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

Рисунок

4.1 –

Перерізи класу 4 – дія осьових сил

Figure

4.1 –

Class 4 cross-sections – axial force

Переріз брутто

Gross cross section

Ефективний переріз

Effective cross section

G - центр тяжіння перерізу брутто;

G´ - центр тяжіння ефективного перерізу;

1 - вісь центру тяжіння перерізу брутто;

2 - вісь центру тяжіння ефективного перерізу;

3 - неефективні ділянки перерізу (ділянки перерізи, для яких місцева стійкість не забезпечена)

G centroid of the gross cross section

G´ centroid of the effective cross section

1 centroidal axis of the gross cross section

2 centroidal axis of the effective cross section

3 non effective zone

Рисунок

4.2 –

Перерізи класу 4 – дія згинальних моментів

Figure

4.2 –

Class 4 cross-sections – bending moment

4.4 Пластинчасті елементи без поздовжніх елементів жорсткості

4.4 Plate elements without longitudinal stiffeners

(1) Ефективні^p площі пластин стиснутих елементів з двостороннім закріпленням по краях повинні визначатися з використанням таблиці 4.1, а для пластин з одностороннім закріпленням (звиси листа) – таблиці 4.2. Ефективна^p площа стиснутої зони листа з поперечною площею перерізу брутто , як правило, визначається за формулою:

(1) The effective^p areas of flat compression elements should be obtained using Table 4.1 for internal elements and Table 4.2 for outstand elements. The effective^p area of the compression zone of a plate with the gross cross-sectional area should be obtained from:

(4.1)

де – понижуючий коефіцієнт при втраті стійкості пластини.

where is the reduction factor for plate buckling.

(2) При цьому допускається приймати за формулами:

– для стиснутої пластини з двостороннім закріпленням:

(2) The reduction factor may be taken as follows:

– internal compression elements:

для (for)

для (for) , де (where) ;

(4.2)

– для стиснутої пластини з одностороннім закріпленням (звис листа):

– outstand compression elements:

для (for)

для (for)

де (where): ,

(4.3)

– відношення напруження, яке визначається згідно з 4.4(3) і 4.4(4);

– розрахункова ширина пластини приймається наступною (позначення див. в таблиці 5.2 EN 1993-1-1):

– для стінки;

– для елементів поясів з двостороннім закріпленням (окрім прямокутних порожнистих профілів);

– для поясів прямокутних порожнистих профілів;

– для звисів поясів з одностороннім закріпленням;

– для рівнополичних кутиків;

– для нерівнополичних кутиків;

– коефіцієнт, що враховує втрату стійкості залежно від відношення напруження по краях пластини і умов їх закріплення. Для довгих пластин значення коефіцієнта вказані в таблиці 4.1 або таблиці 4.2;

– товщина листа;

– пружне критичне напруження втрати стійкості (див. формулу (А.1) в А.1(2) і таблиці 4.1, 4.2);

is the stress ratio determined in accordance with 4.4(3) and 4.4(4)

is the appropriate width to be taken as follows (for definitions, see Table 5.2 of
EN 1993-1-1)

for webs;

for internal flange elements (except RHS);

for flanges of RHS;

for outstand flanges;

for equal-leg angles;

for unequal-leg angles;

is the buckling factor corresponding to the stress ratio and boundary conditions. For long plates is given in Table 4.1 or Table 4.2 as appropriate;

is the thickness;

is the elastic critical plate buckling stress see equation (A.1) in Annex A.1(2) and Table 4.1 and Table 4.2;

(3) Для поясів двотаврових перерізів і коробчастих балок коефіцієнт відношення напруження , прийнятий в таблицях 4.1 та 4.2, є основою для визначення характеристик поперечного перерізу брутто, які обов'язково повинні прийматися в розрахунку поясів при врахуванні ефекту зсувного запізнювання, якщо це доцільно. Для стінки визначають відношення напруження згідно таблиці 4.1 з урахуванням розподілу напруження, який визначається за ефективною шириною стиснутого поясу і перерізу брутто стінки.

