Страница 12: ДСТУ-Н Б EN 1999-1-1:2010. Єврокод 9. Проектування алюмінієвих конструкцій. Частина 1-1. Загальні правила для конструкцій (60238)

e₀– недосконалість; q₀– еквівалентне зусилля на одиницю довжини; 1 – в’язева система

Зусилля N_Ed вважається рівномірно розподіленим у межах прогону L в’язевої системи.

При нерівномірному розподілі зусилля такий підхід дає невеликий запас.

e₀– imperfection; q₀– equivalent force per unit length; 1 – bracing system

The force N_Ed is assumed uniform within the span L of the bracing.

For non-uniform forces this is slightly conservative.

Рисунок

5.5

Еквівалентне стабілізуюче зусилля

Figure

5.5

Equivalent stabilising force

Рисунок

5.6

Навантаження на в'язі при зрощенні стиснутих елементів

Figure

5.6

Bracing forces at splices in compression members

5.3.4 Недосконалість елемента

(1) Вплив недосконалості елементів, описаних у 5.3.1(1), включено до складу формул для перевірки стійкості елементів (див. 6.3.1).

(2) У випадках, коли стійкість еле­ментів перевіряється з урахуванням ефектів другого порядку у відповідності з 5.2.2(5)а), недосконалості стиснутих еле­ментів необхідно розглядати згідно з 5.3.2(3)б), 5.3.2(5) або (6).

(3) Для розрахунків другого порядку з урахуванням згинально-крутильної форми втрати стійкості недосконалість може прийматися рівною , де – екві­валент початкової дугової недосконалості у напрямку мінімальної жорсткості профілю. Тобто, в цьому випадку немає необхідності враховувати додаткову крутильну недоско­налість.

ПРИМІТКА. Значення k для конструкцій, що виго­товляються в Україні, слід брати з Національного додатка України. Рекомендується приймати зна­чення k = 0,5.

5.3.4 Member imperfections

(1) The effects of imperfections of members described in 5.3.1(1) are incorporated within the formulas given for buckling resistance for members, see section 6.3.1.

(2) Where the stability of members is accounted for by second order analysis accor­ding to 5.2.2(5)a) for compression members imperfections according to 5.3.2(3)b) or 5.3.2(5) or (6) should be considered.

(3) For a second order analysis taking account of lateral torsional buckling of a member in bending the imperfections may be adopted as for . where is the equivalent initial bow imperfection of the weak axis of the profile considered. In general an additional torsional imperfection need not to be allowed for.

NOTE. The National Annex may choose the value of k. The value k = 0,5 is recommended.

5.4 МЕТОДИ РОЗРАХУНКУ

5.4.1 Загальні положення

(1) Внутрішні зусилля і моменти слід визначати одним із двох методів:

a) методом пружного розрахунку системи в цілому;

b) методом пластичного розрахунку системи в цілому.

ПРИМІТКА. Щодо використання методу скінчен­них елементів див. EN 1993-1-5.

(2) Метод пружного розрахунку сис­теми в цілому може використовуватися у всіх випадках.

(3) Метод пластичного розрахунку сис­теми в цілому може використовуватися тільки в тих випадках, коли конструкція має достатній опір крутильній формі втрати стійкості з урахуванням фактичного розташування пластичних шарнірів, неза­лежно від того знаходяться вони в еле­ментах чи у вузлах. У випадках, коли плас­тичний шарнір знаходиться у прогоні еле­мента його поперечні перерізи повинні бути подвійносиметричними або симетрич­ними відносно площини повороту пластич­ного шарніра, а також повинні викону­ватися вимоги 5.4.3. У випадках, коли плас­тичний шарнір знаходиться біля вузла, вуз­лове з'єднання повинне мати або достатню міцність, щоб забезпечити розвиток шарні­ра в елементі, або ж пластичну міцність при достатньому повороті.

ПРИМІТКА 1. Дані про можливості повороту у пластичному шарнірі наведені в Додатку G.

ПРИМІТКА 2. Тільки деякі види сплавів мають достатню деформівність, щоб забезпечити достатній кут повороту (див. 6.4.3(2)).

5.4 Methods of analysis

5.4.1 General

(1) The internal forces and moments may be determined using either

a) elastic global analysis

b) plastic global analysis.

NOTE. For finite element model (FEM) analysis see EN 1993-1-5.

(2) Elastic global analysis may be used in all cases.

(3) Plastic global analysis may be used only where the structure has sufficient rotation capacity at the actual location of the plastic hinge, whether this is in the members or in the joints. Where a plastic hinge occurs in a member, the member cross sections should be double symmetric or single symmetric with a plane of symmetry in the same plane as the rotation of the plastic hinge and it should satisfy the requirements specified in 5.4.3. Where a plastic hinge occurs in a joint the joint should either have sufficient strength to ensure the hinge remains in the member or should be able to sustain the plastic resistance for a sufficient rotation.

