodes

3

Національні стандарти, що впроваджують Єврокоди

National Standards implementing Eurocodes

4

Зв’язки між Єврокодами та гармонізовани­ми технічними специфікаціями (ENs та ETAs) для виробів

Links between Eurocodes and harmonised technical specifications (ENs and ETAs) for

products

5

Додаткова інформація щодо EN 1993-1-6

Additional information specific for EN 1993-1-6

5

Національний додаток до EN 1993-1-6

National annex for EN 1993-1-6

5

1 Загальні положення

1 General

7

1.1 Галузь застосування

1.1 Scope

7

1.2 Нормативні посилання

1.2 Normative references

9

1.3 Терміни та визначення

1.3 Terms and definitions

9

1.3.1 форми та геометрія конструкцій

1.3.1 structural forms and geometry

10

1.3.1.1 оболонка

1.3.1.1 shell

10

1.3.1.2 оболонка повороту

1.3.1.2 shell of revolution

10

1.3.1.3 замкнута вісесиметрична оболонка

1.3.1.3 complete axisymmetric shell

10

1.3.1.4 сегмент оболонки

1.3.1.4 shell segment

10

1.3.1.5 панель оболонки

1.3.1.5 shell panel

10

1.3.1.6 серединна поверхня

1.3.1.6 middle surface

10

1.3.1.7 з’єднання

1.3.1.7 junction

10

1.3.1.8 стрингер

1.3.1.8 stringer stiffener

11

1.3.1.9 ребро

1.3.1.9 rib

11

1.3.1.10 кільце жорсткості

1.3.1.10 ring stiffener

11

1.3.1.11 опорне кільце

1.3.1.11 base ring

11

1.3.1.12 кільцева балка або кільцева ферма

1.3.1.12 ring beam or ring girder

11

1.3.2 граничні стани

1.3.2 limit states

12

1.3.2.1 межа пластичності

1.3.2.1 plastic limit

12

1.3.2.2 розрив при розтягу

1.3.2.2 tensile rupture

12

1.3.2.3 циклічна пластичність

1.3.2.3 cyclic plasticity

12

1.3.2.4 втрата загальної стійкості

1.3.2.4 buckling

12

1.3.2.5 втома

1.3.2.5 fatigue

12

1.3.3 Впливи (дії)

1.3.3 Actions

12

1.3.3.1 осьове навантаження

1.3.3.1 axial load

12

1.3.3.2 радіальне навантаження

1.3.3.2 radial load

13

1.3.3.3 внутрішній тиск

1.3.3.3 internal pressure

13

1.3.3.4 зовнішній тиск

1.3.3.4 external pressure

13

1.3.3.5 гідростатичний тиск

1.3.3.5 hydrostatic pressure

13

1.3.3.6 навантаження від тертя об стінку

1.3.3.6 wall friction load

13

1.3.3.7 місцеве навантаження

1.3.3.7 local load

13

1.3.3.8 навантаження на ділянку

1.3.3.8 patch load

13

1.3.3.9 розрідження

1.3.3.9 suction

13

1.3.3.10 частковий вакуум

1.3.3.10 partial vacuum

14

1.3.3.11 тепловий вплив

1.3.3.11 thermal action

14

1.3.4 рівнодіючі напруження і напруження в оболонці

1.3.4 Stress resultants and stresses in a shell

14

1.3.4.1 рівнодіючі мембранного напруження

1.3.4.1 membrane stress resultants

14

1.3.4.2 рівнодіючі згинальних напружень

1.3.4.2 bending stress resultants

14

1.3.4.3 рівнодіючі поперечного дотичного напруження

1.3.4.3 transverse shear stress resultants

14

1.3.4.4 мембранне напруження

1.3.4.4 membrane stress

15

1.3.4.5 згинальне напруження

1.3.4.5 bending stress

15

1.3.5 Види розрахунків

1.3.5 Types of analysis

15

1.3.5.1 загальний розрахунок

1.3.5.1 global analysis

15

1.3.5.2 розрахунок за мембранною теорією

1.3.5.2 membrane theory analysis

15

1.3.5.3 лінійно-пружний розрахунок оболонки (LA)