(3) For flange elements of I-sections and box girders the stress ratio used in Table 4.1 and Table 4.2 should be based on the properties of the gross cross-sectional area, due allowance being made for shear lag in the flanges if relevant. For web elements the stress ratio used in Table 4.1 should be obtained using a stress distribution based on the effective area of the compression flange and the gross area of the web.

Примітка. Якщо на різних стадіях будівництва розподіл напружень міняється (наприклад, в комбінованих мостах), спочатку допускається розраховувати напруження для перерізу, який складається з ефективних площ поясів і перерізів брутто стінки. З отриманим при цьому розподілом напруження визначають ефективну площу перерізу стінки, яка потім застосовується на всіх стадіях остаточного розрахунку.

NOTE: If the stress distribution results from different stages of construction (as e.g. in a composite bridge) the stresses from the various stages may first be calculated with a cross section consisting of effective flanges and gross web and these stresses are added together. This resulting stress distribution determines an effective web section that can be used for all stages to calculate the final stress distribution for stress analysis.

(4) З обмеженням, вказаним в 4.4(5), умовну гнучкість пластини допускається замінити на:

(4) Except as given in 4.4(5), the plate slenderness  of an element may be replaced by:

(4.4)

де – найбільше розрахункове значення стискуючих напружень в елементі, визначене з врахуванням ефективного^p поперечного перерізу при всіх одночасно діючих навантаженнях.

where is the maximum design compressive stress in the element determined using the effective^p area of the section caused by all simultaneous actions.

Примітка 1. Цей метод вимагає ітеративного розрахунку, в якому відношення напруження (див. таблиці 4.1 та 4.2) повторно визначається на кожному етапі розподілу напруження з ефективним^p перерізом попереднього ітеративного кроку.

Примітка 2. Альтернативний метод вказаний в додатку Е.

NOTE 1: The above procedure is conservative and requires an iterative calculation in which the stress ratio (see Table 4.1 and Table 4.2) is determined at each step from the stresses calculated on the effective^p cross-section defined at the end of the previous step.

NOTE 2: See also alternative procedure in Annex E.

(5) При проектуванні перевірку несучої здатності при втраті стійкості елементів конструкції класу 4 виконують, використовуючи EN 1993-1-1 6.3.1, 6.3.2 або 6.3.4, умовну гнучкість або з , де визначається за розрахунком 2-го порядку з врахуванням наявної недосконалості.

(5) For the verification of the design buckling resistance of a class 4 member using 6.3.1, 6.3.2 or 6.3.4 of EN 1993-1-1, either the plate slenderness or with based on second order analysis with global imperfections should be used.

(6) При відношенні сторін пластини можлива втрата стійкості стержня, перевірка повинна бути виконана відповідно до 4.5.4 з використанням понижуючого коефіцієнта .

(6) For aspect ratios a column type of buckling may occur and the check should be performed according to 4.5.4 using the reduction factor .

Примітка. Це стосується у тому числі і пластинок між поперечними елементами жорсткості, де втрата стійкості пластини порівняна з втратою стійкості стержня і вимагає застосування понижуючого коефіцієнта для (рисунок 4.3 а) і b)). Для пластин з поздовжніми елементами жорсткості втрата стійкості стержня може також мати місце для (див. рисунок 4.3 с)).

