Страница 7: ДСТУ-Н Б EN 1993-5:20ХХ. Проектування сталевих конструкцій. Частина 5. Палі (60155)

e_ph- горизонтальний, пасивний тиск ґрунту; A- зусилля тертя

e_phHorizontal passive earth pressure; A Friction force

Рисунок

5.4 –

Визначення додаткового горизонтального зусилля

Figure

5.4 –

Determination of supplementary horizontal force

(9) Для елементів, що піддаються осьовому зусиллю, розрахункове значення осьового зусилля в кожному поперечному перерізі має відповідати такій умові:

(9) For members subject to axial force, the design value of the axial force at each cross-section should satisfy:

(5.15)

де – пластичний розрахунковий опір поперечного перерізу з наступним визначенням:

in which is the plastic design resistance of the cross-section with:

(5.16)

(10) Вплив осьового зусилля на пластичне опір моменту шпунтових паль поперечного перерізу класу 1, 2 і 3 можна не враховувати, якщо:

(10) The effects of axial force on the plastic moment resistance of the cross-section of class 1, 2 and 3 sheet piles may be neglected if:

– для Z-подібних профілів класу 1 і 2:

– for Z-profiles of class 1 and 2:

(5.17)

– для U-подібних профілів класу 1 і 2:

– for U-profiles of class 1 and 2:

0,25 (5.18)

– для профілів класу 3:

– for class 3 profiles:

0,1 (5.19)

(11) Якщо осьове зусилля перевищує обмежуючі значення, вказані в (10), необхідно виконати наступні критерії при відсутності зсувного зусилля:

(11) If the axial force exceeds the limiting values given in (10), the following criteria should be satisfied in the absence of shear force:

– поперечні перерізи класу 1 і 2:

– class 1 and 2 cross-sections:

– для Z-подібних профілів:

– for Z-profiles:

, але (but) (5.20)

– для U -подібних профілів:

– for U-profiles:

, але (but) (5.21)

– поперечні перерізи класу 3:

– Class 3 cross-sections:

(5.22)

– поперечні перерізи класу 4 – див.
додаток A

– class 4 cross-sections: see Annex A.

де:

where:

_{– зменшений розрахунковий опір моменту з урахуванням осьового зусилля;}

_{is the reduced design moment resistance allowing for the axial force.}

(12) Якщо осьове зусилля перевищує обмежуюче значення, вказане в (10), слід взяти до уваги сумарну дію згинального, осьового і зсувного зусилля наступним чином:

(12) If the axial force exceeds the limiting value given in (10), account should be taken of the combined presence of bending, axial and shear force as follows:

a) якщо розрахункове значення зсувного зусилля не перевищує 50% розрахункового пластичного опору до зсуву , то не потрібно виконувати зниження в сукупності зусилля моменту і осьового зусилля, які відповідають критеріям (11).

a) Provided that the design value of the shear force does not exceed 50% of the design plastic shear resistance no reduction need be made in combinations of moment and axial force that satisfy the criteria in (11).

b) якщо перевищує 50% , розрахунковий опір поперечного перерізу для сукупності моментів і осьових зусиль слід розраховувати з використанням зменшеної межі текучості для площі зсуву, де
.

b) When exceeds 50% of the design resistance of the cross-section to combinations of moment and axial force should be calculated using a reduced yield strength for the shear area, where .

5.2.4 Локальні впливи тиску води

5.2.4 Local effects of water pressure

(1) У випадку, якщо диференціальний (різницевий) тиск води перевищує 5 м висоти напору для Z-подібних паль і 20 м для U-подібних паль, для визначення загального опору вигину слід приймати в розрахунок вплив тиску води на локальне поперечне згинання плити.

(1) In the case of differential water pressure exceeding 5 m head for Z-piles and 20 m head for U-piles the effects of water pressure on transverse local plate bending should be taken into account to determine the overall bending resistance.

