Страница 15: ДСТУ-Н Б EN 1999-1-1:2010. Єврокод 9. Проектування алюмінієвих конструкцій. Частина 1-1. Загальні правила для конструкцій (60238)

6.2 ОПІР ПОПЕРЕЧНИХ ПЕРЕРІЗІВ

6.2.1 Загальні положення

(1)Р Розрахункове значення діючого фактора в будь-якому поперечному перерізі не повинне перевищувати відповідного розрахункового опору. Якщо ж діє одночасно кілька факторів, то сукуп­ний ефект від них не повинен перевищу­вати граничного значення розрахункового показника для такої комбінації факторів.

(2) Ефект запізнення зсуву слід враховувати шляхом введення розрахункової ширини. Можливість місцевої втрати стійкості слід враховувати, вводячи ефективну товщину; див. 6.1.5. Як альтернативу також можна використо­вувати еквівалентну ширину.

ПРИМІТКА. Щодо ефекту запізнення зсуву див. Додаток К.

(3) Розрахункові граничні значення, які характеризують опір перерізів, залежать від того, до якого класу належить той чи інший переріз за наведеною раніше класифікаці­єю.

(4) Для всіх класів поперечних перері­зів можна виконувати перевірку опору втраті несучої здатності у пружній області роботи за умови, що для перевірки перерізів 4-го класу використовуватимуть­ся розрахункові параметри перерізів.

(5) Як критерій втрати несучої здат­ності можна використовувати наступний критерій текучості у деякій критичній точці перерізу, окрім тих випадків, коли мають застосовуватися інші теорії (див. 6.2.7 – 6.2.10):

6.2 RESISTANCE OF CROSS-SECTIONS

6.2.1 General

(1)P The design value of an action effect in each cross-section shall not exceed the corresponding design resistance and if several action effects act simultaneously the combined effect shall not exceed the resistance for that combination.

(2) Shear lag effects should be included by an effective width. Local buckling effects should be included by an effective thickness, see 6.1.5. As an alternative, equivalent effective width may also be used.

NOTE. For the effect of shear lag, see Annex К.

(3) The design values of resistance depend on the classification of the cross-section.

(4) Verification according to elastic resistance may be carried out for all cross-sectional classes provided the effective cross-sectional properties are used for the verification of class 4 cross-sections.

(5) For the resistance the following yield criterion for a critical point of the cross-section may be used unless other interaction formulae apply, see 6.2.7 to 6.2.10.

^{; (6.15)}

^{,,, (6.15a,b,c)}

де:

 розрахункове значення місцевого поздовжнього напруження в даній точці;

 розрахункове значення місцевого поперечного напруження в даній точці;

 розрахункове значення місцевого зсувного напруження в даній точці.

 постійна величина, див. примітку 2.

ПРИМІТКА 1. Перевірка за формулою 6.2.1(5) може давати оцінку з запасом, оскільки при цьому тільки частково враховується розподіл пластичних напружень, які виникають навіть при розрахунку конструкцій у пружній області роботи. Тому таку перевірку слід виконувати тільки тоді, коли немає змоги застосувати комплексний критерій втрати несучої здатності.

ПРИМІТКА 2. Постійна величина C у критерії (6.15) береться з Національного додатка України №2. Рекомендоване числове значення C=1,2.

where:

 is the design value of the local longitudinal stress at the point of conside­ration;

 is the design value of the local transverse stress at the point of consideration;

 is the design value of the local shear stress at the point of consideration.

is a constant, see note 2.

NOTE 1. The verification according to 6.2.1(5) can be conservative as it only partially allow for plastic stress distribution, which is permitted in elastic design. Therefore it should only be performed where the interaction on the basis of resistances cannot be performed.

NOTE 2. The constant С in criterion (6.15) may be defined in the National Annex. The numerical value С=1,2 is recommended.

6.2.2 Характеристики поперечних пере­різів

6.2.2.1 Переріз брутто

(1) Характеристики поперечного пере­різу брутто (A_g) повинні визначатися за його номінальними розмірами. Можна не брати до уваги отвори для кріпильних деталей, проте слід ввести поправки для більших пройм. Матеріал стиків та з’єдну­вальних накладок враховувати не треба.

6.2.2 Section properties

6.2.2.1 Gross cross-section

(1) The properties of the gross cross-section (A_g) should be found by using the nominal dimensions. Holes for fasteners need not be deducted, but allowance should be made for larger openings. Splice materials and battens should not be included.

6.2.2.2 Площа нетто

(1) Площа нетто поперечного перерізу (A_net) обчислюється шляхом віднімання від площі брутто відповідних допусків на отвори, пройми та пришовні зони зварних швів.

