Рисунок

6.2 –

Поширення зон термічного впливу (ЗТВ) в стінці оболонки обшивки

Figure

6.2 –

Extend of heat-affected zones (HAZ) in shell sheeting

6.2.4.4 Опір втрати стійкості непідсилених зварних оболонок

6.2.4.4 Buckling resistance of unstiffened welded shells

(1) Опір втраті стійкості непідсилених зварних оболонок необхідно розраховувати, при наявності результуючих напружень стиску у поперечно нерозкріпленій оболонці.

(1) The buckling resistance of unstiffened welded shells should be assessed in any case if compressive stress resultants acting in laterally unrestrained welded panels are present in the shell.

(2) Перевірки впливу зварювання на опір втраті стійкості можна уникнути, якщо всі шви в оболонці паралельні до результуючих стискуючих напружень при будь-яких умовах навантажень, за умови, що понижуючий коефіцієнт не нижчий за 0,60.

(2) The check of the weld effect on buckling can be avoided if all welds in the shells are parallel to the compressive stress resultants acting in the structure under any load condition, provided that the reduction factor due to HAZ is not lower than 0,60.

(3) Вплив зварювання на опір втраті стійкості можна визначати за допомогою методу геометрично і фізично нелінійного розрахунку з урахуванням дефектів (ГМНДР), властивостей основного матеріалу та матеріалу у ЗТВ.

(3) The effect of welding on the buckling resistance can be evaluated by means of a geometrically and materially non-linear analysis with imperfections (GMNIA) analysis and accounting for the actual properties of both parent material and HAZ zones.

(4) Якщо неможливо виконати точний ГМНДР розрахунок, то опір втраті стійкості можна визначити за спрощеним методом, а саме через понижуючий коефіцієнт, що визначається зі співвідношення між коефіцієнтом втрати стійкості зварюваної конструкції і не зварюваної конструкції .

(4) If an accurate GMNIA analysis cannot be performed, the shell buckling resistance can be evaluated in a simplified way through the reduction factor given by the ratio between the buckling factor of the welded structure and the one of the unwelded structure .

Примітка 1. Результуючі стискуючі напруження можуть виникати не тільки через стиск, а також через зовнішній тиск, зсув і зосереджені навантаження. Якими б не були умови навантаження, понижуючий коефіцієнт слід застосовувати для швів, що є ортогональними до результуючих стискуючих напруженнь, так як вони можуть спричинити появу пластичних деформацій

NOTE 1: Compressive stress resultants in shells may arise not only due to direct compression, but also to external pressure, shear and localised loads. Whatever the load condition, reduction factors are to be applied if welds which are orthogonal to compressive stress resultants as they can produce a concentrated source of plastic deformation.

Примітка 2. Індекс " " у пунктах (4) і (5) слід замінювати на " ", " " чи " " залежно від приналежності коефіцієнтів та відповідно до осьового стиску, кільцевого стиску чи зсуву.

NOTE 2: The subscript " " in clause (4) and (5) should be intended as " ", " " or " " depending on whether the reduction factors and are referred to axial compression, circumferential compression or shear, respectively.

(5) Понижуючий коефіцієнт, що враховує пом’якшення матеріалу в ЗТВ для оболонкових конструкцій визначають за:

(5) The reduction factor to allow for HAZ softening in shell structures is given by:

(6,27)

але

but

і

and

де:

where:

(6,28)

але

but

та це понижуючі коефіцієнти для ЗТВ, значення яких беруться з Таблиць 3.2а або 3.2b EN 1999-1-1;

and are the reduction factors due to HAZ, to be taken from Table 3.2a or Table 3.2b of EN 1999-1-1;

коефіцієнт відносної гнучкості стиснутого елемента для випадку навантаження, що розглядається, визначається з Додатку А;

is the relative squash limit slenderness parameter for the load cases under consideration to be taken from Annex A;

це граничне значення коефіцієнту відносної гнучкості стиснутого елемента, за межею якого зникає вплив зварювання на опір втраті стійкості. Визначається за: але див. Рисунок 6.3;

is the limit value of the relative slenderness parameter beyond which the effect of weld on buckling vanishes, given by:

but see Figure 6.3;

абсолютне значення верхньої межі впливу зварювання для коефіцієнту відносної гнучкості стиснутого елемента, що залежить від характеру навантаження, матеріалу конструкції та класу допуску оболонки, що наведено в Таблиці 6.5.

is the absolute slenderness upper limit for the weld effect, depending on load case, structural material and tolerance class of the shell, as given in Table 6.5.