NOTE: This applies e.g. for flat elements between transverse stiffeners where plate buckling could be column-like and require a reduction factor close to as for column buckling, see Figure 4.3 a) and b). For plates with longitudinal stiffeners column type buckling may also occur for , see Figure 4.3 c).

a) випучення пластини без закріплення по краях в поздовжньому напрямі

a) column-like behaviour of plates without longitudinal supports

b) випучення пластини без елементів жорсткості із закріпленням по краях в поздовжньому напрямі з малим відношенням сторін

b) column-like behaviour of an unstiffened plate with a small aspect ratio

с) випучення пластини з поздовжніми елементами жорсткості з великим відношенням сторін

c) column-like behaviour of a longitudinally stiffened plate with a large aspect ratio

Рисунок

4.3 –

Робота пластини за типом стиснутого стержня

Figure

4.3 –

Column-like behaviour

Таблиця

4.1 –

Стиснуті пластини з двостороннім закріпленням по краях

Table

4.1 –

Internal compression elements

Розподіл напруження (стискання позитивне)

Stress distribution (compression positive)

Ефективна^p ширина

Effective^p width

:

,

:

,

:

,

1

0

Коефіцієнт втрати стійкості

Buckling factor

4,0

7,81

23,9

Таблиця

4.2 –

Стиснуті пластини з одностороннім закріпленням

Table

4.2 –

Outstand compression elements

:

:

1

0

Коефіцієнт втрати стійкості

Buckling factor

0,43

0,57

0,85

:

:

1

0

Коефіцієнт втрати стійкості

Buckling factor

0,43

1,70

23,8

4.5 Підсилення пластин поздовжніми елементами жорсткості

4.5 Stiffened plate elements with longitudinal stiffeners

4.5.1 Загальні положення

4.5.1 General

(1) Для пластин з поздовжніми елементами жорсткості ефективні^p площі при місцевій втраті стійкості враховуються для окремих секцій між елементами жорсткості і ефективні^p області підсилених панелей повинні враховуватися при перевірці загальної стійкості.

(1) For plates with longitudinal stiffeners the effective^p areas from local buckling of the various subpanels between the stiffeners and the effective^p areas from the global buckling of the stiffened panel should be accounted for.

(2) Ефективна^p площа поперечного перерізу кожної окремої секції повинна визначатися за допомогою понижуючого коефіцієнта згідно з 4.4, внаслідок місцевої втрати стійкості пластини. Підсилена елементами жорсткості пластина з ефективною^p площею поперечного перерізу має бути перевірена при статичному розрахунку на загальну стійкість (моделюючи її у вигляді еквівалентної ортотропної пластини) і понижуючий коефіцієнт має бути визначений для всієї пластини при втраті стійкості.

(2) The effective^p section area of each subpanel should be determined by a reduction factor in accordance with 4.4 to account for local plate buckling. The stiffened plate with effective^p section areas for the stiffeners should be checked for global plate buckling (by modelling it as an equivalent orthotropic plate) and a reduction factor should be determined for overall plate buckling.

(3) Ефективну^p площу стиснутої зони підсиленої пластини визначають за формулою

(3) The effective^p area of the compression zone of the stiffened plate should be taken as:

(4.5)

де – ефективна^p площа поперечних перерізів усіх елементів жорсткості листів або секцій, які повністю або частково знаходяться в зоні стискання, за винятком ефективних частин перерізу біля опорних ділянок суміжних пластин елементу шириною , див. приклад на рис. 4.4.

where is the effective^p section areas of all the stiffeners and subpanels that are fully or partially in the compression zone except the effective parts supported by an adjacent plate element with the width , see example in Figure 4.4.

(4) Площу визначають за формулою:

(4) The area should be obtained from:

(4.6)

де:

– відноситься до ширини стиснутої панелі підсиленої елементами жорсткості за винятком частин перерізу , див. рисунок 4.4;

where:

applies to the part of the stiffened panel width that is in compression except the parts , see Figure 4.4;

– сума ефективних^p площ усіх поздовжніх елементів жорсткості площею перерізу брутто , розташованих в зоні стиску відповідно до 4.4;

is the sum of the effective^p sections according to 4.4 of all longitudinal stiffeners with gross area located in the compression zone;

– ширина стиснутої частини листа для кожної секції;

is the width of the compressed part of each subpanel;

– понижуючий коефіцієнт згідно з 4.4(2) для кожної секції.

is the reduction factor from 4.4(2) for each subpanel.