NOTE 1. Information on rotation capacity is given in Annex G.

NOTE 2. Only certain alloys have the required ductility to allow sufficient rotation capacity, see 6.4.3(2).

5.4.2 Пружний розрахунок системи в цілому

(1) Пружний розрахунок системи в цілому грунтується на припущенні, що залежність напруження–деформація для матеріалу носить лінійний характер при будь-якому рівні напружень.

ПРИМІТКА. Щодо вибору моделі напівнерозріз­ного вузлового з'єднання див. 5.1.2.

(2) Внутрішні зусилля і моменти можна знаходити у відповідності з пружним розрахунку системи в цілому навіть у тому разі, коли несуча здатність поперечного перерізу визначається з урахуванням плас­тичних деформацій.

(3) Пружний розрахунок системи в цілому може також застосовуватися для поперечних перерізів, опір яких визна­чається місцевою втратою стійкості.

5.4.2 Elastic global analysis

(1) Elastic global analysis is based on the assumption that the stress-strain behaviour of the material is linear, whatever the stress level is.

NOTE. For the choice of a semi-continuous joint model see 5.1.2.

(2) Internal forces and moments may be calculated according to elastic global analysis even if the resistance of a cross section is based on its plastic resistance.

(3) Elastic global analysis may also be used for cross sections, the resistances of which are limited by local buckling.

5.4.3 Пластичний розрахунок системи в цілому

(1) Пластичний розрахунок системи в цілому не слід використовувати для балок з поперечними зварними швами на розтяг­нутій стороні елемента при розташуванні там пластичних шарнірів.

ПРИМІТКА. Рекомендації з використання плас­тичного розрахунку системи в цілому наведені в Додатку Н.

(2) Пластичний розрахунок системи в цілому використовується тільки там, де може бути забезпечена стійкість елементів (див. 6.3).

5.4.3 Plastic global analysis

(1) Plastic global analysis should not be used for beams with transverse welds on the tension side of the member at the plastic hinge locations.

NOTE. For plastic global analysis of beams recommendations are given in Annex H.

(2) Plastic global analysis should only be used where the stability of members can be assured, see 6.3.

6 ГРАНИЧНІ СТАНИ ЕЛЕМЕНТІВ ЗА ВТРАТОЮ НЕСУЧОЇ ЗДАТНОСТІ

6.1 ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ

6.1.1 Загальні положення

(1)Р Підбір параметрів алюмінієвих кон­струкцій та конструкційних елементів повинен виконуватися таким чином, щоб задовольнити загальні проектні вимоги до граничного стану за втратою несучої здат­ності, викладені у розділі 2. Розрахункові рекомендації стосуються конструкцій, які перебувають у нормальних погодних умо­вах.

6 Ultimate limit states for members

6.1 Basis

6.1.1 General

(1)P Aluminium structures and components shall be proportioned so that the basic design requirements for the ultimate limit state given in Section 2 are satisfied. The design recommendations are for structures subjected to normal atmospheric conditions.

6.1.2 Характеристичні показники міцності

(1) У розрахунках елементів конструкт­цій повинні використовуватися такі харак­теристичні показники міцності:

 характеристичне значення межі міцності при згині та межі повної текучості при розтягу/стиску;

 характеристичне значення межі міцності при перевірці перерізу нетто на місцевий розтяг/стиск.

(2) Характеристичні значення на рівні 0,2% від умовної межі текучості і межі міцності на розтяг для деформівних алюмінієвих сплавів, наведені у 3.2.2.

6.1.2 Characteristic value of strength

(1) Resistance calculations for members are made using characteristic value of strength as follows:

– is the characteristic value of the strength for bending and overall yielding in tension and compression;

– is the characteristic value of the strength for the local capacity of a net section in tension or compression

(2) The characteristic value of the 0,2% proof strength and the ultimate tensile strength for wrought aluminium alloys are given in 3.2.2.

6.1.3 Часткові коефіцієнти надійності

(1) Часткові коефіцієнти надійності _M, визначені у 2.4.3, слід застосовувати до різних характеристичних показників міцності, що використовуються у цьому розділі, згідно з наступною таблицею:

6.1.3 Partial safety factors

(1) The partial factors _M as defined in 2.4.3 should be applied to the various characteristic values of resistance in this section as follows:

Таблиця

6.1

Часткові коефіцієнти надійності для граничних станів за втратою несучої здатності

ПРИМІТКА 1. Часткові коефіцієнти _M1 та _M2 наведені у Національному додатку України № 2. Рекомендуються наступні числові значення: _M1 = 1,10; _M2 = 1,25.

