Страница 13: ДСТУ-Н Б EN 1993-5:20ХХ. Проектування сталевих конструкцій. Частина 5. Палі (60155)

Рисунок

A.1 –

Приклад ідеалізованого поперечного перерізу

Figure

A.1 –

Example of an idealized cross-section

Таблиця

A.2 –

Максимальні співвідношення ширини та товщини; моделювання статичної поведінки

Table

A.2 –

Maximum width-to-thickness ratios; modelling of statical behaviour

Частина поперечного перерізу

Part of Cross section

Моделювання статичної поведінки

Modelling of statical behaviour

A.4 Локальна втрата стійкості

A.4 Local buckling

(1) При визначенні опору і жорсткості поперечних перерізів сталевих шпунтових паль класу 4 слід враховувати вплив локальної втрати стійкості відповідно до 5.5, EN 1993-1-3 за винятком випадків, для яких у цьому додатку зазначені інші умови.

(1) The effects of local buckling should be taken into account in determining the resistance and stiffness of class 4 steel sheet pile cross-sections according to 5.5 of
EN 1993-1-3, except where different provisions are given in this annex.

(2) Плоскі елементи без ребер жорсткості поперечних перерізів шпунтових паль описані в 5.5.2,
EN 1993-1-3.

(2) Unstiffened plane elements of sheet pile cross-sections are covered in 5.5.2 of
EN 1993-1-3.

(3) Плоскі елементи із замковими з'єднаннями, діючі в якості крайових ребер жорсткості, необхідно брати до уваги відповідно до 5.5.3.2 EN 1993-1-3.

(3) Plane elements with interlocks acting as edge stiffeners should be taken into account according to 5.5.3.2 of EN 1993-1-3.

Примітка. На рисунку A.2 показаний приклад ідеалізації геометрії замкового з'єднання, діючого як крайове ребро жорсткості.

NOTE: Figure A.2 gives an example of the idealization of the geometry of the interlock acting as an edge stiffener.

Рисунок

A.2 –

Замкове з'єднання, що вважається крайовим ребром жорсткості

Figure

A.2 –

Interlock to be treated as an edge stiffener

(4) Для плоских елементів стиснення із замковими з'єднаннями, що використовуються в якості крайових ребер жорсткості, проектування повинно ґрунтуватися на принципі, визначеному 5.5.3.1 (1) EN 1993-1-3.

(4) For plane compression elements with interlocks acting as edge stiffeners, the design should be based on the principle given in 5.5.3.1 (1) of EN 1993-1-3.

(5) Пружинну жорсткість замкового з'єднання, що діє як крайове ребро жорсткості, слід визначати на основі формули (5.9) EN 1993-1-3.

(5) The spring stiffness of the interlock acting as an edge stiffener should be determined according to expression (5.9) of EN 1993-1-3.

(6) Формулу (5.10) EN 1993-1-3 можна застосовувати для шпунтового пальового ряду для Z-подібного профілю відповідно до рисунків A.3 і A.4 за допомогою жорсткості вигину плити . Жорсткість поворотної пружини, що представляє переборку (див. рисунок A.4) можна визначати наступним чином:

(6) Expression (5.10) of EN 1993-1-3 may be applied to sheet piling as follows for the
Z-profile as shown in Figure A.3 and Figure A.4, by using the plate bending stiffness . The stiffness of the rotational spring representing the web, see Figure A.4, may be determined from:

(А.1)

(А.2)

(А.3)

Фактичний згинальний момент в поворотній пружині в результаті одиничного навантаження становить , а відповідний поворот визначається наступним чином :

The actual bending moment acting in the rotational spring due to the unit load is and the corresponding rotation is given by:

(А.4)

Таким чином формула (5.10) EN 1993-1-3 перетворюється в наступний вираз:

So expression (5.10) of EN 1993-1-3 becomes:

(А.5)

Рисунок

A.3 –

Визначення пружинної жорсткості фланця

Figure

A.3 –

Determination of spring stiffness of the flange

Рисунок

A.4 –

Визначення пружинної жорсткості переборки

Figure

A.4 –

Determination of the spring stiffness of the web

A.5 Опір поперечного перерізу

A.5 Resistance of cross-sections

A.5.1 Загальні положення

A.5.1 General

(1)P Розрахункові значення внутрішніх зусиль і моментів у кожному поперечному перерізі не повинні перевищувати розрахункові значення відповідних опорів.

(1)P The design values of the internal forces and moments at each cross-section shall not exceed the design values of the corresponding resistances.