(2) У спрощеному варіанті таку перевірку можна виконувати для
Z-подібних паль за допомогою наступної процедури:

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

– якщо диференціальний тиск води становить більше 5 м висоти напору, перевірка поперечного перерізу повинна виконуватися в зонах максимальних загальних моментів згинання;

– if the differential water pressure is more than 5 m head, the cross-sectional verification should be carried out at the locations of the maximum overall bending moments;

вплив диференціального тиску води слід враховувати за допомогою зменшеної межі текучості

– the effect of differential water pressure should be taken into account by using a reduced yield strength

де вибрано з таблиці 5.2 для визначення опору поперечного перерізу;

with taken from Table 5.2, for the determination of the cross-sectional resistance;

для визначення з таблиці 5.2 необхідно враховувати диференціальний тиск води, що діє у відповідних зонах максимального моменту.

to determine from Table 5.2 the differential water pressure acting at the relevant locations of maximum moment should be taken into account.

Таблиця

5.2 –

Коефіцієнти зменшення для Z-подібних паль в результаті впливу

диференціального тиску води

Table

5.2 –

Reduction factors for Z-piles due to differential water pressure

= 20,0

= 30,0

= 40,0

= 50,0

5,0

1,0

1,0

1,0

1,0

10,0

0,99

0,97

0,95

0,87

15,0

0,98

0,96

0,92

0,76

20,0

0,98

0,94

0,88

0,60

Позначення:

- ширина полиці, але не можна розглядати менш ніж , де - апофема перебирання;

tmin - становить менше ніж або ;

Примітки:

1. = 1,0 можна використовувати, якщо замкові з'єднання Z-подібних паль зварюються.

2. Проміжні значення допускається інтерполювати лінійно

NOTES:

1) = 1,0 may be used if the interlocks of Z-piles are welded.

2) Intermediate values may be interpolated linearily.

5.2.5 Прямі сталеві шпунтові палі у стінці

5.2.5 Straight web steel sheet piles

(1)P Результати впливів для перевірки міцності прямих сталевих шпунтових паль у стінці, що використовуються в комірчастих конструкціях, слід визначати на основі моделі, яка відображає поведінку пальового ряду в граничних станах.

(1)P The effects of actions for strength verification of straight web steel sheet piles used in cellular structures, shall be determined from a model that describes the behaviour of the piling at ultimate limit states.

(2) За інформацією про часткові коефіцієнти, що застосовуються для наповнення, і про впливи слід звертатися до EN 1997-1 і EN 1990.

(2) Reference should be made to
EN 1997-1 and to EN 1990 for partial factors to be applied to the fill and the actions.

(3) Модель наповнення повинна відповідати вимогам EN 1997-1.

(3) The fill model should be in accordance with EN 1997-1.

(4) Модель пальового ряду повинна відповідати вимогам EN 1993-1-1.

(4) The piling model should be in accordance with EN 1993-1-1.

Примітка. Корисним може стати застосування моделей, що враховують великі зміщення для пальового ряду.

NOTE: It can be beneficial to use models taking into account large displacements for the piling.

(5) Можна використовувати двомірний аналіз на основній горизонтальній площині.

(5) A two-dimensional analysis in the governing horizontal plane may be used.

(6) Внутрішній тиск, що виникає від наповнення або передається через наповнення, повинен визначатися з використанням значення не меншого, ніж залишкове значення тиску ґрунту, див.
EN 1997-1.

(6) The internal pressure resulting from or transmitted through the fill should be determined using a value not less than the at rest value of the earth pressure, see EN 1997-1.

(7) Опір розтягуванню сталевих шпунтових паль у простій рівній переборці (таких, що відрізняються від з'єднувальних паль) слід розглядати як менше з опору замкового з'єднання і опору переборки, користуючись формулою:

(7) The tensile resistance of plain straight web steel sheet piles, (other than junction piles) should be taken as the lesser of the interlock resistance and the resistance of the web, using:

, але (but) (5.23)

де:

where:

– межа текучості;

is the yield strength;

– характеристичний опір замкового з'єднання;

_{is the characteristic interlock resistance;}

_{– товщина переборки;}

is the web thickness;

– коефіцієнт зменшення для опору замкового з'єднання.

is the reduction factor for interlock resistance.

Примітка. Значення може бути зазначено в національно додатку. Рекомендується значення = 0,8.

NOTE: The value may be given in the National Annex. The value= 0,8 is recommended.

(8) Характеристичний опір замкового з'єднання залежить від поперечного перерізу замкового з'єднання і використовуваних сортів сталей. Характеристичний опір слід визначати за допомогою випробування у відповідності з 2.6 EN 10248.

