Страница 6: ДСТУ-Н Б EN 1993-1-5:20ХХ. Проектування сталевих конструкцій. Частина 1-5. Пластинчасті конструктивні елементи (60054)

Рисунок

4.4 –

Робота підсиленої пластини при рівномірному стисканні

Figure

4.4 –

Stiffened plate under uniform compression

Примітка. При нерівномірному розподілі напруження стискання див. рис. А.1.

NOTE: For non-uniform compression see Figure A.1.

(5) Для визначення понижуючого коефіцієнта при втраті стійкості всієї пластини необхідно враховувати, що понижуючий коефіцієнт втрати стійкості за типом стержня є точнішим, ніж при втраті стійкості пластини.

(5) In determining the reduction factor for overall buckling, the reduction factor for column-type buckling, which is more severe than the reduction factor than for plate buckling, should be considered.

(6) Понижуючий коефіцієнт , як правило, визначають за допомогою інтерполяції між понижуючим коефіцієнтом втрати стійкості пластини і понижуючим коефіцієнтом втрати стійкості пластини за типом стиснутого стержня відповідно 4.5.4.

(6) Interpolation should be carried out in accordance with 4.5.4(1) between the reduction factor for plate buckling and the reduction factor for column buckling to determine see 4.5.4.

(7) Зменшення стиснутої площі за допомогою допускається приймати постійним для усього поперечного перерізу.

(7) The reduction of the compressed area through c may be taken as a uniform reduction across the whole cross section.

(8) Якщо ефект зсувного запізнювання відповідний (див. 3.3), замість ефективної площі поперечного перерізу стиснутої зони підсиленої пластини має бути прийнятий для розрахунку не лише місцевої втрати стійкості пластини, а також для врахування ефекту зсувного запізнювання.

(8) If shear lag is relevant (see 3.3), the effective cross-sectional area of the compression zone of the stiffened plate should then be taken as accounting not only for local plate buckling effects but also for shear lag effects.

(9) В якості ефективної площі поперечного перерізу підсиленої пластини в зоні розтягування застосовують зменшену площу перерізу брутто розтягнутої зони, якщо має місце ефект зсувного запізнювання (див. 3.3).

(9) The effective cross-sectional area of the tension zone of the stiffened plate should be taken as the gross area of the tension zone reduced for shear lag if relevant, see 3.3.

(10) Момент опору ефективного перерізу визначають як момент інерції площі ефективного поперечного перерізу, що ділиться на відстань від центру тяжіння до краю пластини.

(10) The effective section modulus should be taken as the second moment of area of the effective cross section divided by the distance from its centroid to the mid depth of the flange plate.

4.5.2 Робота пластини

4.5.2 Plate type behaviour

(1) Умовна гнучкість еквівалентної пластини визначається за формулою:

(1) The relative plate slenderness of the equivalent plate is defined as:

(4.7)

при (with)

де:

– площа перерізу брутто стиснутої зони підсиленої пластини (з елементами жорсткості) без урахування суміжних пластин крайніх ділянок секцій (у певних випадках враховується ефект зсувного запізнювання, див. 3.3);

where:

is the gross area of the compression zone of the stiffened plate except the parts of subpanels supported by an adjacent plate, see Figure 4.4 (to be multiplied by the shear lag factor if shear lag is relevant, see 3.3);

– ефективна площа перерізу частини пластини (у певних випадках з урахуванням ефекту зсувного запізнювання), враховуючи можливість втрати стійкості пластини, секцій і елементів жорсткості.

is the effective area of the same part of the plate (including shear lag effect, if relevant) with due allowance made for possible plate buckling of subpanels and/or stiffeners.

(2) Понижуючий коефіцієнт для еквівалентної ортотропної пластини визначають згідно з 4.4(2), визначаючи за формулою (4.7).

(2) The reduction factor for the equivalent orthotropic plate is obtained from 4.4(2) provided is calculated from equation (4.7).

Примітка. В додатку А наведені вказівки щодо розрахунку

NOTE: For calculation of see Annex A.

4.5.3 Робота пластини за типом стиснутого стержня

4.5.3 Column type buckling behaviour

(1) Пружне критичне напруження втрати стійкості за типом стиснутого стержня непідсиленої (див. 4.4) або підсиленої пластини (див. 4.5), як правило, приймаються без урахування закріплень уздовж поздовжніх країв пластини.

(1) The elastic critical column buckling stress of an unstiffened (see 4.4) or stiffened (see 4.5) plate should be taken as the buckling stress with the supports along the longitudinal edges removed.

