ДСТУ-Н Б EN 1993-1-8:2011. Проектування сталевих конструкцій. Частина 1-8. Проектування вузлів / Eurocode 3. Design of steel structures. Part 1-8. Design of joints (59813)

ВСТУП

FOREWORD

VІII

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 1993-1-8

Additional information specific for EN 1993-1-8

5

Національний додаток до EN 1993-1-8

National annex for EN 1993-1-8

5

1 Загальні положення

1 General

7

1.1 Галузь застосування

1.1 Scope

7

1.2 Нормативні посилання

1.2 Normative references

7

1.2.1 Стандарти, на які посилаються, група 1: Зварювані конструкційні сталі

1.2.1 Reference Standards, Group 1: Weldable structural steels

7

1.2.2 Стандарти, на які посилаються, група 2: Допуски, розміри та технічні умови поставки

1.2.2 Reference Standards, Group 2: Tolerances, dimensions and technical delivery conditions

8

1.2.3 Стандарти, на які посилаються, група 3. Конструктивні замкнуті профілі

1.2.3 Reference Standards, Group 3: Structural hollow sections

8

1.2.4 Стандарти, на які посилаються, група 4: Болти, гайки та шайби

1.2.4 Reference Standards, Group 4: Bolts, nuts and washers

9

1.2.5 Стандарти, на які посилаються, група 5: Зварювальні матеріали та зварювання

1.2.5 Reference Standards, Group 5: Welding consumable and welding

11

1.2.6 Стандарти, на які посилаються, група 6: Заклепки

1.2.6 Reference Standards, Group 6: Rivets

11

1.2.7 Стандарти, на які посилаються, група 7: Виготовлення сталевих конструкцій

1.2.7 Reference Standard, Group 7: Execution of steel structures

11

1.3 Різниця між принципами та правилами застосування

1.3 Distinction between Principles and Application Rules

12

1.4 Терміни та визначення

1.4 Terms and definitions

12

1.4.1 основний компонент (вузла)

1.4.1 basic component (of a joint)

12

1.4.2 з’єднання

1.4.2 connection

12

1.4.3 приєднаний елемент

1.4.3 connected member

12

1.4.4 вузол

1.4.4 joint

12

1.4.5 конфігурація вузла

1.4.5 joint configuration

12

1.4.6 поворотна здатність

1.4.6 rotational capacity

12

1.4.7 поворотна жорсткість

1.4.7 rotational stiffness

13

1.4.8 конструктивні властивості

1.4.8 structural properties (of a joint)

13

1.4.9 плоский вузол

1.4.9 uniplanar joint

13

1.5 Позначення

1.5 Symbols

14

2 Основні положення
щодо проектування

2 Basis of design

23

2.1 Умови застосування

2.1 Assumptions

23

2.2 Загальні вимоги

2.2 General requirements

23

2.3 Прикладені сили та моменти

2.3 Applied forces and moments

24

2.4 Несуча здатність з’єднань

2.4 Resistance of joints

24

2.5 Розрахункові припущення

2.5 Design assumptions

24

2.6 З’єднання, що працюють на зсув та піддаються дії ударного, вібраційного та/або знакозмінного навантаження

2.6 Joints loaded in shear subject to impact, vibration and/or load reversal

25

2.7 Ексцентриситет у вузлах

2.7 Eccentricity at intersections

26

3 З’єднання на болтах, заклепках та штифтах

3 Connections made with bolts, rivets or pins

26

3.1 Болти, гайки та шайби

3.1 Bolts, nuts and washers

26

3.1.1 Загальні положення

3.1.1 General

26

3.1.2 Попередньо напружені болти

3.1.2 Preloaded bolts

27

3.2 Заклепки

3.2 Rivets

27

3.3 Анкерні болти

3.3 Anchor bolts

27

3.4 Типи болтових з’єднань

3.4 Categories of bolted connections

28

3.4.1 З’єднання, що працюють на зсув

3.4.1 Shear connections

28

3.4.2 З’єднання, що працюють на розтяг

3.4.2 Tension connections

29

3.5 Розташування отворів для болтів та заклепок

3.5 Positioning of holes for bolts and rivets

30

3.6 Розрахункова несуча здатність одиночних кріпильних деталей

3.6 Design resistance for individual individual fasteners

33

3.6.1 Болти та заклепки

3.6.1 Bolts and rivets

33

3.6.2 Ін’єкційні болти

3.6.2 Injection bolts

38

3.7 Група кріпильних деталей

3.7 Group of fasteners

41

3.8 Довгі з’єднання

3.8 Long joints

41

3.9 Фрикційні з`єднання на болтах класів міцності 8.8 та 10.9

3.9 Slip resistant connections using 8.8 or 10.9 bolts

42

3.9.1 Розрахункова несуча здатність на зсув поверхонь тертя (розрахунковий опір ковзанню)

