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

6.3.3.1 Загальний метод

6.3.3.1 General method

(1) Для всіх основних компонентів вузлів із опорним фланцем, що прикріп­люється двома та більше рядами розтяг­нутих болтів, застосовують загальний еквівалентний коефіцієнт жорсткості k_eq, що визначається за формулою:

(1) For end-plate joints with two or more bolt-rows in tension, the basic components related to all of these bolt-rows should be represented by a single equivalent stiffness coefficient k_eq determined from:

, (6.29)

де h_r – відстань між рядом болтів r та центром стиску;

where: h_r is the distance between bolt-row r and the centre of compression;

k_eff,r – ефективний коефіцієнт жорсткості для ряду болтів r, що враховує коефіцієнти жорсткості k_i для основних компонентів, наведених у 6.3.3.1(4) або 6.3.3.1(5);

k_eff,r is the effective stiffness coefficient for bolt-row r taking into account the stiffness coefficients k_i for the basic components listed in 6.3.3.1(4) or 6.3.3.1(5) as appropriate;

z_eq – еквівалентне плече внутрішньої пари сил, див. 6.3.3.1(3).

z_eq is the equivalent lever arm, see 6.3.3.1(3).

(2) Ефективний коефіцієнт жорсткості k_eff,r для ряду болтів r слід визначати за формулою:

(2) The effective stiffness coefficient k_eff,r for bolt-row r should be determined from:

, (6.30)

де k_i,r – коефіцієнт жорсткості компонента i, що відноситься до ряду болтів r.

where: k_i,r is the stiffness coefficient repre­senting component i relative to bolt-row r.

(3) Еквівалентне плече внутрішньої пари сил z_eq слід визначати за формулою:

(3) The equivalent lever arm z_eq should be determined from:

. (6.31)

(4) У сполученні балки з колоною з опорним фланцем значення k_eq слід визначати на основі коефіцієнтів жорсткості k_i(та заміняти їх) наступних основних компонентів:

(4) In the case of a beam-to-column joint with an end-plate connection, k_eq should be based upon (and replace) the stiffness coefficients k_i for:

– стінки колони при розтягу (k₃);

– the column web in tension (k₃);

– полиці колони при згині (k₄);

– the column flange in bending (k₄);

– опорного фланця при згині (k₅);

– the end-plate in bending (k₅);

– болтів при розтягу (k₁₀).

– the bolts in tension (k₁₀).

(5) У стику балок із опорними фланцями на болтах значення k_eq слід визначати на основі коефіцієнтів жорсткості k_i (та заміняти їх) наступних основних компонентів:

(5) In the case of a beam splice with bolted end-plates, k_eq should be based upon (and replace) the stiffness coefficients k_i for:

– опорних фланців при згині (k₅);

– the end-plates in bending (k₅);

– болтів при розтягу (k₁₀).

–the bolts in tension (k₁₀).

6.3.3.2 Спрощений метод для виступних опорних фланців із двома рядами розтягнутих болтів

6.3.3.2 Simplified method for extended end-plates with two bolt-rows in tension

(1) У з’єднаннях із виступним опорним фланцем з двома рядами розтягнутих болтів (один ряд розташований у виступній частині опорного фланця, а інший – між полицями балки, див. рисунок 6.20) для врахування сумісної роботи обох рядів можна використовувати модифіковані значення коефіцієнтів жорсткості відпо­відних основних компонентів. Кожне з цих модифікованих значень слід приймати таким, що дорівнює подвоєному значенню коефіцієнта жорсткості для одного ряду болтів, розташованих у виступній частині опорного фланця.

(1) For extended end-plate connections with two bolt-rows in tension, (one in the extended part of the end-plate and one between the flanges of the beam, see Figure 6.20), a set of modified values may be used for the stiffness coefficients of the related basic components to allow for the combined contribution of both bolt-rows. Each of these modified values should be taken as twice the corresponding value for a single bolt-row in the extended part of the end-plate.

ПРИМІТКА. Це наближене припущення призводить до незначного заниження значення поворотної жорсткості.

NOTE: This approximation leads to a slightly lower estimate of the rotational stiffness.

(2) При використанні цього спрощеного методу значення плеча внутрішньої пари сил z приймають таким, що дорівнює відстані між центром стиску та серединою відстані між рядами розтягнутих болтів, див. рисунок 6.20.

