Страница 5: ДСТУ-Н Б EN 1993-3-1:20ХХ. Проектування сталевих конструкцій. Частина 3-1. Башти, щогли і димові труби - Башти і щогли (59686)

5 Розрахунок конструкцій

5.1 Моделювання з метою визначення результатів впливів

(1) Внутрішні сили і моменти необхідно визначати, використовуючи загальний пружній розрахунок.

(2) Загальний пружній розрахунок див. в

EN 1993-1-1.

(3) У розрахунку можна використовувати характеристики перерізів брутто.

(4) Необхідно враховувати характеристики деформації основ при проектуванні конструкції.

(5) Якщо деформація надає істотний вплив (наприклад, в баштах з великим навантаженням вершини), необхідно застосовувати теорію другого порядку, див. EN 1993-1-1.

Примітка 1. На початковій стадії ґратчасті опори можна розраховувати, використовуючи початкові геометричні дані (теорія першого порядку).

Примітка 2. Розрахунок щогл і димових труб з відтяжками проводиться з урахуванням впливу деформацій (теорія другого порядку).

Примітка 3. Загальну втрату стійкості симетричних щогл див. в п. В.4.3.2.6.

(6) Загальний аналіз щогл і димових труб з відтяжками проводиться з урахуванням нелінійних характеристик відтяжок, див. EN 1993-1-11.

Примітка. В Національному Додатку може бути наведена додаткова інформація.

5 Structural analysis

5.1 Modelling for determining action effects

(1) The internal forces and moments should be determined using elastic global analysis.

(2) For elastic global analysis see EN 1993-1-1.

(3) Gross cross-sectional properties may be used in the analysis.

(4) Account should be taken of the deformation characteristics of the foundations in the design of the structure.

(5) If deformations have a significant effect (for example towers with large head-loads) second order theory should be used, see EN 1993-1-1.

NOTE 1: Lattice towers may initially be analysed using the initial geometry (first order theory).

NOTE 2: Masts and guyed chimneys should be analysed taking into account the effect of deformations on the equilibrium conditions (second order theory).

NOTE 3: For the overall buckling of symmetric masts see B.4.3.2.6.

(6) The global analysis of a mast or guyed chimneys should take into account the non-linear behaviour of the guys, see EN 1993-1-11.

NOTE: The National Annex may give further information.

5.2 Моделювання з'єднань

5.2.1 Основні положення

(1) В загальному і локальному аналізах конструкції необхідно враховувати характеристики з'єднань.

Примітка. Порядок аналізу з'єднань наведений в

EN 1993-1-8.

5.2.2 Повністю тріангульовані конструкції (ферми з трикутними ґратками)

(1) Можна припустити, що у фермах з трикутними гратками з'єднання елементів не сприймають моменти. У загальному аналізі можна припустити, що елементи ефективно закріплені болтовим (шарнірним) з'єднанням.

(2) З'єднання повинні відповідати вимогам до номінальних болтових (шарнірних) з'єднань

‑ як вказано в 5.2.2.2 EN 1993-1-8; або

‑ як вказано в 5.2.3.2 EN 1993-1-8.

5.2.3 Нетріангульовані конструкції (нерозрізні ґратки)

(1) Пружний аналіз повинен ґрунтуватися на допущенні повної нерозрізності жорстких з'єднань, відповідних вимогам 5.2.2.3
EN 1993-1-8.

5.2.4 Тріангульовані конструкції з урахуванням нерозрізності (нерозрізні або напіврозрізні ґратки)

(1) Пружний аналіз повинен ґрунтуватися на точно передбачених розрахункових характеристиках «момент-поворот» або «сила-зсув» для використовуваних з'єднань.

Примітка. В Національному Додатку може бути наведена додаткова інформація.

5.2 Modelling of connections

5.2.1 Basis

(1) The behaviour of the connections should be considered in the global and local analysis of the structure.

NOTE: The procedure for the analysis of connections is given in EN 1993-1-8.

5.2.2 Fully triangulated structures (Simple framing)

(1) In simple framing the connections between the members may be assumed not to develop moments. In the global analysis, members may be assumed to be effectively pin connected.

(2) The connections should satisfy the requirements for nominally pinned connections, either:

– as given in 5.2.2.2 of EN 1993-1-8; or

– as given in 5.2.3.2 of EN 1993-1-8.

