Примітка. Коефіцієнти лінійного температурного розширення для використаних матеріалів наведені в додатку С.

NOTE: The coefficient of linear expansion for a selection of commonly used materials is given in annex C.

5 ТЕМПЕРАТУРНІ ЗМІНИ У БУДІВЛЯХ

5 TEMPERATURE CHANGES IN BUILDINGS

5.1 Загальні положення

5.1 General

(1) Теплові дії на будівлю, викликані кліматичними і експлуатаційними змінами температури, слід враховувати при визначенні розрахункових параметрів будівлі, якщо існує можливість перевищення граничних станів по несучій здатності, і експлуатаційній придатності внаслідок теплових переміщень і/або напружень.

(1) P Thermal actions on buildings due to climatic and operational temperature changes shall be considered in the design of buildings where there is a possibility of the ultimate or serviceability limit states being exceeded due to thermal movement and/or stresses.

Примітка 1. На об'ємні зміни і/або напруження, викликані температурними змінами, можуть впливати:

a) затінювання сусідніми будівлями;

b) застосування різних матеріалів з різними коефіцієнтами температурного розширення і теплопровідністю;

c) застосування різних форм поперечного перерізу з різними рівномірно розподіленими температурами.

NOTE 1: Volume changes and/or stresses due to temperature changes may also be influenced by:

a) shading of adjacent buildings,

b) use of different materials with different thermal expansion coefficients and heat transfer,

c) use of different shapes of cross-section with different uniform temperature.

Примітка 2. На зміни об'єму елементу конструкції можуть також впливати вологість та інші умови довкілля.

NOTE 2: Moisture and other environmental factors may also affect the volume changes of elements.

5.2 Визначення температури

5.2 Determination of temperatures

(1) Теплові впливи на будівлі, викликані кліматичними і експлуатаційними змінами температури, визначаються відповідно до вимог даного стандарту з урахуванням національних (регіональних) відомостей.

(1) Thermal actions on buildings due to climatic and operational temperature changes should be determined in accordance with the principles and rules provided in this Section taking into account national (regional) data and experience.

(2) Кліматичні ефекти слід визначати з урахуванням коливання температури зовнішнього повітря і сонячного випромінювання. В окремих випадках для конкретного проекту встановлюють експлуатаційні навантаження (наприклад, обігрів, технологічні і виробничі процеси).

(2) The climatic effects shall be determined by considering the variation of shade air temperature and solar radiation. Operational effects (due to heating, technological or industrial processes) shall be considered in accordance with the particular project.

(3) Відповідно до складових температури, вказаних в розділі 4, встановлюють кліматичні і експлуатаційні коливання температури, що впливають на елемент конструкції, застосовуючи наступні параметри:

a) складову рівномірно розподіленої температури, , визначену як різницю між середнім значенням температури елементу і його початковою температурою ;

b) складову лінійного температурного перепаду, визначену різницею температури між зовнішньою і внутрішньою стороною перерізу або між поверхнями окремих шарів;

c) різниця температури для різних частин конструкції, визначену різницею середніх значень температури цих частин.

(3) In accordance with the temperature components given in Section 4, climatic and operational thermal actions on a structural element shall be specified using the following basic quantities:

a) uniform temperature component given by the difference between the average temperature of an element and its initial temperature .

b) linearly varying temperature component given by the difference between the temperatures on the outer and inner surfaces of a cross section, or on the surfaces of individual layers.

c) temperature difference of different parts of a structure given by the difference of average temperatures of these parts.

Примітка. Значення та допускається вказувати для конкретного проекту.

NOTE: Values of and may be provided for the particular project.

(4) При необхідності, окрім , і , у відповідних проектах (наприклад, опори або кріплення елементів конструкції і фасадних несучих елементів) слід враховувати локальні ефекти теплових дій. Для цього встановлюють відповідний опис теплових дій з урахуванням положення будівлі і особливостей її конструкції (деталей).

(4) In addition to , and , local effects of thermal actions should be considered where relevant (e.g. at supports or fixings of structural and cladding elements). Adequate representation of thermal actions should be defined taking into account the location of the building and structural detailing.