(2) When using this simplified method, the lever arm z should be taken as equal to the distance from the centre of compression to a point midway between the two bolt-rows in tension, see Figure 6.20.

Рисунок

6.20

Плече внутрішньої пари сил z для спрощеного методу

Figure

6.20

Lever arm z for simplified method

6.3.4 Бази колон

6.3.4 Column bases

(1) Поворотну жорсткість S_j бази колони, що піддається сумісній дії осьової сили та згинального моменту, слід визначати за методом, наведеним у таблиці 6.12. У цьому методі використовуються наступні коефіцієнти жорсткості:

(1) The rotational stiffness, S_j, of a column base subject to combined axial force and bending moment should be calculated using the method given in Table 6.12. This method uses the following stiffness coefficients:

k_T,1 – коефіцієнт жорсткості при розтягу лівої сторони вузла, дорівнює сумі коефіцієнтів жорсткості k₁₅ та k₁₆ (наведених у таблиці 6.11), що приймається для лівої сторони вузла;

k_T,1 is the tension stiffness coefficient of the left hand side of the joint and should be taken as equal to the sum of the stiffness coefficients k₁₅ and k₁₆ (given in Table 6.11) acting on the left hand side of the joint.

k_T,r – коефіцієнт жорсткості при розтягу правої сторони вузла, дорівнює сумі коефіцієнтів жорсткості k₁₅ та k₁₆ (наведених у таблиці 6.11), що приймається для правої сторони вузла;

k_T,r is the tension stiffness coefficient of the right hand side of the joint and should be taken as equal to the sum of the stiffness coefficients k₁₅ and k₁₆ (given in Table 6.11) acting on the right hand side of the joint.

k_C,1 – коефіцієнт жорсткості при стиску лівої сторони вузла, дорівнює коефіцієнту жорсткості k₁₃ (наведеному у таблиці 6.11), що приймається для лівої сторони вузла;

k_C,1 is the compression stiffness coefficient of the left hand side of the joint and should be taken as equal to the stiffness coefficient k₁₃ (given in Table 6.11) acting on the left hand side of the joint.

k_C,r – коефіцієнт жорсткості при стиску правої сторони вузла, дорівнює коефіцієнту жорсткості k₁₃ (наведеному у таблиці 6.11), що приймається для правої сторони вузла.

k_C,r is the compression stiffness coefficient of the right hand side of the joint and should be taken as equal to the stiffness coefficient k₁₃ (given in Table 6.11) acting on the right hand side of the joint.

(2) Значення z_T,1, z_C,1, z_T,r, z_C,r слід приймати відповідно до 6.2.8.1.

(2) For the calculation of z_T,1, z_C,1, z_T,r, z_C,r see 6.2.8.1.

Таблиця

6.12

Поворотна жорсткість S_jбаз колон

Table

6.12

Rotational stiffness S_jof column bases

Вид навантаження

Loading

Плече внутрішньої пари сил z

Lever arm z

^{Поворотна жорсткістьS}j,ini

Rotational stiffness ^Sj,ini

Ліва сторона розтягнута

Left side in tension

_{Права сторона стиснута}

Right side in compression

та

та

, де (where)

Ліва сторона розтягнута

Left side in tension

Права сторона розтягнута

Right side in tension

та

та

, де (where)

Ліва сторона стиснута

Left side in compression

Права сторона розтягнута

Right side in tension

та

та

, де (where)

Ліва сторона стиснута

Left side in compression

_{Правасторонастиснута}

Right side in compression

та

та

, де (where)

M_Ed> 0 відповідає напрямку моменту за годинниковою стрілкою, N_Ed > 0 – розтяг.

M_Ed> 0 is clockwise, N_Ed > 0 is tension, p see 6.3.1(6).

.

6.4 поворотна здатність

6.4 Rotation capacity

6.4.1 Загальні положення

6.4.1 General

(1) У випадку проведення жорстко-пластичного розрахунку, вузол у місці утворення пластичного шарніра повинен мати достатню поворотну здатність.

(1) In the case of rigid plastic global analysis, a joint at a plastic hinge location should have sufficient rotation capacity.