ПРИМІТКА 2. Інші рекомендовані числові значення див. у EN 1999 з частини 1-2 по частину 1-5. Необхідні відомості щодо конструкцій, не охоплених рамками EN 1999 з частини 1-2 до частини 1-5, слід брати з Національного додатку.

NOTE 1. Partial factors _M1 may be defined in the National Annex. The following numerical values are recommended: _M1 = 1,10; _M2 = 1,25.

NOTE 2. For other recommended numerical values see EN 1999 Part 1-2 to Part 1-5. For structures not covered by EN 1999 Part 1-2 to Part 1-5 the National Annex may give information.

6.1.4 Класифікація поперечних перерізів

6.1.4.1 Основні положення

(1) Класифікація поперечних перерізів необхідна для того, щоб встановити межі, у яких показники міцності та взаємний кут повороту поперечних перерізів, що знахо­дяться по обидва боки від пластичного шарніру, обмежені можливістю місцевої втрати стійкості.

ПРИМІТКА. Див. також Додаток F.

6.1.4 Classification of cross-sections

6.1.4.1 Basis

(1) The role of cross-section classification is to identify the extent to which the resistance and rotation capacity of cross-sections is limited by its local buckling resistance.

NOTE. See also Annex F.

6.1.4.2 Класифікація

(1) Встановлено наступні чотири класи поперечних перерізів:

У поперечних перерізах 1-го класу може утворюватися пластичний шарнір з таким взаємним кутом повороту перерізів, який відповідає пластичному руйнуванню без втрати стійкості.

ПРИМІТКА. Інша інформація щодо поперечних перерізів класу 1 міститься в Додатку G.

У поперечних перерізах 2-го класу розви­вається пластичний момент, але взаємний кут повороту перерізів обмежений можли­вістю втрати стійкості.

У поперечних перерізах 3-го класу розра­хункове напруження у крайньому стисне­ному волокні може досягти умовної межі текучості, проте повному розвиткові пластичного моменту перешкоджає місцева втрата стійкості.

У поперечних перерізах 4-го класу місцева втрата стійкості відбувається до того, як у одній або кількох частинах перерізу досягається умовна межа текучості.

(2) У перерізах 4-го класу для враху­вання зниження опору за рахунок можливої втрати стійкості можна використовувати приведену товщину (див. 6.1.5).

(3) Класифікація поперечного перерізу залежить від співвідношення ширини стис­неного фрагмента перерізу до його товщи­ни.

(4) Стиснутими фрагментами перерізу вважаються будь-які фрагменти, які під ді­єю заданої комбінації навантажень частко­во або повністю перебувають у стані стиску.

(5) Різні стиснуті фрагменти попереч­ного перерізу (наприклад, стінки або поли­ці балок) можуть відноситися до різних класів. Щоб віднести переріз до певного класу, слід вибрати з-поміж класів, до яких належать стиснені фрагменти перерізу, клас із найбільшим номером (тобто найменш сприятливий з точки зору міцності).

(6) Для цілей класифікації розрізняють такі основні типи тонкостінних фрагментів перерізу:

a) плоскі консольні фрагменти;

b) плоскі внутрішні фрагменти;

c) криволінійні внутрішні фрагменти.

Ці фрагменти можуть не мати підсилення або ж бути підсилені поздовжніми ребрами жорсткості, кінцевими загинами або потов­щеннями (див. рисунок 6.1).

6.1.4.2 Classification

(1) Four classes of cross-sections are defined, as follows:

Class 1 cross-sections are those that can form a plastic hinge with the rotation capacity required for plastic analysis without reduction of the resistance.

NOTE. Further information on class 1 cross-sections is given in Annex G.

Class 2 cross-sections are those that can develop their plastic moment resistance, but have limited rotation capacity because of local buckling.

Class 3 cross-sections are those in which the calculated stress in the extreme compression fibre of the aluminium member can reach its proof strength, but local buckling is liable to prevent development of the full plastic moment resistance.

Class 4 cross-sections are those in which local buckling will occur before the attainment of proof stress in one or more parts of the cross-section.

(2) In Class 4 cross-sections effective thickness may be used to make the necessary allowances for reduction in resistance due to the effects of local buckling, see 6.1.5.

(3) The classification of a cross-section depends on the width to thickness ratio of the parts subject to compression.

(4) Compression parts include every part of a cross-section that is either totally or partially in compression under the load combination considered.

(5) The various compression parts in a cross-section (such as web or a flange) can, in general, be in different classes. A cross-section is classified according to the highest (least favourable) class of its compression parts.

(6) The following basic types of thin-walled part are identified in the classification process:

a) flat outstand parts;

b) flat internal parts;

c) curved internal parts.

These parts can be un-reinforced, or reinforced by longitudinal stiffening ribs or edge lips or bulbs (see Figure 6.1).