Страница 5: ДСТУ-Н Б EN 1993-1-6:20XX. 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 (59648)

2 Вихідні дані для проектування і моделювання

2 Basis of design and modelling

2.1 Загальні положення

2.1 General

(1)П Вихідні дані для проектування повинні відповідати EN 1990 і містити наступні доповнення.

(1)P The basis of design shall be in accordance with EN 1990, as supplemented by the following.

(2) Зокрема, оболонка має бути запроектована так, щоб вона витримувала всі впливи і відповідала наступним вимогам:

– загальна рівновага;

– рівновага між впливами і внутрішніми зусиллями і моментами, див. розділи 6 і 8;

– обмеження тріщин унаслідок циклічного наростання пластичної деформації, див. розділ 7;

– обмеження тріщин унаслідок втоми, див. розділ 9.

(2) In particular, the shell should be designed in such a way that it will sustain all actions and satisfy the following requirements:

– overall equilibrium;

– equilibrium between actions and internal forces and moments, see sections 6 and 8;

– limitation of cracks due to cyclic plastification, see section 7;

– limitation of cracks due to fatigue, see section 9.

(3) Проектування оболонки повинне відповідати вимогам експлуатаційної придатності, встановленим у відповідному прикладному стандарті (EN 1993 частини 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 4.3).

(3) The design of the shell should satisfy the serviceability requirements set out in the appropriate application standard (EN 1993 Parts 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 4.3).

(4) Пропорції оболонки можна визначити, проектуючи на основі випробувань. Коли це доцільно, вимоги встановлюються у відпо­відному прикладному стандарті (EN 1993 частини 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 4.3).

(4) The shell may be proportioned using design assisted by testing. Where appropriate, the requirements are set out in the appropriate application standard (EN 1993 Parts 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 4.3).

(5) Всі впливи повинні враховуватися з використанням їх розрахункових значень відповідно до EN 1991 і EN 1993 частини 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 4.3, залежно від ситуації.

(5) All actions should be introduced using their design values according to EN 1991 and EN 1993 Parts 3.1, 3.2, 4.1, 4.2, 4.3 as appropriate.

2.2 Види розрахунку

2.2 Types of analysis

2.2.1 Загальні положення

2.2.1 General

(1) Залежно від граничного стану за несучою здатністю та інших чинників слід викорис­товувати один або декілька наступних видів розрахунку, описаних в розділі 4:

– загальний розрахунок, див. 2.2.2;

– розрахунок за мембранною теорією, див. 2.2.3;

– лінійно-пружний розрахунок оболонки, див. 2.2.4;

– лінійно-пружний розрахунок біфуркації, див. 2.2.5;

– геометрично нелінійний пружний розрахунок, див. 2.2.6;

– фізично нелінійний розрахунок, див. 2.2.7;

– геометрично і фізично нелінійний розра­хунок, див. 2.2.8;

– геометрично нелінійний пружний розра­хунок із врахуванням дефектів, див. 2.2.9;

– геометрично і фізично нелінійний розра­хунок із врахуванням дефектів, див. 2.2.10.

(1) One or more of the following types of analysis should be used as detailed in section 4, depending on the limit state and other considerations:

Global analysis, see 2.2.2;

Membrane theory analysis, see 2.2.3;

Linear elastic shell analysis, see 2.2.4;

Linear elastic bifurcation analysis, see 2.2.5;

Geometrically nonlinear elastic analysis, see 2.2.6;

Materially nonlinear analysis, see 2.2.7;

Geometrically and materially nonlinear analysis, see 2.2.8;

Geometrically nonlinear elastic analysis with imperfections included, see 2.2.9;

Geometrically and materially nonlinear ana­lysis with imperfections included, see 2.2.10.

2.2.2 Загальний розрахунок

2.2.2 Global analysis

(1) Виконуючи загальний розрахунок, для деяких частин конструкції можна використовувати спрощені схеми.

(1) In a global analysis simplified treatments may be used for certain parts of the structure.

2.2.3 Розрахунок за мембранною теорією

2.2.3 Membrane theory analysis

(1) Розрахунок за мембранною теорією слід виконувати з дотриманням наступних умов:

– граничні умови є придатними для перетворення напружень в оболонці в реакції опор, без появи значних згинальних ефектів;

– геометрія оболонки плавно змінює форму (без розривів);

– навантаження розподілені плавно (без навантажень, зосереджених в одному місці або точці).

(1) A membrane theory analysis should only be used provided that the following conditions are met:

the boundary conditions are appropriate for transfer of the stresses in the shell into support reactions without causing significant bending effects;

the shell geometry varies smoothly in shape (without discontinuities);

the loads have a smooth distribution (without locally concentrated or point loads).