(2) Пружне критичне напруження втрати стійкості за типом стиснутого стержня непідсиленої пластини елементами жорсткості допускається визначати за формулою

(2) For an unstiffened plate the elastic critical column buckling stress may be obtained from

. (4.8)

(3) Для пластини, підсиленої елементами жорсткості по краях панелі з високим рівнем напруження стискання, значення допускається визначати за пружним критичним напруженням втрати стійкості стержня , яке визначають за формулою:

(3) For a stiffened plate may be determined from the elastic critical column buckling stress of the stiffener closest to the panel edge with the highest compressive stress as follows:

, (4.9)

де:

– момент інерції поперечного перерізу брутто елементу жорсткості і суміжних частин пластини, відповідної панелі, при втраті стійкості пластини;

where:

is the second moment of area of the gross cross section of the stiffener and the adjacent parts of the plate, relative to the out-of-plane bending of the plate;

– площа поперечного перерізу брутто елементу жорсткості і суміжних частин пластини, що приймається відповідно до рис. А.1.

is the gross cross-sectional area of the stiffener and the adjacent parts of the plate according to Figure A.1.

Примітка. Значення може бути визначено за , де визначається відносно стиснутого краю пластини. Значення , і приймаються за екстраполяцією (див. рис. А.1) по епюрі розподілу напружень.

NOTE: may be obtained from , where is related to the compressed edge of the plate, and, and are geometric values from the stress distribution used for the extrapolation, see Figure A.1.

(4) Умовну гнучкість стиснутого стержня визначають за формулами:

(4) The relative column slenderness is defined as follows:

для пластин без елементів жорсткості (for unstiffened plates) (4.10)

для пластин з елементами жорсткості (for stiffened plates) (4.11)

де (with) ,

– згідно 4.5.3(3);

is defined in 4.5.3(3);

– ефективна площа поперечного перерізу елемента жорсткості і прилеглих частин пластини з належним урахуванням згину пластини, див. рис. A.1.

is the effective cross-sectional area of the stiffener and the adjacent parts of the plate with due allowance for plate buckling, see Figure A.1.

(5) Понижуючий коефіцієнт визначають згідно з 6.3.1.2 EN 1993-1-1. Для пластин без елементів жорсткості коефіцієнт повинен відповідати кривій втрати стійкості. Для пластин з елементами жорсткості замінюють на , що визначають за формулою:

(5) The reduction factor should be obtained from 6.3.1.2 of EN 1993-1-1. For unstiffened plates corresponding to buckling curve a should be used. For stiffened plates its value should be increased to:

, (4.12)

де (with)

більша з відстаней від відповідного центру тяжіння пластини до центру тяжіння одностороннього ребра жорсткості (або ребер, розташованих з двох сторін) або до нейтральної осі ефективного умовного стержня (див. рис. А.1);

(крива b) – для замкнутих перерізів елементів жорсткості;

(крива с) – для відкритих перерізів елементів жорсткості.

is the largest distance from the respective centroids of the plating and the one-sided stiffener (or of the centroids of either set of stiffeners when present on both sides) to the neutral axis of the effective column, see Figure A.1;

(curve b) for closed section stiffeners;

(curve c) for open section stiffeners.

4.5.4 Зв'язок між втратою стійкості пластини і втратою стійкості умовного стиснутого стержня

4.5.4 Interaction between plate and column buckling

(1) Остаточно понижуючий коефіцієнт визначається з урахуванням і за формулою:

(1) The final reduction factor should be obtained by interpolation between and as follows:

, (4.13)

де (where): , але (but)

– пружне критичне напруження втрати стійкості пластини (див.
додаток А.1(2));

is the elastic critical plate buckling stress, see Annex A.1(2);

– пружне критичне напруження втрати стійкості за типом стиснутого стержня, визначається відповідно до 4.5.3(2) і (3);

is the elastic critical column buckling stress according to 4.5.3(2) and (3), respectively;

– понижуючий коефіцієнт при втраті стійкості пластини за типом стиснутого стержня;

is the reduction factor due to column buckling.

– понижуючий коефіцієнт при втраті стійкості пластини (див. 4.4(1)).

is the reduction factor due to plate buckling, see4.4(1).