1.3.5.3 linear elastic shell analysis (LA)

15

1.3.5.4 лінійно-пружний біфуркаційний розрахунок (власного значення) (LBA)

1.3.5.4 linear elastic bifurcation (eigenvalue) analysis (LBA)

15

1.3.5.5 геометрично нелінійний пружний розрахунок (GNA)

1.3.5.5 geometrically nonlinear elastic analysis (GNA)

16

1.3.5.6 фізично нелінійний розрахунок (MNA)

1.3.5.6 materially nonlinear analysis (MNA)

16

1.3.5.7 геометрично та фізично нелінійний розрахунок (GMNA)

1.3.5.7 geometrically and materially nonlinear analysis (GMNA)

16

1.3.5.8 геометрично нелінійний пружний розрахунок із урахуванням дефектів (GNIA)

1.3.5.8 geometrically nonlinear elastic analysis with imperfections included (GNIA)

16

1.3.5.9 геометричний та фізично нелінійний розрахунок із урахуванням дефектів (GMNIA)

1.3.5.9 geometrically and materially nonlinear analysis with imperfections included (GMNIA)

17

1.3.6 Категорії напружень, що використовуються при розрахунку за напруженнями

1.3.6 Stress categories used in stress design

17

1.3.6.1 первинні напруження

1.3.6.1 primary stresses

17

1.3.6.2 вторинні напруження

1.3.6.2 secondary stresses

17

1.3.7 Спеціальні визначення для розрахунку втрати загальної стійкості

1.3.7 Special definitions for buckling calculations

17

1.3.7.1 критичний опір втраті загальної стійкості

1.3.7.1 critical buckling resistance

17

1.3.7.2 критичні напруження при втраті загальної стійкості

1.3.7.2 critical buckling stress

18

1.3.7.3 номінальний опір пластичним деформаціям

1.3.7.3 plastic reference resistance

18

1.3.7.4 характеристичний опір втраті загальної стійкості

1.3.7.4 characteristic buckling resistance

18

1.3.7.5 характеристичне напруження при втраті загальної стійкості

1.3.7.5 characteristic buckling stress

18

1.3.7.6 розрахунковий опір втраті загальної стійкості

1.3.7.6 design buckling resistance

18

1.3.7.7 розрахункове напруження при втраті загальної стійкості

1.3.7.7 design buckling stress

18

1.3.7.8 основне значення напруження

1.3.7.8 key value of the stress

18

1.3.7.9 клас допуску якості на виготовлення

1.3.7.9 fabrication tolerance quality class

19

1.4 Позначення

1.4 Symbols

19

1.5 Правила знаків

1.5 Sign conventions

23

2 Вихідні дані для проектування і моделювання

2 Basis of design and modelling

24

2.1 Загальні положення

2.1 General

24

2.2 Види розрахунку

2.2 Types of analysis

24

2.2.1 Загальні положення

2.2.1 General

24

2.2.2 Загальний розрахунок

2.2.2 Global analysis

25

2.2.3 Розрахунок за мембранною теорією

2.2.3 Membrane theory analysis

25

2.2.4 Лінійно-пружний розрахунок оболонки (LA)

2.2.4 Linear elastic shell analysis (LA)

25

2.2.5 Лінійно-пружний розрахунок біфуркації (LBA)

2.2.5 Linear elastic bifurcation analysis (LBA)

26

2.2.6 Геометрично нелінійний пружний розрахунок (GNA)

2.2.6 Geometrically nonlinear elastic analysis (GNA)

26

2.2.7 Фізично нелінійний розрахунок (MNA)

2.2.7 Materially nonlinear analysis (MNA)

27

2.2.8 Геометрично і фізично нелінійний розрахунок (GMNA)

2.2.8 Geometrically and materially nonlinear analysis (GMNA)

27

2.2.9 Геометрично нелінійний пружний розрахунок із врахуванням дефектів (GNIA)

2.2.9 Geometrically nonlinear elastic analysis with imperfections included (GNIA)

28

2.2.10 Геометрично і фізично нелінійний розрахунок із врахуванням дефектів (GMNIA)

