Страница 3: ДСТУ-Н Б EN 1993-1-5:20ХХ. Проектування сталевих конструкцій. Частина 1-5. Пластинчасті конструктивні елементи (60054)

2 Основи проектування і моделювання

2 Basis of design and modelling

2.1 Загальні положення

2.1 General

(1)Р Вплив ефекту зсувного запізнювання і втрата стійкості пластини мають бути враховані при розрахунку несучої здатності або втомної міцності за граничними станами.

(1)P The effects of shear lag and plate buckling shall be taken into account at the ultimate, serviceability or fatigue limit states.

Примітка. Використані в цьому стандарті часткові коефіцієнти безпеки та вказані для різних сфер застосування в Національних додатках
EN 1993-1 – EN 1993-6.

NOTE: Partial factors and used in this part are defined for different applications in the National Annexes of EN 1993-1 to EN 1993-6.

2.2 Методика визначення ефективної ширини при статичному розрахунку

2.2 Effective width models for global analysis

(1)Р Вплив ефекту зсувного запізнювання і втрати стійкості на жорсткість елементів і з'єднань повинен враховуватися при статичному розрахунку конструкції.

(1)P The effects of shear lag and of plate buckling on the stiffness of members and joints shall be taken into account in the global analysis.

(2) Вплив ефекту зсувного запізнювання поясів при статичному розрахунку конструкції враховується з використанням в розрахунку ефективної^s ширини. Для спрощення ефективна^s ширина може бути прийнята постійною по всій довжині прогону.

(2) The effects of shear lag of flanges in global analysis may be taken into account by the use of an effective^s width. For simplicity this effective^s width may be assumed to be uniform over the length of the span.

(3) У нерозрізних балках для кожного прогону ефективна^s ширина поясів повинна прийматися меншою за ширину поясу, у тому числі і на ділянці довжини прогону від кожної опори, де – прогін або подвійна довжина консолі.

(3) For each span of a member the effective^s width of flanges should be taken as the lesser of the full width and per side of the web, where is the span or twice the distance from the support to the end of a cantilever.

(4) Вплив ефекту втрати стійкості пластини при статичному розрахунку в пружній стадії враховується з використанням в розрахунку ефективної^p площі поперечного перерізу, на яку діють стискаючі зусилля (див. 4.3).

(4) The effects of plate buckling in elastic global analysis may be taken into account by effective^p cross sectional areas of the elements in compression, see 4.3.

(5) При статичному розрахунку конструкції вплив ефекту втрати стійкості пластин ігнорується, якщо ефективна^p площа поперечного перерізу стиснутого елементу перевищує значення , помножене на площу поперечного перерізу брутто цього елементу.

(5) For global analysis the effect of plate buckling on the stiffness may be ignored when the effective^p cross-sectional area of an element in compression is larger than times the gross cross-sectional area of the same element.

Примітка 1. Граничне значення може бути вказано в Національному додатку. Рекомендоване значення .

NOTE 1: The parameter may be given in the National Annex. The value is recommended.

Примітка 2. Вказівки щодо визначення жорсткості для випадку, коли вимога (5) не дотримується, див. в додатку Е.

NOTE 2: For determining the stiffness when (5) is not fulfilled, see Annex E.

2.3 Втрата стійкості пластин елементів постійного поперечного перерізу

2.3 Plate buckling effects on uniform members

(1) Методи визначення ефективної^p ширини при дії нормального напруження, методи визначення несучої здатності при втраті стійкості від зсуву і при втраті стійкості внаслідок дії поперечних навантажень, а також при їх спільній дії в граничному стані можуть бути використані, якщо дотримуються наступні умови:

– панелі пластин прямокутні і пояси проходять паралельно;

– діаметр непідсилених отворів або вирізів не повинен перевищувати ,
де – ширина панелі пластин.

(1) Effective^p width models for direct stresses, resistance models for shear buckling and buckling due to transverse loads as well as interactions between these models for determining the resistance of uniform members at the ultimate limit state may be used when the following conditions apply:

– panels are rectangular and flanges are parallel;

– the diameter of any unstiffened open hole or cut out does not exceed , where is the width of the panel.