(2) Розрахунок за мембранною теорією не обов’язково має задовольняти умови сумісності деформацій на границях між сегментами оболонки різної форми або сегментами оболонки, на які діють різні навантаження. Проте результуюче поле мембранних зусиль відповідає вимогам первинного напруження (LS1).

(2) A membrane theory analysis does not necessarily fulfil the compatibility of deformations at boundaries or between shell segments of different shape or between shell segments subjected to different loading. However, the resulting field of membrane forces satisfies the requirements of primary stresses (LS1).

2.2.4 Лінійно-пружний розрахунок оболонки (LA)

2.2.4 Linear elastic shell analysis (LA)

(1) Лінеарізована теорія базується на припущеннях щодо лінійно-пружних характеристик матеріалу і лінійної теорії малих деформацій, згідно з якою зберігається передбачувана геометрія недеформованої конструкції.

(1) The linearity of the theory results from the assumptions of a linear elastic material law and the linear small deflection theory. Small deflection theory implies that the assumed geometry remains that of the undeformed structure.

(2) Розрахунок LA задовольняє умови суміс­ності в деформаціях і рівновазі. Результуюче поле мембранного і згинального напружень відповідає вимогам суми первинного і вторинного напружень (LS2 і LS4).

(2) An LA analysis satisfies compatibility in the deformations as well as equilibrium. The resulting field of membrane and bending stresses satisfy the requirements of primary plus secondary stresses (LS2 and LS4).

2.2.5 Лінійно-пружний розрахунок біфуркації (LBA)

2.2.5 Linear elastic bifurcation analysis (LBA)

(1) Дотримуються умови 2.2.4, що стосуються припущень відносно матеріалу та геометрії. Проте, цей лінійний розрахунок біфуркації дає найменше власне значення, при якому можлива втрата загальної стійкості оболонки при різних формах деформації, припускаючи відсутність зміни геометрії, відсутність зміни напряму дії навантажень і відсутність погіршення властивостей матеріалу. Жодні дефекти не враховуються. Результатом цього розрахунку є пружний критичний опір втраті загальної стійкості r_Rcr, див. 8.6 і 8.7 (LS3).

(1) The conditions of 2.2.4 concerning the material and geometric assumptions are met. However, this linear bifurcation analysis obtains the lowest eigenvalue at which the shell may buckle into a different deformation mode, assuming no change of geometry, no change in the direction of action of the loads, and no material degradation. Imperfections of all kinds are ignored. This analysis provides the elastic critical buckling resistance r_Rcr, see 8.6 and 8.7 (LS3).

2.2.6 Геометрично нелінійний пружний розрахунок (GNA)

2.2.6 Geometrically nonlinear elastic analysis (GNA)

(1) Розрахунок GNA задовольняє умови рівноваги і сумісності деформацій і враховує зміну геометрії конструкції, спричинену навантаженням. Результуюче поле напружень збігається з визначенням суми первинних і вторинних напружень (LS2).

(1) A GNA analysis satisfies both equilibrium and compatibility of the deflections under conditions in which the change in the geometry of the structure caused by loading is included. The resulting field of stresses matches the definition of primary plus secondary stresses (LS2).

(2) Якщо в будь-якій частині оболонки пере­важає стискальне або дотичне напруження, розрахунок GNA визначає навантаження, що викликає пружну втрату стійкості ідеальної конструкції, включаючи зміни геометрії, що може бути корисним при перевірці гранич­ного стану за несучою здатністю LS3, див. 8.7.

(2) Where compression or shear stresses are predominant in some part of the shell, a GNA analysis delivers the elastic buckling load of the perfect structure, including changes in geometry, that may be of assistance in checking the limit state LS3, see 8.7.

(3) Якщо цей розрахунок використовується для оцінки навантаження, що спричиняє втрату загальної стійкості, то необхідно перевірити власні значення системи, щоб переконатися, що числовим методом під час навантаження не вдасться виявити біфуркацію.

(3) Where this analysis is used for a buckling load evaluation, the eigenvalues of the system must be checked to ensure that the numerical process does not fail to detect a bifurcation in the load path.

2.2.7 Фізично нелінійний розрахунок (MNA)

2.2.7 Materially nonlinear analysis (MNA)

(1) Результатом розрахунку MNA є граничне пластичне навантаження, що може мати вигляд підвищувального коефіцієнта r_Rpl, до розрахункового значення навантажень F_Ed. Цей розрахунок визначає пластичний номінальний коефіцієнт опору r_Rpl, що використовується в 8.6 і 8.7.

(1) The result of an MNA analysis gives the plastic limit load, which can be interpreted as a load amplification factor r_Rplon the design value of the loads F_Ed. This analysis provides the plastic reference resistance ratio r_Rplused in 8.6 and 8.7.