5.2.3 Non-triangulated structures (Continuous framing)

(1) Elastic analysis should be based on the assumption of full continuity, with rigid connections which satisfy the requirements given in 5.2.2.3 of EN 1993-1-8.

5.2.4 Triangulated structures where continuity is taken into account (continuous or semi-continuous framing)

(1) Elastic analysis should be based on reliably predicted design moment-rotation or force-displacement characteristics for the connections used.

NOTE: The National Annex may give further information.

6 Граничні стани за несучою здатністю

6.1 Загальні положення

(1) Застосовуються наступні частинні коефіцієнти :

‑ опір елемента текучості:

‑ опір елемента стійкості:

‑ опір перерізу нетто у болтових отворах:

‑ опір з'єднань: див. Розділ 6.4

‑ опір відтяжок та їх кріплень: , див.
EN 1993-1-11

‑ опір ізоляційних матеріалів:

Примітка 1. В Національному Додатку можуть бути визначені частинні коефіцієнти . Рекомендуються наступні числові значення:

= 1,00,

= 1,00,

= 1,25,

= 2,00,

= 2,50.

Примітка 2. Коефіцієнт застосовується щодо відтяжки і сполучної муфти (або іншого кріплення). Відповідні сталеві штирі, з'єднання і плити проектуються з урахуванням сумісності з відтяжкою і муфтою, тому може знадобитися збільшене значення . Докладні дані див. в EN 1993-1-11.

Примітка 3. Щодо конструкцій або елементів, що підлягають типовим випробуванням, або аналогічних конфігурацій, які пройшли попередні випробування, коефіцієнт можна зменшити залежно від результатів випробувань.

6 Ultimate limit states

6.1 General

(1) The following partial factors apply:

– resistance of member to yielding:

– resistance of member buckling:

– resistance of net section at bolt holes:

– resistance of connections: See Section 6.4

– resistance of guys and their terminations: , see EN 1993-1-11

– resistance of insulating material:

NOTE 1: The National Annex may give information on partial factors . The following values are recommended:

= 1,00,

= 1,00,

= 1,25,

= 2,00,

= 2,50.

NOTE 2: The factor applies to the guy and its socket (or other termination). The associated steel pins, linkages and plates are designed for compatibility with the guy and its socket and may require an enhanced value of . For details see EN 1993-1-11.

NOTE 3: For structures or elements that are to be type tested, or where similar configurations have previously been type tested the partial factors, , may be reduced, subject to the outcome of the testing programme.

6.2 Опір перерізів

6.2.1 Класифікація перерізів

(1) Щодо щогл і башт застосовується класифікація перерізів, як наведено в п. 5.5.2 EN 1993-1-1.

Примітка. Максимальне співвідношення «ширина-товщина» для кутиків, вказане в Таблиці 5.2
EN 1993-1-1, може бути визначено співвідношенням замість.

6.2.2 Елементи ґратчастих башт і щогл

(1) Спеціальні умови щодо кутиків, з’єднаних однією полицею, наведені в

п. 3.10.3 EN 1993-1-8 (болтове з'єднання) або п. 4.13 (зварне з'єднання).

6.2.3 Відтяжки та арматура

(1) Міцність відтяжок та арматури див. в

EN 1993-1-11 і в Додатку D.

6.2 Resistance of cross sections

6.2.1 Classification of cross sections

(1) For towers and masts, classification of cross-sections as given in 5.5.2 of EN 1993-1-1 should be used.

NOTE: The maximum width to thickness ratio for angles defined in table 5.2 of EN 1993-1-1 may be determined with the ratio instead of .

6.2.2 Members in lattice towers and masts

(1) For angles connected by one leg, special provisions are given in 3.10.3 of EN 1993-1-8 (if bolted) or 4.13 (if welded).

6.2.3 Guys and fittings

(1) For the strength of guys and fittings see

EN 1993-1-11 and Annex D.

6.3 Опір елементів

6.3.1 Стиснуті елементи

(1) Проектування стиснутих елементів ґратчастих башт і щогл проводиться з використанням одного з двох наступних способів:

a) метод відповідно до умов Додатку G і Додатку Н;

b) метод, наведений в EN 1993-1-1, з урахуванням ексцентриситетів.

Примітка 1. Метод, наведений в EN 1993-1-1,
В.1.2(2)В Додатку В, може давати консервативні (із запасом) результати опору повздовжньому згину елементів ґратчастих башт і щогл.