(2) Поворотну здатність болтового або зварного вузлового з’єднання слід визначати, використовуючи положення, наведені в 6.4.2 або 6.4.3. Методи розрахунку, наведені у цих пунктах, застосовуються тільки для сталей S235, S275, S355 та для вузлів, в яких розрахункове значення осьової сили N_Ed, що діє в елементі, що приєднуються, не перевищує 5 % розрахункової несучої здат­ності у пластичній стадії N_pl,Rd його поперечного перерізу.

(2) The rotation capacity of a bolted or welded joint should be determined using the provisions given in 6.4.2 or 6.4.3. The design methods given in these clauses are only valid for S235, S275 and S355 steel grades and for joints in which the design value of the axial force N_Ed in the connected member does not exceed 5 % of the design plastic resistance N_pl,Rd of its cross-section.

(3) Як альтернативу 6.4.2 та 6.4.3 поворотну здатність вузла перевіряти не потрібно за умови, що розрахункова несуча здатність на згин M_j,Rd вузлового з’єднання, принаймні, у 1,2 раза вище розрахункової несучої здатності на згин у пластичній стадії M_pl,Rd поперечного перерізу елемента, що приєднується.

(3) As an alternative to 6.4.2 and 6.4.3 the rotation capacity of a joint need not be checked provided that the design moment resistance M_j,Rd of the joint is at least 1.2 times the design plastic moment resistance M_pl,Rd of the cross section of the connected member.

(4) У випадках, не передбачених у 6.4.2 та 6.4.3, поворотну здатність можна визначити за результатами випробувань відповідно до EN 1990, Додаток D. Як альтернативу можна використовувати відповідні розрахункові моделі за умови, що вони базуються на результатах випробувань, виконаних у відповідності з EN 1990.

(4) In cases not covered by 6.4.2 and 6.4.3 the rotation capacity may be determined by testing in accordance with EN 1990, Annex D. Alternatively, appropriate calculation models may be used, provided that they are based on the results of tests in accordance with EN 1990.

6.4.2 Болтові з’єднання

6.4.2 Bolted joints

(1) Сполучення балки з колоною, розрахункова несуча здатність на згин якого M_j,Rd залежить від розрахункової несучої здатності ділянки стінки колони на зсув, можна вважати таким, що має достатню поворотну здатність при пластичному статичному розрахунку, за умови, що d/t_w < 69ε.

(1) A beam-to-column joint in which the design moment resistance of the joint M_j,Rd is governed by the design resistance of the column web panel in shear, may be assumed to have adequate rotation capacity for plastic global analysis, provided that d/t_w < 69ε.

(2) Вузол з опорним фланцем або поясною кутиковою накладкою, що прикріплюються на болтах, можна вважати таким, що має достатню поворотну здатність при пластичному статичному розрахунку, якщо виконуються наступні умови:

(2) A joint with either a bolted end-plate or angle flange cleat connection may be assumed to have sufficient rotation capacity for plastic analysis, provided that both of the following conditions are satisfied:

а) розрахункова несуча здатність на згин залежить від розрахункової несучої здатності:

a) the design moment resistance of the joint is governed by the design resistance of either:

– полиці колони при згині;

– the column flange in bending or

– опорного фланця балки або розтягнутої поясної накладки при згині;

– the beam end-plate or tension flange cleat in bending.

б) товщина t полиці колони, опорного фланця балки або розтягнутої поясної накладки (не обов’язково того ж основного компонента, вказаного в умові (а)) задовольняє умову:

b) the thickness t of either the column flange or the beam end-plate or tension flange cleat (not necessarily the same basic component as in (a)) satisfies:

, (6.32)

де f_y – межа плинності сталі відповідного основного компонента.

where: f_y is the yield strength of the relevant basic component.

(3) Не допускається вважати, що болтове вузлове з’єднання має достатню поворотну здатність при пластичному статичному розрахунку, якщо його розрахункова несуча здатність на згин M_j,Rd залежить від розрахункової несучої здатності болтів на зріз.

(3) A joint with a bolted connection in which the design moment resistance M_j,Rd is governed by the design resistance of its bolts in shear, should not be assumed to have sufficient rotation capacity for plastic global analysis.