4.6 Перевірка стійкості

4.6 Verification

(1) Перевірка елементів при площинній формі втрати стійкості виконується за формулою

(1) Member verification for uniaxial bending should be performed as follows:

(4.14)

де:

– ефективна площа поперечного перерізу, визначається відповідно до 4.3(3);

where:

is the effective cross-section area in accordance with 4.3(3);

– відхилення центру тяжіння ефективної площі відносно нейтральної осі див. 4.3(3);

is the shift in the position of neutral axis, see 4.3(3);

– розрахункове значення діючого згинального моменту;

is the design bending moment;

– розрахункове значення діючої нормальної сили;

is the design axial force;

– пружний момент опору ефективного перерізу, див. 4.3(4);

is the effective elastic section modulus, see 4.3(4);

– частковий коефіцієнт безпеки, див. EN 1993-2 – EN 1993-6.

is the partial factor, see application parts EN 1993-2 to 6.

Примітка. Формула (4.14) для перевірки стиснутих елементів конструкції та елементів, що зазнають двоосьового згинання, може бути перетворена на наступну:

NOTE: For members subject to compression and biaxial bending the above equation (4.14) may be modified as follows:

, (4.15)

M_y,Ed, M_z,Ed – розрахункові значення діючих згинальних моментів відносно відповідних осей у–у і z–z;

M_y,Ed, M_z,Ed are the design bending moments with respect to y–y and z–z axes respectively;

, – відхилення відносно відповідної нейтральної осі.

are the eccentricities with respect to the neutral axis.

(2) Дія ефектів навантаження і повинна використовуватися в розрахунку
2-го порядку.

(2) Action effects and should include global second order effects where relevant.

(3) Для панелі перевірка місцевої стійкості пластини виконується для основного вектора напруження на відстані 0,4а або 0,5b (найменше зі значень) від краю панелі, де виникає найбільше напруження. В даному випадку необхідна перевірка несучої здатності поперечного перерізу брутто на краю пластини.

(3) The plate buckling verification of the panel should be carried out for the stress resultants at a distance 0,4a or 0,5b, whichever is the smallest, from the panel end where the stresses are the greater. In this case the gross sectional resistance needs to be checked at the end of the panel.

5 Несуча здатність при зсуві

5 Resistance to shear

5.1 Загальні положення

5.1 Basis

(1) Правила цього розділу щодо визначення несучої здатності при зсуві елементів пластин з врахуванням втрати стійкості при зсуві за граничними станами справедливі за наступних умов:

(1) This section gives rules for shear resistance of plates considering shear buckling at the ultimate limit state where the following criteria are met:

a) панелі пластин мають бути прямокутними або з обмеженням кута панелі згідно 2.3;

a) the panels are rectangular within the angle limit stated in 2.3;

b) наявні елементи жорсткості проходять в поздовжньому і поперечному напрямі або в обох напрямах;

b) stiffeners, if any, are provided in the longitudinal or transverse direction or both;

c) отвори або вирізи невеликі (див. 2.3);

c) all holes and cut outs are small (see 2.3);

d) елементи конструкції мають постійний поперечний переріз.

d) members are of uniform cross section.

(2) Для пластин без елементів жорсткості з відношенням і для пластин з елементами жорсткості з відношенням повинна виконуватись перевірка несучої здатності при зсуві і на опорах мають бути передбачені поперечні елементи жорсткості,

(2) Plates with greater than for an unstiffened web, or for a stiffened web, should be checked for resistance to shear buckling and should be provided with transverse stiffeners at the supports,

де (where)

Примітка 1. див. на рис. 5.1, а для – див 5.3(3).

NOTE 1: see Figure 5.1 and for see 5.3(3).

Примітка 2. визначається в Національному додатку. Значення рекомендоване для марок сталі до S460. Для вищих марок сталі рекомендується застосовувати .

NOTE 2: The National Annex will define . The value is recommended for steel grades up to and including S460. For higher steel grades is recommended.

5.2 Розрахунок несучої здатності

5.2 Design resistance

(1) Для стінок без елементів жорсткості і з елементами жорсткості розрахункове значення несучої здатності на зсув визначається за формулою:

(1) For unstiffened or stiffened webs the design resistance for shear should be taken as:

, (5.1)

де складова несучої здатності стінки:

in which the contribution from the web is given by:

. (5.2)

Складова несучої здатності поясів визначається згідно 5.4.

and the contribution from the flanges is according to 5.4.

(2) Елементи жорсткості повинні відповідати вимогам 9.3, зварні шви необхідно виконувати відповідно до 9.3.5.

(2) Stiffeners should comply with the requirements in 9.3 and welds should fulfil the requirement given in 9.3.5.