Рисунок

6.3 –

Визначення понижуючого коефіцієнта ρ_i,w впливу ЗТВ

Figure

6.3 –

Definition of the reduction factor ρ_i,w due to HAZ

Таблиця

6.5 –

Значення для відповідних навантажень, визначених Додатком А

Table

6.5 –

Values of for relevant load cases allowed for in Annex A

Клас допуску

Tolerance class

Осьовий стиск

Axial compression

Кільцевий стиск

Circumferential compression

Кручення і зсув

Torsion and shear

Матеріал класу А

Class A

material

Матеріал класу В

Class B

material

Матеріал класу А

Class A

material

Матеріал класу В

Class B

material

Матеріал класу А

Class A

material

Матеріал класу В

Class B

material

Клас/Class 1

0.8

0.7

1.2

1.1

1.4

1.3

Клас/Class 2

1.0

0.9

1.3

1.2

1.5

1.4

Клас/Class 3

1.2

1.1

1.4

1.3

1.6

1.5

Клас/Class 4

1.3

1.2

-

-

-

-

6.2.4.5 Опір втраті стійкості підсилених зварних оболонок

6.2.4.5 Buckling resistance of stiffened welded shells

(1) Для підсилених зварних оболонок дозволяється не проводити перевірку на вплив зварювання, якщо елементи жорсткості достатньо обмежують поперечні переміщення зварюваних панелей. В протилежному випадку застосовуються положення 6.2.4.4.

(1) Stiffened welded shells do not need to be checked against the effect of welding if stiffeners have adequate lateral restraint to welded panels. If this is not the case the provisions in 6.2.4.4 apply.

6.2.5 Проектування шляхом числового аналізу

6.2.5 Design by numerical analysis

(1) Тут можна застосувати процедуру, що наведена в 5.5 та 6.1.4 для геометрично і фізично нелінійного розрахунку з урахуванням дефектів (ГМНДР). Також розрахунок ГМНДР може бути альтернативою до методу, викладеного у 6.2.3, за умови прийняття в якості початкових геометричних недосконалостей максимальних значень допусків з 6.2.2.

(1) The procedure given in 5.5 and 6.1.4 for geometrically and materially non-linear analysis with imperfections (GMNIA) analysis may be followed. The GMNIA analysis may be performed, as an alternative to the method given in 6.2.3, by assuming as initial geometrical imperfections the maximum values of tolerances given in 6.2.2.

(2) Для зварних конструкції необхідно моделювати матеріал в зонах термічного впливу, див. 6.2.4.2, 6.2.4.3 та 6.2.4.4.

(2) For welded structures the material in the heat-affected zone should be modelled, see 6.2.4.2, 6.2.4.3 and 6.2.4.4.

7 Граничні стани за експлуатаційною придатністю

7 Serviceability limit states

7.1 Загальні положення

7.1 General

(1) Правила для граничних станів за експлуатаційною придатністю, наведені у EN 1999-1-1 також застосовуються до оболонкових конструкцій.

(1) The rules for serviceability limit states given in EN 1999-1-1 should also be applied to shell structures.

7.2 Прогини

7.2 Deflections

(1) Прогини можуть бути розраховані, виходячи з припущення про пружну поведінку конструкції.

(1) The deflections may be calculated assuming elastic behaviour.

(2) Згідно з EN 1990 – Додаток A1.4, граничні прогини мають бути визначені для кожного проекту і погоджені з замовником.

(2) With reference to EN 1990 – Annex A1.4 limits for deflections should be specified for each project and agreed with the owner of the project.

ДОДАТОК А

(ОБОВ`ЯЗКОВИЙ)

Вирази для розрахунку оболонок на втрату стійкості

ANNEX A

[NORMATIVE]

Expressions for shell buckling analysis

A.1 Непідсилені циліндричні оболонки з постійною товщиною стінки

A.1 Unstiffened cylindrical shells of constant wall thickness

A.1.1 Позначення та граничні умови

A.1.1 Notations and boundary conditions

(1) Геометричні величини (Рис. А.1):

(1) General quantities (Figure A.1):

l довжина циліндра між закріпленнями;

l cylinder length between boundaries;

r радіус серединної поверхні циліндра;

r radius of cylinder middle surface;

t товщина оболонки;

t thickness of shell:

Рисунок

A.1 –

Геометрія циліндра, мембранні та результуючі напруження

Figure

A.1 –

Cylinder geometry and membrane stresses and stress resultants

(2) Відповідні граничні умови приводяться в пунктах 5.2 та 6.2.1.