(5) Складову рівномірно розподіленої температури несучого елементу конструкції визначають таким чином:

(5) The uniform temperature component of a structural element is defined as:

(5.1)

де – середнє значення температури елементу конструкції, викликане кліматичними температурами зимою або літом і експлуатаційними температурами.

where: is an average temperature of a structural element due to climatic temperatures in winter or summer season and due to operational temperatures.

(6) Значення , , і визначають відповідно до встановлених в 5.3 правил з урахуванням регіональних даних. За відсутності регіональних даних допускається застосовувати правила згідно 5.3.

(6) The quantities , , , and should be determined in accordance with the principles provided in 5.3 using regional data. When regional data are not available the rules in 5.3 may be applied.

5.3 Визначення температурних профілів

5.3 Determination of temperature profiles

(1) Температуру у формулі (5.1) слід визначати як середню температуру елементу конструкції взимку або влітку з використанням температурного профілю. У разі багатошарових елементів, є середньою температурою окремого шару.

(1) The temperature in Expression (5.1) should be determined as the average temperature of a structural element in winter or summer using a temperature profile. In the case of a sandwich element is the average temperature of a particular layer.

Примітка 1. Методи теорії теплопровідності наведені в додатку D.

NOTE 1: Methods of the thermal transmission theory are indicated in annex D.

Примітка 2. Якщо елементи конструкції мають тільки один шар і умови довкілля на обох сторонах однакові, то допускається визначати як середнє значення внутрішньої і зовнішньої температури повітря та .

NOTE 2: When elements of one layer are considered and when the environmental conditions on both sides are similar, may be approximately determined as the average of inner and outer environment temperature and .

(2) Температуру внутрішнього повітря визначають за таблицею 5.1. Температуру зовнішнього повітря визначають по:

(2) The temperature of the inner environment, , should be determined in accordance with Table 5.1. The temperature of the outer environment, , should be determined in accordance with:

a) Table 5.2 for parts located above ground level

Примітка. Температура , що наведена в таблиці 5.2 в літній період залежить від теплопоглинальної здатності і орієнтації поверхні споруди або елементу конструкції таким чином:

NOTE: The temperatures for the summer season as indicated in Table 5.2 are

Таблиця

5.1 –

Температура внутрішнього повітря

Table

5.1 –

Indicative temperatures of inner environment

Пора року

Season

Температура

Літо

Summer

Зима

Winter

Примітка. Значення і допускається приймати згідно національного додатку. За відсутності даних рекомендовані наступні значення: = 20 і = 25 .

Таблиця

5.2 –

Температура для елементів над рівнем землі

Table

5.2 –

Indicative temperatures for buildings above the ground level

Пора року

Season

Основні фактори

Significant factor

Температура

Літо

Summer

Відносна адсорбція в залежності від поверхні та її кольору

Relative absorptivity depending on surface colour

0,5

Яскрава світла поверхня

bright light surface

+

0,7

Світло-кольорова поверхня

light coloured surface

+

0,9

Темна поверхня

dark surface

+

Зима

Winter

Примітка. Значення максимальної температури зовнішнього повітря мінімальної температури зовнішнього повітря а також температурні впливи сонячного випромінювання ; ; і допускається встановлювати згідно національного додатку. При відсутності для областей між широтою 45N і 55N рекомендується приймати значення: = 0°C, = 2°C, і = 4°C – для елементів з напрямом на північний схід; T₃ = 18°C, = 30°C, і = 42°C для південно західного напряму або горизонтально розміщених елементів.

Таблиця

5.3 –

Температура для елементів нижче рівня землі

Table

5.3 –

Indicative temperatures for underground parts of buildings

Пора року

Season

Глибина нижче рівня землі

Depth below the ground level

Температура

Літо

Summer

Менше ніж 1 м

Less than 1m

Більше ніж 1 м

More than 1m

Зима

Winter

Менше ніж 1 м

Less than 1m

Більше ніж 1 м

More than 1m

Примітка. Значення , , і допускається приймати згідно національного додатку. При відсутності значень для областей між широтою 45°N і 55°N рекомендовано приймати = 8°C, = 5°C, = -5°C і = -3°C.