(8) The characteristic resistance of the interlock depends upon the cross-section of the interlock and the steel grade adopted. The characteristic interlock resistance should be determined by testing according to 2.6 and EN 10248.

(9) Для простих паль необхідно підтверджувати, що:

(9) Plain piles should be verified such that:

(5.24)

де:

where:

– розрахунковий опір розтягування згідно з формулою (5.23);

_{is the design tensile resistance according to expression (5.23);}

_{– розрахункове значення кільцевого розтягуючого зусилля.}

is the design value of the circumferential tensile force.

(10) Якщо в одному секторі стінки використовуються палі різних розмірів, для перевірки слід використовувати найменше значення опору розтягуванню.

(10) When piles of different sizes are used in the same segment of a wall, the lowest tensile resistance should be used for the verification.

(11) Кут відхилення (180 мінус кут між двома сусідніми гранями) необхідно обмежувати до максимального значення, зазначеного виробником.

(11) The deviation angle (180minus the angle between two adjacent faces) should be limited to the maximum value given by the manufacturer.

(12) Для зварюваних з'єднувальних паль повинні використовуватися сорти сталей з відповідними властивостями.

(12) For welded junction piles, steel grades with appropriate properties should be used.

(13) У проектуванні з'єднувальних паль згідно з рисунком 5.5 і рисунком 5.6 слід враховувати напруги в результаті згинання плити.

(13) The design of junction piles according to Figure 5.5 and Figure 5.6 should take account of the stresses due to plate bending.

Рисунок

5.5 –

Зварювана сполучна паля

Figure

5.5 –

Welded junction pile

Рисунок

5.6 –

Болтове трійникове з'єднання з підкладкою

Figure

5.6 –

Bolted T-connection with backing plate

(14) Якщо зварювання виконується відповідно до процедури, зазначеної в
EN 12063, зварювану зєднувальну палю можна перевіряти згідно з:

(14) Provided that welding is carried out according to the procedure given in EN 12063 the welded junction pile may be verified using:

(5.25)

де:

where:

– розрахунковий опір розтягуванню палі згідно з формулою (5.23);

is the design tensile resistance of the pile according to expression (5.23);

– розрахункове розтягуюче зусилля в основній комірці, що визначається за формулою:

_{is the design tensile force in the main cell given by:}

_(5.26)

де:

with:

– розрахункове значення внутрішнього тиску основної комірки на основній горизонтальній площині, в результаті впливу тиску води і залишкового тиску наповнення;

is the design value of the internal pressure of the main cell in the governing horizontal plane due to water pressure and the at rest pressure of the fill;

– радіус основної комірки (див. рисунок 5.7).

is the radius of the main cell, see Figure 5.7.

– коефіцієнт зменшення, в якому врахована поведінка зварюваної сполучної

палі в граничних станах, і який має бути розрахований за наступною формулою:

is a reduction factor that takes into account the behaviour of the welded junction pile at ultimate limit states and should be calculated as follows:

_(5.27)

де і – радіуси з'єднувальної дуги і основної комірки згідно рисунку 5.7, а – розрахункове значення внутрішнього кута тертя матеріалу наповнення.

in which and are the radii of the connecting arc and of the main cell according to Figure 5.7 and is the design value of the internal friction angle of the fill material.

Примітка 1. В коефіцієнті врахована поворотна здатність (пластичність) з`єднувальної палі, а також поворотна потреба (до 20) відповідно до моделі, що відображає поведінку перемички в граничних станах.

NOTE 1: The factor takes into account the rotation capacity (ductility) of the junction pile as well as the rotation demand (up to 20) according to a model covering the behaviour of the cofferdam at ultimate limit states.

Примітка 2. Формула (5.27), незважаючи на те, що складена для комірчастих перегородок з суміщеними з'єднувальними дугами (див. рисунок 5.7) дає прийнятні результати для альтернативних конфігурацій. Там, де потрібні більш відповідні значення, вони можуть визначатися або за допомогою порівняльного досвіду, або за допомогою випробування в поєднанні з підходящою розрахунковою моделлю згідно (1) P.

NOTE 2: Expression (5.27) although developed for cellular cofferdams with aligned connecting arcs, see Figure 5.7, yields acceptable results for alternative configurations. Where more appropriate values are required, these values can be determined either by comparable experience or by testing in combination with a suitable design model in accordance with (1)P.