(2) Поправка, яка віднімається від пло­щі перерізу брутто для врахування наяв­ності одиночного кріпильного отвору, до­рівнює площі брутто цього отвору у пло­щині його осі. Для отворів під потайні головки болтів необхідно також перед­бачити відповідні поправки.

(3) Якщо отвори для кріпильних дета­лей розташовані не в шаховому порядку, то загальна площа, яку треба відняти від площі брутто перерізу, дорівнює макси­мальній сумі площ перерізів отворів у будь-якій площині перерізу, перпендику­лярній до осі елемента (див. площину руйнування 1 на рисунку 6.7).

ПРИМІТКА. Вказана максимальна сума визначає положення лінії руйнування.

(4) Якщо отвори для кріплення розта­шовані у шаховому порядку, то загальна площа, яку слід відняти від площі перерізу брутто для їх врахування, повинна дорів­нювати більшій з двох наступних величин (див. рисунок 6.7):

a) поправці для отворів, розташованих не в шаховому порядку, з (3);

b) величині _, де  величина, менша з двох наступних:

6.2.2.2 Net area

(1) The net area of a cross-section (A_net) should be taken as the gross area less appropriate deductions for holes, other openings and heat affected zones.

(2) For calculating net section properties, the deduction for a single fastener hole should be the gross cross-sectional area of the hole in the plane of its axis. For countersunk holes, appropriate allowance should be made for the countersunk portion.

(3) Provided that the fastener holes are not staggered, the total area to be deducted for the fastener holes should be the maximum sum of the sectional areas of the holes in any cross-section perpendicular to the member axis (see failure plane 1 in Figure 6.7).

NOTE. The maximum sum denotes the position of the critical failure line.

(4) Where the fastener holes are staggered, the total area to be deducted for fastener holes should be the greater of (see Figure 6.7):

a) the deduction for non-staggered holes given in (3);

b) a deduction taken as where is the lesser of:

^{або, (6.16)}

де:

d  діаметр отвору;

s  поздовжній інтервал між отворами, тоб­то інтервал між двома сусідніми отворами, вимірюваний паралельно осі елемента;

p інтервал між центрами цих же отворів, вимірюваний перпендикулярно до осі;

t  товщина (або розрахункова ефективна товщина в елементі з пришовними зонами)

where:

d – is the diameter of hole;

s – is staggered pitch, the spacing of the centres of two consecutive holes in the chain measured parallel to the member axis;

p – is the spacing of the centers of the same two holes measured perpendicular to the member axis;

t – is the thickness (or effective thickness in a member containing HAZ material).

Рисунок

6.7

Отвори, розташовані в шаховому порядку, і лінії руйнування 1, 2 та 3

Figure

6.7

Staggered holes and critical fracture lines 1, 2 and 3

Рисунок

6.8

Кутики з отворами в обох полицях

Figure

6.8

Angles with holes in both legs

(5) У кутиках або інших елементах, що мають отвори в кількох площинах, інтервал p слід вимірювати уздовж центру товщини матеріалу (див. рисунок 6.8).

(5) In an angle or other member with holes in more than one plane, the spacing p should be measured along the center of thickness of the material (see Figure 6.8).

6.2.2.3 Ефект запізнення зсуву

(1) Необхідно враховувати вплив ефекту запізнення зсуву полиць на їхню здатність опиратися втраті стійкості та розриву.

ПРИМІТКА. Рекомендації щодо ефекту запізнення зсуву містяться в Додатку К.

6.2.2.3 Shear lag effects

(1) The effect of shear lag on the buckling and rupture resistance of flanges should be taken into account.

NOTE. Recommendations for the effect of shear lag are given in Annex K.

6.2.3 Розтяг

(1)Р Розрахункове значення розтягуваль­ної сили повинне задовольняти фор­мулу:

6.2.3 Tension

(1)P The design value of the tensile force shall satisfy:

^{; (6.17)}

(2) Розрахунковий показник опору розтягу поперечного перерізу слід визначати як менше з двох значеньі , де:

a) загальний пластичний опір уздовж елемента:

2) The design tension resistance of the cross-section should be taken as the lesser of and where:

a) general yielding along the member:

^{, (6.18)}

b) межа місцевого руйнування у перерізі з отворами:

b) local failure at a section with holes:

, ^(6.19a)

c) межа місцевого руйнування у перерізі з пришовними зонами:

c) local failure at a section with HAZ:

, ^(6.19b)

A_g або площа перерізу брутто, або приведена площа поперечного перерізу з урахуванням зниженої міцності матеріалу у пришовних зонах поздовжніх зварних швів. В останньому випадку для обчислення значення A_g береться приведена площа, яка дорівнює величині , помноженій на площу пришовної зони; див. 6.1.6.2.