Примітка. Правилами допускається також застосовувати не прямокутні панелі пластин, якщо для кута (див. рисунок 2.1) справедлива умова . Якщо , то в якості панелі пластини допускається приймати умовну прямокутну панель із більшим з двох розмірів і пластини.

NOTE: The rules may apply to non rectangular panels provided the angle (see Figure 2.1) is not greater than 10 degrees. If exceeds , panels may be assessed assuming it to be a rectangular panel based on the larger of and of the panel.

Рисунок

2.1 –

Визначення кута

Figure

2.1 –

Definition of angle

(2) При розрахунку несучої здатності і втомної міцності ефективна^s площа перерізу приймається у випадках, коли виконуються умови, наведені в 3.1. При розрахунку за граничними станами ефективна площа перерізу приймається згідно з 3.3, замінюючи на .

(2) For the calculation of stresses at the serviceability and fatigue limit state the effective^s area may be used if the condition in 3.1 is fulfilled. For ultimate limit states the effective area according to 3.3 should be used with replaced by .

2.4 Методика розрахунку по приведеному напруженню

2.4 Reduced stress method

(1) В якості альтернативи використанню методики визначення ефективної^p ширини при визначенні нормального напруження, згідно з вимогами розділів 4 – 7, поперечні перерізи можуть бути прийняті як для перерізів класу 3, якщо нормальне напруження для кожної панелі не перевищує граничних значень, визначених відповідно до розділу 10.

(1) As an alternative to the use of the effective^p width models for direct stresses given in sections 4 to 7, the cross sections may be assumed to be class 3 sections provided that the stresses in each panel do not exceed the limits specified in section 10.

Примітка. Методика розрахунку за приведеним напруженням для окремих пластинчастих елементів відповідає методу розрахунку з ефективною^р шириною (див. 2.3). Проте при перевірках напруження не враховується зменшення навантаження між пластинчастими елементами в поперечному перерізі.

NOTE: The reduced stress method is analogous to the effective^p width method (see 2.3) for single plated elements. However, in verifying the stress limitations no load shedding has been assumed between the plated elements of the cross section.

2.5 Елементи конструкцій зі змінним перерізом

2.5 Non uniform members

(1) В елементах конструкцій зі змінним перерізом (елементи з вутами, панелі з непаралельними поясами) або елементах конструкції з регулярними або нерегулярними великими отворами допускається застосовувати метод скінченних елементів.

(1) Non uniform members (e.g. haunched members, non rectangular panels) or members with regular or irregular large openings may be analysed using Finite Element (FE) methods.

Примітка 1. В додатку В наведені вказівки для елементів конструкцій зі змінним перерізом.

Примітка 2. В додатку C наведені вказівки до розрахунку за методом скінченних елементів (МСЕ).

NOTE 1: See Annex B for non uniform members.

NOTE 2: For FE-calculations see Annex C.

2.6 Елементи конструкцій з гофрованими стінками

2.6 Members with corrugated webs

(1) При розрахунку елементів конструкцій з гофрованими стінками, як правило, згинальна жорсткість залежить тільки від поясів, стінки сприймають лише зусилля зсуву і поперечні навантаження.

(1) For members with corrugated webs, the bending stiffness should be based on the flanges only and webs should be considered to transfer shear and transverse loads.

Примітка. В додатку D наведені правила визначення розрахункових параметрів за втратою стійкості стиснутих поясів і за несучою здатністю стінки при зсуві.

NOTE: For plate buckling resistance of flanges in compression and the shear resistance of webs see Annex D.

3 Врахування ефекту зсувного запізнювання при розрахунку елементів

3 Shear lag in member design

3.1 Загальні положення

3.1 General

(1) В поясах допускається не враховувати ефект зсувного запізнювання, якщо виконана умова . Для частин поясів з односторонньою опорою ширина поясу відповідає наявній ширині поясу, для частин поясу з двосторонньою опорою дорівнює половині ширини поясу. Довжина дорівнює відстані між нульовими точками діючих моментів, див. 3.2.1(2).