6 ТЕМПЕРАТУРНІ ЗМІНИ В МОСТАХ

6 TEMPERATURE CHANGES IN BRIDGES

6.1 Конструкція прогонової будови моста

6.1 Bridge decks

6.1.1 Типи прогонних будов моста

6.1.1 Bridge deck types

(1) У даному стандарті прогонні частини моста підрозділяються таким чином:

Тип 1 Сталеві конструкції: - сталева балка коробчатого перерізу;

- сталева в’язь або двутаврова балка з суцільною стінкою.

Тип 2 Складена конструкція

Тип 3 Бетонна конструкція: - бетонна плита;

- бетонна балка;

- балка коробчатого перерізу

(1) For the purposes of this Part, bridge decks are grouped as follows:

Type 1 Steel deck: - steel box girder

- steel truss or plate girder

Type 2 Composite deck

Type 3 Concrete deck: - concrete slab

- concrete beam

- concrete box girder

Примітка 1. Див. рисунок 6.2.

Примітка 2. В національному додатку допускається встановлювати інші значення складових рівномірно розподіленої температури і температурного перепаду для інших типів мостів.

NOTE 1: See also Figure 6.2.

NOTE 2: The National Annex may specify values of the uniform temperature component and the temperature difference component for other types of bridges.

6.1.2 Аналіз теплових дій

6.1.2 Consideration of thermal actions

(1) Необхідно зазначати теплові дії як складову рівномірно розподіленої температури (див. 6.1.3) і складову температурного перепаду (див. 6.1.4).

(1) Representative values of thermal actions should be assessed by the uniform temperature component (see 6.1.3) and the temperature difference components (see 6.1.4).

(2) Складова температурного перепаду по вертикалі, згідно з 6.1.4, включає нелінійну складову, див. 4(3). Застосовують або метод 1 (див. 6.1.4.1), або метод 2 (див. 6.1.4.2).

(2) The vertical temperature difference component given in 6.1.4 should generally include the non - linear component, see 4(3). Either Approach 1 (see 6.1.4.1) or Approach 2 (see 6.1.4.2) should be used.

Примітка. Вибір методу в конкретній країні встановлюється в національному додатку.

NOTE: The selection of the approach to be used in a Country may be found in its National Annex.

(3) При врахуванні температурного перепаду по горизонталі допускається застосовувати складову лінійного температурного перепаду, якщо відсутні інші дані (див. 6.1.4.3).

(3) Where a horizontal temperature difference needs to be considered a linear temperature difference component may be assumed in the absence of other information (see 6.1.4.3).

6.1.3 Складова рівномірно розподіленої температури

6.1.3 Uniform temperature component

6.1.3.1 Загальні положення

6.1.3.1 General

(1) Складова рівномірно розподіле−ної температури залежить від мінімальної і максимальної температур, яких досягає міст. В результаті формується ділянка рівномірних температурних змін, що викликають в незакріпленій конструкції зміни довжини елементів.

(1) The uniform temperature component depends on the minimum and maximum temperature which a bridge will achieve. This results in a range of uniform temperature changes which, in an unrestrained structure would result in a change in element length.

(2) Ефекти, що підлягають визначенню:

– обмеження, які пов'язані з подовженням або укороченням залежно від типу конструкції (наприклад, портальна рама, арка, еластомерна опора);

– тертя в роликових опорах або опорах ковзання;

– нелінійні геометричні ефекти (ефекти другого роду);

– для залізничних мостів ефекти взаємодії між рейковою колією і мостом через коливання температури здатні викликати в прогонних будовах і в рейках додаткові горизонтальні зусилля в опорах (і додаткові зусилля в рейках).

(2) The following effects should be taken into account where relevant:

– Restraint of associated expansion or contraction due to the type of construction

(e.g. portal frame, arch, elastomeric bearings);

– Friction at roller or sliding bearings;

– Non-linear geometric effects (2nd order effects);

– For railway bridges the interaction effects between the track and the bridge due to the variation of the temperature of the deck and of the rails may induce supplementary horizontal forces in the bearings (and supplementary forces in the rails).

Примітка. Додаткову інформацію див. у
EN 1991-2.

NOTE: For more information, see EN 1991-2.

(3)P Мінімальну температуру зовнішнього повітря і максимальну температуру зовнішнього повітря для майданчика, де зводиться споруда, слід визначати по ізотермах згідно з 6.1.3.2.