A_net площа перерізу нетто за винятком поправок на отвори та, якщо це необхідно, поправки, яка враховує ефект знеміцнення матеріалу в пришовній зоні через наявність отвору. Остання поправка обчислюється на основі приведеної товщини .

A_eff ефективна площа перерізу, яка обчислюється на основі приведеної товщини .

(3) Дані для кутиків, з’єднаних однією полицею, див. у 6.3.1.5. Аналогічні мірку­вання застосовуються до інших типів перерізів, у яких елементи з’єднані через консольні виступи  такі як таври або швелери.

(4) Рекомендації для отворів, розміще­них у шаховому порядку, див. у 6.2.2.2.

A_g is either the gross section or a reduced cross-section to allow for HAZ softening due to longitudinal welds. In the latter case A_g is found by taking a reduced area equal to times the area of the HAZ, see 6.1.6.2.

A_net is the net section area, with deduction for holes and a deduction if required to allow for the effect of HAZ softening in the net section through the hole. The latter deduction is based on the reduced thickness of .

A_eff is the effective area based on the reduced thickness of .

(3) For angles connected through one leg see 6.3.1.5. Similar consideration should also be given to other types of sections connected through outstands such as T-sections and channels.

(4) For staggered holes, see 6.2.2.2.

6.2.4 Стиск

(1)Р Розрахункове значення сили осьово­го стиску повинне задовольняти фор­мулу

6.2.4 Compression

(1)P The design value of the axial compression force shall satisfy:

^{. (6.20)}

(2) Розрахунковий опір при рівномір­ному стиску має вибиратися як мен­ше з двох значень і , де:

(2) The design resistance for uniform compression should be taken as the lesser ofand and where:

a) у перерізах з незаповненими отворами:

a) in sections with unfilled holes

, ^(6.21)

b) в інших перерізах

b) other sections

, ^(6.22)

де:

 площа перерізу нетто за винятком поправок на незаповнені отвори і знеміц­нення матеріалу в пришовних зонах, якщо необхідно; див. 6.2.2.2. Що стосується отворів, розташованих у ділянках з приведеною товщиною, поправки для них можна обчислювати на основі приведеної товщини замість повної товщини;

 розрахункова площа перерізу, обчислена на основі приведеної товщини з урахуванням можливої втрати стійкості і знеміцнення матеріалу у пришовних зонах, але без урахування незаповнених отворів.

in which:

 is the net section area, with deductions for unfilled holes and HAZ softening if necessary. See 6.2.2.2. For holes located in reduced thickness regions the deduction may be based on the reduced thickness, instead of the full thickness;

 is the effective section area based on reduced thickness allowing for local buckling and HAZ softening but ignoring unfilled holes.

6.2.5 Згинальний момент

6.2.5.1 Основні положення

(1)Р Розрахункове значення згинального моменту у кожному поперечному перерізі повинно задовольняти формулу

6.2.5 Bending moment

6.2.5.1 Basis

(1)P The design value of the bending moment at each cross section shall satisfy

^{. (6.23)}

(2) Розрахунковий опір згину відносно однієї головної осі поперечного перерізу визначається як менша з двох величин і , де:

(2) The design resistance for bending about one principal axis of a cross section is determined as the lesser of and where:

 у перерізі нетто

– in a net section and

^{; (6.24)}

 у довільному поперечному перерізі

– at each cross-section

, ^(6.25)

де:

 коефіцієнт форми перерізу, див. таблицю 6.4;

 пружний момент опору перерізу брутто (див.6.2.5.2);

 пружний момент опору перерізу нетто з урахуванням поправок на отвори і знеміцнення матеріалу у пришовній зоні за наявності зварних швів (див. 6.2.5.2). Остання поправка обчислюється за приведеною товщиною .

where:

is the shape factor, see Table 6.4;

is the elastic modulus of the gross section (see 6.2.5.2);

is the elastic modulus of the net section allowing for holes and HAZ softening, if welded (see 6.2.5.2). The latter deduction is based on the reduced thickness of

Таблиця

6.4

Значення коефіцієнта форми 

Table

6.4

Values of shape factor 

Клас поперечного перерізу

Cross-section class

Без швів

Without welds

За наявності поздовжніх швів

With longitudinal welds

1

2

3

4

*) ПРИМІТКА. Ці формули дають результати з запасом. За більш точними даними слід звертатися до Додатка F

*) NOTE. These formulae are on the conservative side. For more refined value, recommendations are given in Annex F