6.4.3 Зварні з’єднання

6.4.3 Welded Joints

(1) The rotation capacity _Cd of a welded beam-to-column connection may be assumed to be not less that the value given by the following expression provided that its column web is stiffened in compression but unstiffened in tension, and its design moment resistance is not governed by the design shear resistance of the column web panel, see 6.4.2(1):

, (6.33)

де h_b – висота балки;

where: h_b is the depth of the beam;

h_c – висота колони.

h_c is the depth of the column.

(2) Можна вважати, що зварне сполучення балки з колоною, розраховане з урахуван­ням вимог даного розділу, характеризу­ється поворотною здатністю _Cd, що відпо­відає куту повороту не менше 0,015 рад.

(2) An unstiffened welded beam-to-column joint designed in conformity with the provisions of this section, may be assumed to have a rotation capacity _Cd of at least 0,015 radians.

7 Вузли сполучення еле-ментів замкнутого профілю

7 Hollow section joints

7.1 Загальні положення

7.1 General

7.1.1 Сфера застосування

7.1.1 Scope

(1) У цьому розділі наведені детальні правила для визначення розрахункової статичної несучої здатності плоских та просторових вузлів гратчастих конструкцій з круглих, квадратних та прямокутних труб, а також плоских вузлів гратчастих конструкцій зі сполученням замкнутих та відкритих профілів.

(1) This section gives detailed application rules to determine the static design resistances of uniplanar and multiplanar joints in lattice structures composed of circular, square or rectangular hollow sections, and of uniplanar joints in lattice structures composed of combinations of hollow sections with open sections.

(2) Розрахункові значення статичної несучої здатності вузлів виражені через максимальні значення розрахункової несучої здатності стрижнів решітки через поздовжню силу та/чи згинальний момент.

(2) The static design resistances of the joints are expressed in terms of maximum design axial and/or moment resistances for the brace members.

(3) Наведені правила застосування дійсні для замкнутих профілів як гарячого (за EN 10210), так і холодного (за EN 10219) формування, якщо розміри їх поперечних перерізів задовольняють вимоги цього розділу.

(3) These application rules are valid both for hot finished hollow sections to EN 10210 and for cold formed hollow sections to EN 10219, if the dimensions of the structural hollow sections fulfil the requirements of this section.

(4) Значення номінальної межі плин­ності сталі замкнутих профілів гарячого та холодного формування не повинно перевищувати 460 Н/мм². Значення розрахункової несучої здатності елемента з номінальною межею плинності сталі вище 355 Н/мм² слід знижувати множенням на коефіцієнт 0,9.

(4) For hot finished hollow sections and cold formed hollow sections the nominal yield strength of the end product should not exceed 460 N/mm². For end products with a nominal yield strength higher than 355 N/mm² , the static design resistances given in this section should be reduced by a factor 0,9.

(5) Номінальна товщина стінки замкнутих профілів повинна бути не менше 2,5 мм.

(5) The nominal wall thickness of hollow sections should not be less than 2,5 mm.

(6) Номінальна товщина стінки поясу із замкнутого профілю не повинна бути більше 25 мм, якщо не передбачені спеціальні заходи для забезпечення відповідних властивостей матеріалу по товщині.

(6) The nominal wall thickness of a hollow section chord should not be greater than 25 mm unless special measures have been taken to ensure that the through thickness properties of the material will be adequate.

(7) Оцінку міцності на втому слід виконувати у відповідності з EN 1993-1-9.

(7) For fatigue assessment see EN 1993-1-9.

(8) Дані типи вузлів наведені на рисунку 7.1.

(8) The types of joints covered are indicated in Figure 7.1.

7.1.2 Умови застосування

7.1.2 Field of application

(1) Правила застосування для вузлів із замкнутих профілів можуть використовуватися лише в тому випадку, якщо виконуються умови, наведені в 7.1.2(2) – 7.1.2(8).

(1) The application rules for hollow section joints may be used only where all of the conditions given in 7.1.2(2) to 7.1.2(8) are satisfied.

(2) Стиснуті елементи повинні задо­вольняти вимоги, наведені в EN 1993-1-1 для перерізів класів 1 або 2, за умови чистого згину.

(2) The compression elements of the members should satisfy the requirements for Class 1 or Class 2 given in EN 1993-1-1 for the condition of pure bending.

(3) The angles _i between the chords and the brace members, and between adjacent brace members, should satisfy:  ≥ 30