(3)P Minimum shade air temperature () and maximum shade air temperature () for the site shall be derived from isotherms in accordance with 6.1.3.2.

(4) Мінімальна і максимальна складова рівномірно розподіленої температури моста і має бути визначена.

(4) The minimum and maximum uniform bridge temperature components and should be determined.

Примітка. Мінімальну і максимальну складову рівномірно розподіленої температури моста і допускається встановлювати в національному додатку. На рисунку 6.1 вказані рекомендовані значення.

NOTE: The National Annex may specify and

Рисунок

6.1 −

Кореляція між мінімальною/ максимальною температурою зовнішнього повітря (/) і мінімальною/максимальною складовою рівномірно розподіленої температури для мостів (/)

Примітка 1. Значення на рисунку 6.1 базуються на добових коливаннях температури в 10 ^oC. Такий діапазон температур для більшості країн можна вважати достатнім.

NOTE 1: The values in Figure 6.1 are based on daily temperature ranges of 10 ^oC. Such a range may be considered appropriate for most Member States.

Примітка 2. Максимальні значення для сталевих гратчастих конструкцій типу 1 допускається зменшити на 3 ^oC.

NOTE 2: For steel truss and plate girders the maximum values given for type 1 may be reduced by 3 ^oC.

6.1.3.2 Температура зовнішнього повітря

6.1.3.2 Shade air temperature

(1) Характеристичні значення мінімальної і максимальної температури зовнішнього повітря визначають для географічного положення споруди по національних картах ізотерм.

(1) Characteristic values of minimum and maximum shade air temperatures for the site location shall be obtained, e.g. from national maps of isotherms.

Примітка. Інформацію (наприклад, карти ізотерм) про мінімальну і максимальну температуру зовнішнього повітря, використану в конкретній країні, допускається встановлювати в національному додатку.

NOTE: Information (e.g. maps of isotherms) on minimum and maximum shade air temperatures to be used in a Country may be found in its National Annex.

(2) Ці характеристичні значення повинні визначати температуру зовнішнього повітря для середньої висоти над рівнем моря відкритої місцевості з річною вірогідністю перевищення 0,02. Для іншої річної вірогідності перевищення (відрізняється від 0,02), висоти місцевості над рівнем моря і місцевих умов (наприклад, скупчення холодного повітря в низинах) значення допускається коригувати відповідно до додатку А.

(2) These characteristic values should represent shade air temperatures for mean sea level in open country with an annual probability of being exceeded of 0,02. For other annual probabilities of being exceeded ( other than 0,02),height above sea level and local conditions (e.g. frost pockets) the values should be adjusted in accordance with annex A.

(3) Якщо річна вірогідність перевищення 0,02 не відповідає мінімальній і максимальній температурі зовнішнього повітря, значення коригують відповідно до додатка А.

(3) Where an annual probability of being exceeded of 0,02is deemed inappropriate the minimum shade air temperatures and the maximum shade air temperatures should be modified in accordance with annex A.

6.1.3.3 Діапазон однорідного температурного компонента моста

6.1.3.3 Range of uniform bridge temperature component

(1) Значення мінімальної і максимальної складової рівномірно розподіленої температури мостів для визначення вимушених зусиль слід визначати залежно від мінімальної і максимальної температури зовнішнього повітря (див. 6.1.3.1(3) і 6.1.3.1(4)).

(1) The values of minimum and maximum uniform bridge temperature components for restraining forces shall be derived from the minimum () and maximum () shade air temperatures (see 6.1.3.1(3) and 6.1.3.1(4)).

(2) Початкову температуру моста , у момент часу, коли відбувається замикання елементів конструкції, допускається приймати відповідно до додатка А: для розрахунку укорочення довжини елементів на основі мінімальної складової рівномірно розподіленої температури і подовження на основі максимальної складової рівномірно розподіленої температури.

(2) The initial bridge temperature at the time that the structure is restrained may be taken from annex A for calculating contraction down to the minimum uniform bridge temperature component and expansion up to the maximum uniform bridge temperature component.