(2) Розрахунковий опір поперечного перерізу має визначатися або за допомогою розрахунків, використовуючи способи, визначені в цьому розділі, або за допомогою проектування на основі випробувань згідно A.7.

(2) The design resistance of a cross-section should be determined either by calculation, using the methods given in this section, or by design assisted by testing, in accordance with A.7.

(3) Положення пункту A.5 не слід застосовувати за винятком одноосьового вигину з .

(3) The provisions of A.5 should not be applied except for monoaxial bending with .

(4) Можна допустити, що одна з головних осей шпунтового пальового ряду паралельна осі системи підпірної стінки.

(4) It may be assumed that one of the principal axes of the sheet piling is parallel to the system axis of the retaining wall.

(5) Для проектування на основі розрахунків опір поперечного перерізу необхідно перевіряти для наступних пунктів:

(5) For design by calculation, the resistance of the cross-section should be verified for:

– згинальний момент, з урахуванням впливів локального поперечного згинання;

– bending moment, taking into account the effects of local transverse bending;

– локальні поперечні зусилля;

– local transverse forces;

– сукупність згинального моменту і зсувного зусилля;

– combined bending moment and shear force;

– сукупність згинального моменту і осьового зусилля;

– combined bending moment and axial force;

– сукупність згинального моменту і локальних поперечних зусиль.

– combined bending moment and local transverse forces.

(6) Проектування на основі випробувань можна застосовувати замість проектування на основі розрахунків для будь-якого з цих опорів.

(6) Design assisted by testing may be used instead of design by calculation for any of these resistances.

Примітка. Проектування на основі випробувань може бути надзвичайно корисним для поперечних перерізів з відносно високими співвідношеннями , наприклад, у відношенні не пружної поведінки або пошкодження переборки.

NOTE: Design assisted by testing is particularly likely to be beneficial for cross-sections with relatively high ratios, for instance in relation to inelastic behaviour or web crippling.

(7) При проектуванні на основі розрахунків необхідно враховувати вплив локальної втрати стійкості з використанням властивостей корисної площі перерізу, що визначаються згідно з вказівками пункту A.4.

(7) For design by calculation, the effects of local buckling should be taken into account by using effective cross-sectional properties determined as specified in A.4.

(8) У положеннях, визначених у цьому розділі, не враховується можлива загальна втрата стійкості шпунтових паль. За інформацією про ряди шпунтових паль, в яких може виникнути втрата стійкості в результаті стискаючих зусиль, слід звертатися до розділу 6.2 EN 1993-1-3.

(8) The provisions given in this section do not account for possible global instability of the sheet piles, so for sheet piling where instability due to compression forces may occur, reference should be made to section 6.2 of EN 1993-1-3.

(9) Слід застосовувати критерії, визначені в 5.2.3 (1). Необхідно уникати високих осьових зусиль, що призводять до загальної втрати стійкості, при використанні поперечних перерізів класу 4.

(9) The criterion given in 5.2.3(1) should be applied. Higher axial forces leading to overall instability should be avoided when using class 4 cross-sections.

(10) Обв`язки перед стінкою з шпунтових паль або позаду неї слід використовувати для передачі зусиль з анкерів або розпорок (див. рисунок A.5a), при цьому передбачаючи перерозподіл зусиль. Якщо для передачі зусилля з стяжного стрижня безпосередньо в шпунтову палю, як показано на рисунку A.5 b), використовується підкладка, необхідно провести випробування згідно з розділом 2.6, якщо товщина профілю шпунтової палі становить мм.

(10) Walings in front of or behind the sheet pile wall should be used to introduce forces from anchors or struts (see Figure A.5a), thereby allowing for redistribution of the forces. If a washer plate is used to introduce the force from a tie rod directly into the sheet pile as shown in Figure A.5 b, tests in accordance with section 2.6 should be carried out if the thickness of the sheet pile profile is mm.

(11) При використанні способів ітераційних обчислень в разі потреби необхідно зробити декілька ітерацій, щоб уникнути недостатньої точності.

(11) When using iterative calculation procedures, several iterations should be carried out if necessary to avoid a lack of accuracy.

a – з обв`язкою

a) with a waling

b - з підкладкою

b) with a washer plate

Рисунок

A.5 –

Передача зусиль анкера

Figure

A.5 –

Introduction of anchor forces

A.5.2 Згинальний момент

A.5.2 Bending moment

(1) Опір моменту поперечного перерізу шпунтової палі класу 4 слід визначати згідно 6.1.4, EN 1993-1-3, за винятком випадків, для яких у цьому додатку визначені інші умови.