3.9.1 Design Slip resistance

42

3.9.2 Сумісна дія розтягу та зсуву

3.9.2 Combined tension and shear

43

3.9.3 Комбіновані з’єднання

3.9.3 Hybrid connections

44

3.10 Висновки щодо отворів для кріпильних деталей

3.10 Deductions for fastener holes

44

3.10.1 Загальні положення

3.10.1 General

44

3.10.2 Розрахунок вузла на розрив

3.10.2 Design for block tearing

44

3.10.3 Одиночні кутики, прикріплені однією полицею, та інші розтягнуті несиметрично прикріплені елементи

3.10.3 Angles connected by one leg and other unsymmetrically connected members in tension

45

3.10.4 З’єднувальні кутики

3.10.4 Lug angles

47

3.11 Зусилля відриву

3.11 Prying forces

48

3.12 Розподілення зусиль між кріпильними деталями у граничному стані

3.12 Distribution of forces between fasteners at the ultimate limit state

48

3.13 З’єднання на штифтах

3.13 Connections made with pins

48

3.13.1 Загальні положення

3.13.1 General

48

3.13.2 Розрахунок штифтів

3.13.2 Design of pins

50

4 Зварні з’єднання

4. Welded connections

52

4.1 Загальні положення

4.1 General

52

4.2 Матеріали для зварних з’єднань

4.2 Welding consumables

52

4.3 Геометричні параметри та розміри

4.3 Geometry and dimensions

53

4.3.1 Типи зварних швів

4.3.1 Type of weld

53

4.3.2 Кутові зварні шви

4.3.2 Fillet welds

53

4.3.2.1 Загальні положення

4.3.2.1 General

53

4.3.2.2 Переривчасті кутові зварні шви

4.3.2.2 Intermittent fillet welds

54

4.3.3 Кругові кутові зварні шви

4.3.3 Fillet welds all round

54

4.3.4 Стикові зварні шви

4.3.4 Butt welds

56

4.3.5 Пробкові зварні шви

4.3.5 Plug welds

56

4.3.6 Зварні шви з конусним зазором

4.3.6 Flare groove welds

57

4.4 Зварні шви з фасонками

4.4 welds with packings

57

4.5 Розрахункова несуча здатність кутових зварних швів

4.5 design resistance of a fillet weld

58

4.5.1 Довжина зварних швів

4.5.1 Length of welds

58

4.5.2 Розрахункова товщина шва

4.5.2 Effective throat thickness

58

4.5.3 Розрахункова несуча здатність кутових зварних швів

4.5.3 Design Resistance of fillet welds

59

4.6 Розрахункова несуча здатність замкнених кутових зварних швів

4.6 Design resistance of fillet welds all round

62

4.7 Розрахункова несуча здатність стикових зварних швів

4.7 Design resistance of butt welds

62

4.7.1 Стикові зварні шви з повним проваром

4.7 1 Full penetration butt welds

62

4.7.2 Стикові зварні шви з неповним проваром

4.7.2 Partial penetration butt welds

62

4.7.3 Таврові з’єднання

4.7.3 T-butt joints

63

4.8 Розрахункова несуча здатність пробкових зварних швів

4.8 Design resistance of plug welds

64

4.9 Розподіл зусиль

4.9 Distribution of forces

64

4.10 Кріплення до полиць без ребер жорсткості

4.10 Connections to unstiffed flanges

65

4.11 Довгі з’єднання

4.11 Long joints

67

4.12 Позацентрово навантажені поодинокі кутові та односторонні стикові зварні шви з неповним проваром