(2) Розрахунок MNA можна використовувати для перевірки граничного стану за несучою здатністю LS1.

(2) An MNA analysis may be used to verify limit state LS1.

(3) Розрахунок MNA можна використовувати для знаходження приросту пластичної деформації Δε протягом одного циклу навантаження, яке може бути використане для перевірки граничного стану за несучою здатністю LS2.

(3) An MNA analysis may be used to give the plastic strain increment Δε during one cycle of cyclic loading that may be used to verify limit state LS2.

2.2.8 Геометрично і фізично нелінійний розрахунок (GMNA)

2.2.8 Geometrically and materially nonlinear analysis (GMNA)

(1) Результатом розрахунку GMNA, як і в 2.2.7, є геометрично нелінійне граничне пластичне навантаження для ідеальної конструкції і приріст пластичної деформації, які можна використовувати для перевірки граничних станів за несучою здатністю LS1 і LS2.

(1) The result of a GMNA analysis, analogously to 2.2.7, gives the geometrically nonlinear plastic limit load of the perfect structure and the plastic strain increment, that may be used for checking the limit states LS1 and LS2.

(2) Якщо в будь-якій частині оболонки переважає стискальне або дотичне напру­ження, розрахунок GMNA дає навантаження, при якому відбувається втрата пружно-пластичної загальної стійкості ідеальної конструкції, що може бути корисним при перевірці граничного стану за несучою здатністю LS3, див. 8.7.

(2) Where compression or shear stresses are predominant in some part of the shell, a GMNA analysis gives the elasto-plastic buckling load of the perfect structure, that may be of assistance in checking the limit state LS3, see 8.7.

(3) Якщо цей розрахунок використовується для оцінки критичного повздовжнього навантаження, то необхідно перевірити власні значення системи, щоб переконатися, що чисельним методом не вдасться виявити біфуркацію протягом збільшення навантаження.

(3) Where this analysis is used for a buckling load evaluation, the eigenvalues of the system should be checked to ensure that the numerical process does not fail to detect a bifurcation in the load path.

2.2.9 Геометрично нелінійний пружний розрахунок із врахуванням дефектів (GNIA)

2.2.9 Geometrically nonlinear elastic analysis with imperfections included (GNIA)

(1) Розрахунок GNIA використовується у разі, якщо в оболонці переважають стискальні або дотичні напруження. Він визначаає наванта­ження, що призводить до пружної втрати загальної стійкості неідеальної конструкції, які можуть бути використані при перевірці граничного стану за несучою здатністю LS3, див. 8.7.

(1) A GNIA analysis is used in cases where compression or shear stresses dominate in the shell. It delivers elastic buckling loads of the imperfect structure, that may be of assistance in checking the limit state LS3, see 8.7.

(2) Якщо цей розрахунок використовується для оцінки критичного повздовжнього навантаження (LS3), то слід перевірити власні значення системи, щоб переконатися, що числовим методом під час навантаження не вдасться виявити біфуркацію. Необхідно перевірити, чи місцеві напруження не перевищують значень, при яких нелінійність матеріалу може вплинути на поведінку.

(2) Where this analysis is used for a buckling load evaluation (LS3), the eigenvalues of the system should be checked to ensure that the numerical process does not fail to detect a bifurcation in the load path. Care must be taken to ensure that the local stresses do not exceed values at which material nonlinearity may affect the behaviour.

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

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

(1) Розрахунок GMNIA використовується у разі, якщо в оболонці переважає стискальне або дотичне напруження. Він визначає навантаження, що призводять до втрати пружно-пластичної стійкості «реальної» неідеальної конструкції, які можна викорис­товувати для перевірки граничного стану за несучою здатністю LS3, див. 8.7.

(1) A GMNIA analysis is used in cases where compression or shear stresses are dominant in the shell. It delivers elasto-plastic buckling loads for the "real" imperfect structure, that may be used for checking the limit state LS3, see 8.7.

(2) Якщо цей розрахунок використовується для оцінки критичного повздовжнього навантаження, то слід перевірити власні значення системи, щоб переконатися, що числовим методом під час навантаження не вдасться виявити біфуркацію.

(2) Where this analysis is used for a buckling load evaluation, the eigenvalues of the system should be checked to ensure that the numerical process does not fail to detect a bifurcation in the load path.

(3) Якщо цей розрахунок використовується для критичного повздовжнього навантаження, то завжди слід додатково виконати розрахунок GMNA ідеальної оболонки, з метою визначення чутливості до дефектів конструктивної системи.

(3) Where this analysis is used for a buckling load evaluation, an additional GMNA analysis of the perfect shell should always be conducted to ensure that the degree of imperfection sensitivity of the structural system is identified.