(1) The moment resistance of the class 4 sheet pile cross-section should be determined according to 6.1.4 of EN 1993-1-3, except where different provisions are given in this annex.

(2) Вплив інерційності зсуву в рядах із сталевих шпунтових паль можна не враховувати.

(2) The effects of shear lag may be neglected in steel sheet piling.

(3) Не потрібно виконувати пластичний перерозподіл згинальних моментів в підпірних стінках, що складаються з поперечних перерізів класу 4.

(3) No plastic redistribution of bending moments should be made in retaining walls consisting of class 4 cross-sections.

(4) Якщо опір моменту профілю різний для позитивних і негативних згинальних моментів, то це необхідно враховувати при проектуванні.

(4) If the moment resistance of the profile is different for positive and negative bending moments, this should be taken into account in the design.

A.5.3 Зсувне зусилля

A.5.3 Shear force

(1) Опір зсуву у переборці слід визначати відповідно до 6.1.5, EN 1993-1-3, за винятком випадків, для яких у цьому додатку визначені інші умови.

(1) The shear resistance of the web should be determined according to 6.1.5 of
EN 1993-1-3, except where different provisions are given in this annex.

(2) Опір втрати стійкості при зсуві слід визначати за допомогою таблиці 6.1, EN 1993-1-3, для переборок без елементів жорсткості в опорному кріпленні.

(2) The shear buckling strength should be determined using Table 6.1 of EN 1993-1-3 for webs without stiffening at the support.

A.5.4 Локальні поперечні зусилля

A.5.4 Local transverse forces

A.5.4.1 Загальні положення

A.5.4.1 General

(1) Якщо обв’язка розташована перед стінкою на стороні виїмки ґрунту, як показано на рисунку 7.6, то перевірку слід проводити згідно A.5.4.2.

(1) If the waling is located in front of the wall on the excavation side as shown in Figure 7.6, the verification should be carried out according to A.5.4.2.

(2) Якщо обв’язка розташована позаду стінки, як показано на рисунку 7.4, то перевірку слід проводити згідно A.5.4.3.

(2) If the waling is located behind the wall as shown in Figure 7.4, the verification should be carried out according to A.5.4.3.

A.5.4.2 Переборки, що піддаються поперечним стискаючим зусиллям

A.5.4.2 Webs subject to transverse compressive forces

(1) Щоб запобігти обваленню, пошкодженню або втраті стійкості в переборці, що піддається опорній реакції через обв’язку, прикладене поперечне зусилля повинно відповідати наступній умові:

(1) To avoid crushing, crippling or buckling in a web subject to a support reaction via a waling, the applied transverse force should satisfy:

де:

where:

_{– локальний поперечний опір переборки.}

_{is the local transverse resistance of the web.}

(2) Для переборки без елементів жорсткості локальний поперечний опір має розраховуватися згідно 6.1.7.3 EN 1993-1-3, за винятком випадків, для яких у цьому додатку визначені інші умови.

(2) For an unstiffened web, the local transverse resistance should be obtained from 6.1.7.3 of EN 1993-1-3 except where different provisions are given in this annex.

Примітка. В цей параграф входить опис
Z-подібних профілів, що представляють подвійну палю, виготовлену з двох Z-подібних профілів.

NOTE: Z-profiles are covered by this paragraph, considering a double pile made up of two Z-profiles.

(3) Для обв’язок, що діють в якості опорного кріплення:

(3) For a waling acting as support:

– значення ефективної несучої довжини , що використовується у формулі (6.18)
EN 1993-1-3, має визначатися відповідно до 6.1.7.3 (4) EN 1993-1-3;

– the value of the effective bearing length to be used in expression (6.18) of EN 1993-1-3 should be determined according to 6.1.7.3 (4) of EN 1993-1-3;

– значення коефіцієнта , що використовується у формулі (6.18)
EN 1993-1-3, має бути розраховане згідно з такими умовами:

– the value of the coefficient to be used in expression (6.18) of EN 1993-1-3 should be obtained from the following:

– для категорії 1: = 0,075;

– for category 1: = 0,075;

– для категорії 2: = 0,15.

– for category 2: = 0,15.

Примітка. Категорія 1 застосовується, якщо відстань між обв’язкою і кромкою палі становить , де - глибина профілю, в інших випадках застосовується категорія 2, див. рисунок 6.9 в
EN 1993-1-3.