Примітка 2. В Національному Додатку може бути зроблений вибір методу.

(2) Характеристики ефективного перерізу елементів необхідно розраховувати згідно

п. 4.3. EN 1993-1-5.

Примітка 1. Коефіцієнт зменшення для кутика можна визначити на основі гнучкості з урахуванням належної ширини стиснутої полиці таким чином:

a) рівнобічний кутик:

6.3 Resistance of members

6.3.1 Compression members

(1) Compression members in lattice towers and masts should be designed using one of the following two procedures:

a) the method according to the provisions of Annex G and Annex H;

b) the method given in EN 1993-1-1 taking account of eccentricities.

NOTE 1: The method given in EN 1993-1-1,

Annex B. B.1.2(2)B may give conservative results for the buckling resistance of members in lattice towers and masts.

NOTE 2: The choice of the procedure may be made in the National Annex.

(2) The effective cross section properties of members should be calculated according to

4.3 of EN 1993-1-5.

NOTE 1: For angles the reduction factor may be determined with the slenderness taking into account the appropriate width of the compression leg as follows:

a) for equal leg angles:

b) нерівнобічний кутик:

b) for unequal leg angles:

і (and)

Примітка 2. У випадку кутиків, сполучених однією полицею, коефіцієнт зменшення застосовується тільки відносно приєднаної полиці.

Примітка 3. див. в EN 1993-1-5. Для полиці стиснутого кутика .

(3) Кручення і/або крутно-згинна втрата стійкості підлягають перевірці наступним способом:

a) На крутну втрату стійкості рівнобічних кутиків розповсюджується перевірка втрати стійкості пластинки, див. п. (2)

b) Дані про рівнобічні кутики та інші перерізи в п. 6.3.1.4 EN 1993-1-1 і

EN 1993-1-3.

(4) Дані про холодногнуті тонкостінні елементи див. в EN 1993-1-3.

NOTE 2: In the case of angles connected by one leg, the reduction factor, , only applies to the connected leg.

NOTE 3: For see EN 1993-1-5. For a leg of an angle in compression, .

(3) The torsional and/or flexural-torsional mode should also be checked as follows:

a) Torsional buckling of equal legged angles is covered by the plate buckling verification, see (2).

b) For unequal legged angles and all other cross sections, see 6.3.1.4 of EN 1993-1-1 and

EN 1993-1-3.

(4) For cold formed thin gauge members see EN 1993-1-3.

6.4 З'єднання

6.4.1 Загальні положення

(1) Стосовно з'єднань див. EN 1993-1-8.

Примітка. Частинні коефіцієнти для з'єднань в щоглах і баштах можуть бути наведені в Національному Додатку. Рекомендовані числові значення, наведені в Таблиці 2.1 EN 1993-1-8.

(2) Всі болти повинні бути захищені від розкручування.

6.4.2 Фундаментні болти в анкерних плитах (фланцеві з'єднання)

(1) Якщо є можливість розтягу фланцевого з'єднання, необхідно використовувати болти з попереднім напруженням.

(2) Мінімальний діаметр болта повинен складати 12 мм.

Примітка. В Національному Додатку можуть бути наведені додаткові дані про фланцеві з'єднання круглих пустотілих профілів і циліндричних оболонок. Для круглих пустотілих профілів рекомендується використовувати наступний спрощений метод для розтягнутих елементів без згину, див. рис. 6.1.

При визначенні товщини фланця важливо визначити наступні значення:

a) опір зсуву фланця по периметру кругового перетину;

b) опір комбінованому зсуву і згину фланця по колу болтового отвору. Згинальний момент () може бути прийнятий рівним:

6.4 Connections

6.4.1 General

(1) For connections see EN 1993-1-8.

NOTE: The partial factors for connections in masts and towers may be given in the National Annex. The numerical values given in Table 2.1 of EN 1993-1-8 are recommended.

(2) All bolts should be secured against loosening.

6.4.2 Tension bolts in end plates (flanged connections)

(1) Where there is a possibility of tension across the flange connection preloaded bolts should be used.

(2) The minimum bolt diameter should be 12 mm.

NOTE: The National Annex may give further information on flange connections of circular hollow sections and cylindrical shells. For circular hollow sections the following simplified method for members in tension without bending is recommended, see figure 6.1.