2.2.10 Geometrically and materially nonlinear analysis with imperfections included (GMNIA)

28

2.3 Граничні умови оболонки

2.3 Shell boundary conditions

29

3 Матеріали і геометрія

3 Materials and geometry

30

3.1 Властивості матеріалів

3.1 Material properties

30

3.2 Розрахункові значення геометричних характеристик

3.2 Design values of geometrical data

30

3.3 Геометричні допуски і геометричні дефекти

3.3 Geometrical tolerances and geometrical imperfections

31

4 Граничні стани несучої здатності в сталевих оболонках

4 Ultimate limit states in steel shells

32

4.1 Граничні стани несучої здатності, що повинні розглядатися

4.1 Ultimate limit states to be considered

32

4.1.1 LS1: Межа текучості

4.1.1 LS1: Plastic limit

32

4.1.2 LS2: Циклічна пластичність

4.1.2 LS2: Cyclic plasticity

33

4.1.3 LS3: Втрата загальної стійкості

4.1.3 LS3: Buckling

34

4.1.4 LA4: Втома

4.1.4 LS4: Fatigue

35

4.2 Принципи проектування оболонок за граничними станами несучої здатності

4.2 Design concepts for the limit states design of shells

35

4.2.1 Загальні положення

4.2.1 General

35

4.2.2 Проектування за напруженням

4.2.2 Stress design

36

4.2.2.1 Загальні положення

4.2.2.1 General

36

4.2.2.2 Первинні напруження

4.2.2.2 Primary stresses

36

4.2.2.3 Вторинні напруження

4.2.2.3 Secondary stresses

37

4.2.2.4 Місцеві напруження

4.2.2.4 Local stresses

38

4.2.3 Пряме проектування

4.2.3 Direct design

39

4.2.4 Проектування за допомогою загального числового розрахунку

4.2.4 Design by global numerical analysis

39

5 Рівнодіючі напруження та напруження в оболонках

5 Stress resultants and stresses in shells

41

5.1 Рівнодіючі напруження в оболонках

5.1 Stress resultants in the shell

41

5.2 Моделювання оболонки для розрахунку

5.2 Modelling of the shell for analysis

41

5.2.1 Геометрія

5.2.1 Geometry

41

5.2.2 Граничні умови

5.2.2 Boundary conditions

42

5.2.3 Дії та впливи навколишнього середовища

5.2.3 Actions and environmental influences

44

5.2.4 Рівнодіючі напружень і напруження

5.2.4 Stress resultants and stresses

45

5.3 Види розрахунку

5.3 Types of analysis

45

6 Граничний стан пластичності (LS1)

6 Plastic limit state (LS1)

46

6.1 Розрахункові величини дій

6.1 Design values of actions

46

6.2 Проектування за напруженням

6.2 Stress design

46

6.2.1 Розрахункові величини напружень

6.2.1 Design values of stresses

46

6.2.2 Розрахункові величини опору

6.2.2 Design values of resistance

47

6.2.3 Обмеження напружень

6.2.3 Stress limitation

48

6.3 Проектування шляхом загального числового MNA або GMNA аналізу

6.3 Design by global numerical MNA or GMNA analysis

48

6.4 Пряме проектування

6.4 Direct design

49

7 Граничний стан циклічної пластичності (LS2)

7 Cyclic plasticity limit state (LS2)

50

7.1 Розрахункові величини впливів

7.1 Design values of actions

50

7.2 Проектування за напруженням

7.2 Stress design

50

7.2.1 Розрахункові величини діапазону напружень

7.2.1 Design values of stress range

50

7.2.2 Розрахункові величини опору

7.2.2 Design values of resistance

51

7.2.3 Обмеження діапазону напружень

7.2.3 Stress range limitation

51

7.3 Проектування шляхом загального числового MNA або GMNA розрахунку

7.3 Design by global numerical MNA or GMNA analysis

51

7.3.1 Розрахункові величини загальної накопиченої пластичної деформації

7.3.1 Design values of total accumulated plastic strain

51

7.3.2 Обмеження загальної накопиченої пластичної деформації