NOTE: Category 1 applies if the distance between the waling and the edge of the pile is , where is the depth of the profile, otherwise category 2 applies, see Figure 6.9 of EN 1993-1-3.

A.5.4.3 Переборки, що піддаються поперечним розтягуючим зусиллям

A.5.4.3 Webs subject to transverse tensile forces

(1) Для переборок, що піддаються поперечним розтягуючим зусиллям, перевірки повинні проводитися згідно 7.4.3 (3).

(1) For webs subject to transverse tensile forces, checks should be carried out in accordance with 7.4.3 (3).

A.5.5 Сукупність зсувного зусилля і згинального моменту

A.5.5 Combined shear force and bending moment

(1) Для сукупності зсувного зусилля і згинального моменту перевірку слід проводити за допомогою формули (6.27) EN 1993-1-3.

(1) For combined shear force and bending moment, the verification should be carried out using expression (6.27) of EN 1993-1-3.

A.5.6 Сукупність згинального моменту і локальних поперечних зусиль

A.5.6 Combined bending moment and local transverse forces

(1) Для сукупності згинального моменту і локальних поперечних зусиль перевірка повинна здійснюватися відповідно до 6.1.11 EN 1993-1-3.

(1) For combined bending moment and local transverse forces, the verification should be carried out according to 6.1.11 of
EN 1993-1-3.

A.5.7 Сукупність згинального моменту і осьового зусилля

A.5.7 Combined bending moment and axial force

(1) Поєднання згинального моменту з осьовим розтягом повинно перевірятися згідно 6.1.8 EN 1993-1-3 без урахування згинання по осі .

(1) The combination of bending moment with axial tension should be verified according to 6.1.8 of EN 1993-1-3, without taking bending about the axis into account.

(2) Перевірку для сукупності згинального моменту і осьового стиснення слід проводити відповідно до 6.1.9
EN 1993-1-3 без урахування згинання по осі .

(2) The verification for combined bending moment and axial compression should be carried out according to 6.1.9 of EN 1993-1-3 without taking bending about the axis into account.

A.5.8 Локальне поперечне згинання

A.5.8 Local transverse bending

(1) У випадку, якщо диференціальний тиск води перевищує 1 м напору, вплив тиску води на локальне поперечне згинання плити необхідно враховувати при визначенні загального опору вигину.

(1) In the case of a differential water pressure exceeding 1 m head, the effects of water pressure on transverse local plate bending should be taken into account when determining the overall bending resistance.

(2) У спрощеному варіанті таку перевірку можна виконувати за допомогою наступної процедури:

(2) As a simplification, this verification may be carried out using the following procedure:

– перевірку поперечного перерізу необхідно виконувати тільки в точках максимальних моментів, де диференціальний тиск води більше, ніж
1 м напору;

– the cross-sectional verification need only be carried out at the locations of the maximum moments where the differential water pressure is more than 1 m head;

– вплив диференціального тиску води слід приймати в розрахунок з використанням зменшеної товщини плити , де значення визначається за таблицею A.3;

– the effect of differential water pressure should be taken into account by using a reduced plate thickness with according to Table A.3;

– при визначенні по таблиці A.3 необхідно враховувати диференціальний тиск води, що діє в значимих точках максимальних моментів.

– for the determination of according to Table A.3 the differential water pressure acting at the relevant locations of the maximum moments should be taken into account.

Таблиця

А.3 –

Коефіцієнти зменшення для товщини плити в результаті дії

диференціального тиску води

Table

А.3 –

Reduction factors for plate thickness due to differential water pressure

1,0

0,99

0,98

0,96

0,94

2,5

0,98

0,94

0,88

0,78

5,0

0,95

0,86

0,67

0,00

7,5

0,92

0,75

0,00

0,00

10,0

0,88

0,58

0,00

0,00

Пояснення:

- ширина полиці, але не повинно бути менше, ніж , де - висота нахилу переборки;

- мінімальна товщина полиці або переборки;

- диференційний тиск води

, де вимірюється в Н/мм².

Key:

is the width of the flange, but should not be taken as less than , where is the slant height of the web;

is the minimum thickness of flange or web;

is the head of differential water pressure in m;

with in N/mm²

Примітка. Ці значення застосовуються для Z-подібних паль і є консервативними для Ω-подібних і U-подібних паль. Можливе збільшення _{(наприклад, якщо замкові з'єднання зварюються),але в цьому випадку необхідно додаткове дослідження.}

Note: These values apply to Z-piles and are conservative for - and U-piles. An increase of is possible (for instance if interlocks are welded), but an additional investigation is then necessary.