(2) The boundary conditions are set out in 5.2 and 6.2.1.

A.1.2 Меридіональний (осьовий) стиск

A.1.2 Meridional (axial) compression

(1) Циліндри дозволяється не перевіряти на меридіональний стиск при втраті стійкості, якщо задовільняється умова:

(1) Cylinders need not be checked against meridional shell buckling if they satisfy:

(A.1)

A.1.2.1 Критичні меридіональні напруження при втраті стійкості

A.1.2.1 Critical meridional buckling stresses

(1) Наступні формули справедливі тільки для оболонок із граничними умовами BC 1 або BC 2 на обох гранях.

(1) The following expressions may only be used for shells with boundary conditions BC 1 or BC 2 at both edges.

(2) Довжина сегмента оболонки характеризується параметром безрозмірної довжини :

(2) The length of the shell segment is characterized in terms of the dimensionless parameter :

(A.2)

(3) Критичне меридіональне напруження при втраті стійкості з використанням значення із Таблиці А.1, потрібно визначати як:

(3) The critical meridional buckling stress, using values of from Table A.1, should be obtained from:

(A.3)

Таблиця

А.1 –

Коефіцієнт для критичних меридіональних напружень при втраті стійкості

Table

A.1 –

Factor for critical meridional buckling stress

Довжина циліндра

Cylindrical shell

Коефіцієнт

Factor

Короткий

Short

Середній

Medium-length

Довгий

Long

але/but

значення див. Таблицю А.2

where is given in Table A.2

Таблиця

А.2 –

Параметр для врахування впливу граничних умов для довгих циліндрів

Table

A.2 –

Parameter for the effect of boundary conditions for long cylinder

Варіант

Case

Край циліндра

Cylinder end

Граничні умови

Boundary condition

1

край 1 (end 1)

край 2 (end 2)

BC 1

BC 1

6

2

край 1 (end 1)

край 2 (end 2)

BC 1

BC 2

3

3

край 1 (end 1)

край 2 (end 2)

BC 2

BC 2

1

Примітка. BC 1 включає в себе BC1f та BC1r

NOTE: BC 1 includes both BC1f and BC1r

(4) Для довгих циліндрів, визначених у Таблиці А.1, і які відповідають умовам:

(4) For long cylinders as defined in Table A.1 that satisfy the additional conditions:

(A.4)

і

and

і

and

коефіцієнт може бути обчислений також як:

the factor may alternatively be obtained by:

(A.5)

де:

where:

параметр для довгих циліндрів під дією осьового стиску, відповідно до Таблиці А.1;

is the parameter for long cylinder in axial compression according to Table A.1;

розрахункове значення меридіонального напруження ( );

is the design value of the meridional stress ();

компонента напруження, яка визначається із осьового стиску (компонента рівномірна по колу);

is the stress component from axial compression (circumferentially uniform component);

компонента напруження, яка визначається із загального згину (пікове значення змінної по колу компоненти).

is the stress component from tubular global bending (peak value of the circumferentially varying component).

A.1.2.2 Меридіональний коефіцієнт втрати стійкості

A.1.2.2 Meridional buckling parameter

(1) Коефіцієнт меридіонального дефекту потрібно визначати як:

(1) The meridional imperfection factor should be obtained from:

(A.6)

але:

but:

де:

where:

коефіцієнт меридіональної гнучкості стиснутого елемента;

is the meridional squash limit slenderness parameter;

параметр допуску по меридіональному стиску.

is the meridional compression tolerance parameter.

(2) Параметр допуску потрібно брати із Таблиці А.3 по обумовленому класу допуску. Для 4 класу допуску параметр залежить також від граничних умов, що визначаються за Таблицею 5.1.

(2) The tolerance parameter should be taken from Table A.3 for the specified tolerance class. For tolerance class 4 the tolerance parameter depends also on boundary conditions as defined in Table 5.1.

(3) Коефіцієнт сплаву і коефіцієнт меридіональної гнучкості стиснутого елемента обираються за Таблицею А.4 в залежності від класу гнучкості матеріалу, що визначається за EN 1999-1-1.

(3) The alloy factor and the meridional squash limit slenderness parameter should be taken from Table A.4 according to the material buckling class as defined in EN 1999-1-1.