In determining the flange thickness the following is relevant:

a) the shear resistance of the flange along the perimeter of the connected circular leg section;

b) the resistance to combined bending and shear of the flange along the circle through the bolt holes. The bending moment ( ) may be taken as:

де:

‑ сила розтягу в опорній стійці;

‑ діаметр кола (через центр болтового отвору);

‑ діаметр опорної пояси.

where:

is the tension force in the leg member;

is the diameter of the circle through the centre of the bolt holes;

is the diameter of the leg member.

Рисунок

6.1 –

Болтове фланцеве з’єднання

Figure

6.1 –

Bolted flanged connections

При визначенні сил, діючих на болти, осьова сила

In determining the forces in the bolts, the axial force

де:

‑ кількість болтів

‑ коефіцієнт ефекту важеля, прийнятий, як

= 1,2 для болтів з попереднім напруженням

= 1,8 для болтів без попереднього напруження

Всі болти повинні бути з попереднім напруженням з урахуванням втоми, див. EN 1993-1-8.

6.4.3 Анкерні болти

(1) Якщо повинна враховуватися втома, необхідне попереднє напруження анкерних болтів. У таких випадках повинні застосовуватися належні марки сталі, див. EN 1993-1-8.

Примітка. По вибору попереднього напруження див. також правила ексцентриситету сили важеля, рівні напруженості наведені в EN 1993-1-8.

6.4.4 Зварні з'єднання

(1) Див. EN 1993-1-8.

Примітка. Виготовлення див. в EN 1090.

where:

is the number of bolts

is a prying effect factor taken as

= 1,2 for pre-loaded bolts

= 1,8 for non-preloaded bolts

All bolts should be preloaded for fatigue, see

EN 1993-1-8

6.4.3 Anchor bolts

(1) Where fatigue needs to be considered anchor bolts should be preloaded. In such cases appropriate steel materials should be used, see EN 1993-1-8.

NOTE: For the choice of the preload see also rules for prying force eccentricity, stress levels etc. in

EN 1993-1-8.

6.4.4 Welded connections

(1) See EN 1993-1-8.

NOTE: For execution see EN 1090.

6.5 Спеціальні з'єднання для щогл

6.5.1 З'єднання бази щогли

(1) Розрахункова напруга зминання сферичного шарнірного з'єднання повинна ґрунтуватися на нормах проектування шарнірних опор, див. EN 1337-6.

Примітка. В Національному Додатку можуть бути наведені додаткові дані по ексцентриситетах і граничних значеннях тиску Герца.

Для перевірки відповідності площі зони стиску граней опорних деталей, враховуючи дійсне значення кута повороту секції бази щогли (див. рис. 6.2) і визначення згинальних моментів, викликаних результуючими ексцентриситетами, при проектуванні бази і нижньої секції щогли рекомендується застосовувати наступні норми проектування при визначенні ексцентриситетів:

Якщо база щогли встановлена на шаровій опорі, необхідно прийняти припущення, що точка контакту переміщається у напрямі будь-якого нахилу вісі щогли, повертаючись по опорній поверхні.

Ексцентриситети і (див. рис. 6.2) визначаються таким чином:

6.5 Special connections for masts

6.5.1 Mast base joint

(1) The design bearing stress on the spherical pinned connection should be based on the design rules for rocker bearings, see

EN 1337-6.

NOTE: The National Annex may give information on eccentricities and limit values for the Hertz pressure.

To verify that the area of the compression zone is within the boundaries of the bearing parts taking due account of the true rotation angle of the mast base section (see Figure 6.2) and to determine the bending moments caused by the resulting eccentricities for designing the bearing and the bottom section of the mast the following rules for determining eccentricities are recommended:

If the mast base rests on a spherical bearing the point of contact should be assumed to move in the direction of any inclination of the mast axis by rolling over the bearing surface.

The eccentricities and (see Figure 6.2) should be determined as follows:

(6.12a)

(6.12b)

де:

‑ радіус випуклої частини опори;

‑ радіус вогнутої частини опори;

і

‑ нахил вісі щогли в основі;

при

where:

is the radius of the convex part of the bearing;

is the radius of the concave part of the bearing;

and

is the inclination of the mast axis at its base;

with:

(6.13a)

(6.13b)

Якщо радіус нескінченний, то це площинна поверхня, тоді значення приймається рівним .

If is infinite, that is a flat surface, then should be taken as .