(3) Характеристичне значення максимального звуження діапазону складової рівномірно розподіленої температури моста слід прийняти як:

(3) Thus the characteristic value of the maximum contraction range of the uniform bridge temperature component, should be taken as

= – (6.1)

і характеристичне значення максимального розширення діапазону складової рівномірно розподіленої температури моста слід приймати як:

and the characteristic value of the maximum expansion range of the uniform bridge temperature component, should be taken as

= – (6.2)

Примітка 1. Загальний діапазон коливань складової рівномірно розподіленої температури моста складає

NOTE 1: The overall range of the uniform bridge temperature component is

Примітка 2. За відсутності інших вимог для опор і вузлів розширення мостів в національному додатку допускається встановлювати діапазон максимального збільшення однорідної температурної складової і діапазон максимального зменшення однорідної температури складової мостів. Рекомендованими значеннями є , + 20 ^oC і _, + 20 ^oC. Якщо температура, при якій застосовуються опори і шви розширення, встановлена, рекомендованими значеннями є _, + 10 ^oC і _,+ 10 ^oC.

NOTE 2: For bearings and expansion joints the National Annex may specify the maximum expansion range of the uniform bridge temperature component, and the maximum contraction range of the uniform bridge temperature component, if no other provisions are required. The recommended values are , + 20 ^oC and ∆Т_{N, con,} + 20 ^oC. If the temperature at which the bearings and expansion joints are set is specified, then the

Примітка 3. Для розрахунку параметрів опор і вузлів розширення в додатку С вказані значення коефіцієнтів розширення. Таблицю С. 1 допускається коригувати, якщо альтернативні значення підтверджені випробуваннями і додатковими уточнювальними дослідженнями.

NOTE 3: For the design of bearings and expansion joints, the values of the coefficient of expansion given in annex C, Table C.1 may be modified if alternative values have been verified by tests or more detailed studies.

6.1.4 Складові температурного перепаду

6.1.4 Temperature difference components

(1) Впродовж встановленого періоду часу нагрів і охолодження верхньої поверхні прогонної конструкції моста викликає максимальну зміну температури внаслідок нагріву (верхня сторона тепліша) і максимальну зміну температури внаслідок охолодження (нижня сторона тепліша).

(1) Over a prescribed time period heating and cooling of a bridge deck's upper surface will result in a maximum heating (top surface warmer) and a maximum cooling (bottom surface warmer) temperature variation.

(2) Температурний перепад по вертикалі в межах конструкції може викликати ефекти у виді:

– обмеження вільного вигину через форму конструкції (наприклад, портальна рама, нерозрізна балка і так далі);

– тертя в роликових опорах або опорах ковзання;

– нелінійних геометричних ефектів (ефекти другого роду).

(2) The vertical temperature difference may produce effects within a structure due to:

– Restraint of free curvature due to the form of the structure (e.g. portal frame continuous beams etc.);

– Friction at rotational bearings;

– Non - linear geometric effects (2nd order effects).

(3) У випадку консольних конструкцій може знадобитися при їх об'єднанні враховувати початковий перепад температур.

(3) In the case of cantilever construction an initial temperature difference may need to be taken into account at the closure of the cantilever.

6.1.4.1 Складові лінійного температурного перепаду по вертикалі (метод 1)

6.1.4.1 Vertical linear component (Approach 1)

(1) Ефекти від температурного перепаду по вертикалі слід розглядати, використовуючи еквівалентну складову лінійного температурного перепаду (див 6.1.2(2)) з і . Ці значення повинні застосовуватися між верхньою і нижньою сторонами прогонової конструкції моста.

(1) The effect of vertical temperature differences should be considered by using an equivalent linear temperature difference component (see 6.1.2(2)) with and . These values should be applied between the top and the bottom of the bridge deck.

Примітка. Значення і _,використані в конкретній країні, встановлюються в національному додатку. Значення і _,в таблиці 6.1 є рекомендованими.

NOTE: Values of and to be used in a Country may be found in its National Annex. Recommended values for and are given in Table 6.1.

6.1.4.2 Вертикальні складові температури з нелінійними ефектами (метод 2)

6.1.4.2 Vertical temperature components with non - linear effects (Approach 2)

(1) Ефект вертикальних температурних відмінностей треба розглядати, враховуючи нелінійну складову температурної різниці (див. 6.1.2.2).

(1) The effect of the vertical temperature differences should be considered by including a non-linear temperature difference component (see 6.1.2.2).