4.12 Eccentrically loaded single fillet or single-sided partial penetration butt welds

68

4.13 Кутики, що прикріплюються однією полицею

4.13 Angles connected by one leg

68

4.14 Зварювання в холодно сформованих зонах

4.14 Welding in cold-formed zones

69

5 Аналіз, класифікація та моделювання

5 Analysis, classification and modelling

70

5.1 Загальний розрахунок

5.1 Global analysis

70

5.1.1 Загальні положення

5.1.1 General

70

5.1.2 Пружний розрахунок

5.1.2 Elastic global analysis

70

5.1.3 Жорстко-пластичний розрахунок

5.1.3 Rigid-plastic global analysis

72

5.1.4 Пружно-пластичний розрахунок

5.1.4 Elastic– plastic global analysis

73

5.1.5 Розрахунок ферм

5.1.5 Global analysis of lattice girders

73

5.2 Класифікація вузлів

5.2 Classification of joints

77

5.2.1 Загальні положення

5.2.1 General

77

5.2.2 Класифікація за жорсткістю

5.2.2 Classification by stiffness

77

5.2.3 Класифікація за міцністю

5.2.3 Classification by strength

79

5.3 Моделювання сполучення балки з колоною

5.3 Modelling of beam-to-column joints

81

6 Вузли сполучення конструктивних елементів із двотаврів

6 Structural joints connecting H or I sections

84

6.1 Загальні положення

6.1 General

84

6.1.1 Основні положення

6.1.1 Basis

84

6.1.2 Конструктивні властивості

6.1.2 Structural properties

85

6.1.3 Основні компоненти вузла

6.1.3 Basic components of a joint

87

6.2 Розрахункова несуча здатність

6.2 Design Resistance

90

6.2.1 Внутрішні сили

6.2.1 Internal forces

90

6.2.2 Поперечні сили

6.2.2 Shear forces

90

6.2.3 Згинальні моменти

6.2.3 Bending moments

93

6.2.4 Еквівалентний Т-подібний елемент,
що працює на розтяг

6.2.4 Equivalent T-stub in tension

94

6.2.5 Еквівалентний Т-подібний елемент,
що працює на стиск

6.2.5 Equivalent T-stub in compression

99

6.2.6 Розрахункова несуча здатність основних компонентів

6.2.6 Design Resistance of basic components

102

6.2.7 Розрахункова несуча здатність сполучення балки з колоною та стикових з’єднань

6.2.7 Design moment resistance of beam-to-column joints and splices

123

6.2.8 Розрахункова несуча здатність баз колон з опорними плитами

6.2.8 Design resistance of column bases with base plates

131

6.3 Поворотна жорсткість

6.3 Rotational stiffness

136

6.3.1 Основна модель

6.3.1 Basic model

136

6.3.2 Коефіцієнти жорсткості для основних компонентів вузлів

6.3.2 Stiffness coefficients for basic joint components

139

6.3.3 Вузли з опорними фланцями,
що прикріплюються двома або більше рядами болтів, які працюють на розтяг

6.3.3 End-plate joints with two or more bolt-rows in tension

143

6.3.4 Бази колон

6.3.4 Column bases

145

6.4 Поворотна здатність

6.4 Rotation capacity

147

6.4.1 Загальні положення

6.4.1 General

147

6.4.2 Болтові з’єднання

6.4.2 Bolted joints

147

6.4.3 Зварні з’єднання

6.4.3 Welded Joints

148

7 Вузли сполучення елементів замкнутого профілю

7 Hollow section joints

149

7.1 Загальні положення

7.1 General

149

7.1.1 Сфера застосування

7.1.1 Scope

149

7.1.2 Умови застосування

7.1.2 Field of application

150

7.2 Розрахунок

7.2 Design

152

7.2.1 Загальні положення

7.2.1 General

152

7.2.2 Види відмови вузлів сполучення елементів замкнутого профілю

7.2.2 Ailure modes for hollow section joints

153

7.3 Зварні шви

7.3 Welds

157

7.3.1 Розрахункова несуча здатність

7.3.1 Design resistance

157

7.4 Зварні вузли сполучення елементів
із круглих труб

7.4 Welded joints between CHS members

158

7.4.1 Загальні положення

7.4.1 General

158

7.4.2 Плоскі вузли

7.4.2 Uniplanar joints

159

7.4.3 Просторові вузли

7.4.3 Multiplanar joints

166

7.5 Зварні вузли сполучення стрижнів решітки з круглих або прямокутних труб
та елементів поясу з прямокутних труб

7.5 Welded joints between CHS or RHS brace members and RHS chord members

167

7.5.1 Загальні положення

7.5.1 General

167

7.5.2 Плоскі вузли

7.5.2 Uniplanar joints

169

7.5.3 Просторові вузли

7.5.3 Multiplanar joints

182

7.6 Зварні вузли сполучення стрижнів решітки з круглих або прямокутних труб
та поясів із двотаврів

7.6 Welded joints between CHS or RHS brace members and I or H section chords

183

7.7 Зварні вузли сполучення стрижнів решітки з круглих або прямокутних труб
та елементів поясу зі швелера

7.7 Welded joints between CHS or RHS brace members and channel section chord members

188