(1) Shear lag in flanges may be neglected if where is taken as the flange outstand or half the width of an internal element and is the length between points of zero bending moment, see 3.2.1(2).

(2) Якщо вказана в (1) умова для не виконується, то при оцінці несучої здатності і втомної міцності матеріалу, необхідно враховувати вплив зсувного запізнювання поясів, для цього визначають ефективну^s ширину згідно з 3.2.1 і використовують розподіл напруження згідно з 3.2.2. При оцінці несучої здатності в граничному стані допускається застосовувати ефективну площу згідно
з 3.3.

(2) Where the above limit for is exceeded the effects due to shear lag in flanges should be considered at serviceability and fatigue limit state verifications by the use of an effective^s width according to 3.2.1 and a stress distribution according to 3.2.2. For the ultimate limit state verification an effective area according to 3.3 may be used.

(3) Напруження в стінці внаслідок локального прикладання навантаження в рівні поясу визначають згідно з 3.2.3.

(3) Stresses due to patch loading in the web applied at the flange level should be determined from 3.2.3.

3.2 Визначення ефективної^sширини при зсувному запізнюванні в пружній стадії

3.2 Effective^swidth for elastic shear lag

3.2.1 Ефективна ширина

3.2.1 Effective width

(1) Ефективну^s ширину при врахуванні зсувного запізнювання в пружній стадії, як правило, визначають за формулою:

(1) The effective^s width for shear lag under elastic conditions should be determined from:

(3.1)

де ефективний^s коефіцієнт вказаний в таблиці 3.1. Ця ефективна ширина може застосовуватися при оцінці експлуатаційної придатності і втомної міцності в граничному стані.

where the effective^s factor is given in Table 3.1.This effective width may be relevant for serviceability and fatigue limit states.

(2) Якщо суміжні прогони відрізняються не більше ніж на 50 % або довжина консолей складає не більше 50 % примикаючого прогону, то ефективну довжину допускається визначати згідно рис. 3.1. В інших випадках оцінюють як відстань між двома нульовими точками діючих моментів.

(2) Provided adjacent spans do not differ more than 50 % and any cantilever span is not larger than half the adjacent span the effective lengths may be determined from Figure 3.1. For all other cases should be taken as the distance between adjacent points of zero bending moment.

Рисунок

3.1 –

Ефективна довжина для нерозрізних балок і розподіл ефективної^s ширини

Figure

3.1 –

Effective length for continuous beam and distribution of effective^s width

1 – нависання при обпиранні на одну сторону;

2 – нависання при обпиранні на дві сторони;

3 – товщина листа ;

4 – поздовжні елементи жорсткості з

1 for flange outstand

2 for internal flange

3 plate thickness

Рисунок

3.2 –

Визначення ефективної ширини

Figure

3.2 –

Notations for shear lag

Таблиця

3.1 –

Понижуючий коефіцієнт для ефективної^s ширини

Table

3.1 –

Effective^swidth factor

Місце розташування

Verification

Значення

-value

У прогоні балки

Sagging bending

Біля опори балки

Hogging bending

У прогоні балки

Sagging bending

Біля опори балки Hogging bending

Усі (all )

Кінцева опора балки

End support

Усі (all )

Консоль балки

Cantilever

– на опорі і на кінці консолі (at support and at the end)

при (with)

де – площа перерізу усіх поздовжніх елементів жорсткості в межах ширини . Інші позначення вказані на рисунках 3.1 і 3.2.

in which is the area of all longitudinal stiffeners within the width and other symbols are as defined in Figure 3.1 and Figure 3.2.

3.2.2 Розподіл напруження з урахуванням ефекту зсувного запізнювання

3.2.2 Stress distribution due to shear lag

(1) Для врахування ефекту зсувного запізнювання, як правило, застосовують розподіл нормального напруження в поясі згідно з рисунком 3.3.

(1) The distribution of longitudinal stresses across the flange plate due to shear lag should be obtained from Figure 3.3.