Страница 16: ДСТУ-Н Б EN 1993-4-1:20ХХ. Проектування сталевих конструкцій. Частина 4-1. Силоси (60349)

Рисунок

8.1 -

Приблизні форми кільця

Figure

8.1 -

_{Example ring forms}

8.1.5 Обмеження на розміщення кільця

8.1.5 Limitations on ring placement

(1) Зміщення будь-якої кільчастої пластини або кільця по вертикалі відносно центру перехідного сполучення не повинне перевищувати , де - це товщина листа циліндра, хіба що для перевірки ефекту ексцентриситету виконується розрахунок вигину оболонки відповідно до EN 1993-1-6.

(1) The vertical eccentricity of any annular plate or ring from the transition joint centre should not be greater than , where is the thickness of the cylinder plate, unless a shell bending calculation according to EN 1993-1-6 is carried out to check the effect of the eccentricity.

Примітка. Це правило пов'язане з тим, що розміщення кілець на більшій відстані від перехідного сполучення виявилося неефективним; див. рисунок 8.2.

NOTE: This rule arises from the ineffectiveness of rings placed further than this from the junction, see figure 8.2.

(2) Спрощені правила, приведені в 8.2, застосовуються тільки в тих випадках, коли виконується ця вимога.

(2) The simplified rules in 8.2 apply only where this requirement is met.

8.2 Аналіз сполучення

8.2 Analysis of the junction

8.2.1 Загальні положення

8.2.1 General

(1) Перехідне сполучення бункера класу наслідків 1 можна розрахувати, використовуючи прості вирази і навантаження з суміжних сегментів оболонки, які виводяться за допомогою мембранної теорії.

(1) For silos in Consequence Class 1, the transition junction may be analysed using simple expressions and loadings from adjacent shell segments derived from membrane theory.

(2) Якщо розрахунки перехідного сполучення виконувати на ЕОМ, вони повинні задовольняти вимогам
EN 1993-1-6.

(2) Where a computer calculation of the transition junction is performed, it should satisfy the requirements of EN 1993-1-6.

(3) Якщо розрахунки на ЕОМ не застосовуються і бункер підтримується рівномірно, може бути зроблений аналіз зони перехідного сполучення відповідно до 8.2.2.

(3) Where a computer calculation is not used and the silo is uniformly supported, the analysis of the junction may be undertaken using 8.2.2.

(4) Якщо розрахунки на ЕОМ не застосовуються і бункер підтримується відособленими опорами чи поясами, аналіз перехідного сполучення повинен проводитися відповідно до 8.2.3.

(4) Where a computer calculation is not used and the silo is supported on discrete supports or columns, the analysis of the junction should be undertaken using 8.2.3.

Рисунок

8.2 -

Розвиток мембранних напружень в кільці і суміжній

оболонці, якщо кільце зміщене відносно центру

Figure

8.2 -

_{Membrane stresses developed in a ring and adjacent shell when}

_{the ring is eccentric}

8.2.2 Перехідні сполучення з однорід-ною підтримкою

8.2.2 Uniformly supported transition junctions

(1) Ефективний переріз перехідного сполучення повинен оцінюватися таким чином: сегменти оболонки, які сполучаються в центрі з'єднання, мають бути поділені на верхні (група A) і нижні (група B); див. рисунок 8.3(a). Із самого початку усіма сегментами кільчастої пластини на рівні центру сполучення можна нехтувати. Якщо до кільчастої пластини прикріпити вертикальну підпору в іншій радіальній координаті відносно центру сполучення, її, наряду з іншими сегментами, можна розглядати в якості сегменту оболонки; див.
рисунок 8.3.

(1) The effective section of the transition junction should be evaluated as follows: the shell segments meeting at the joint centre should be separated into those above (Group A) and those below (Group B), see figure 8.3 (a). All annular plate segments at the level of the joint centre should be initially ignored. Where a vertical leg is attached to the annular plate at a different radial coordinate from the joint centre, it should be treated as a shell segment in the same manner as the others, see figure 8.3.

а) геометрія

b) ефективність кільцевої балки при стиску у кільцевому напрямі

a) Geometry

b) Effective ring beam for circumferential compression

Рисунок

8.3 -

Ефективний переріз циліндра, хопера і перехідного кільця

Figure

8.3 -

_{Effective section of the cylinder / hopper / ring transition}

(2) Еквівалентна товщина сегментів і в кожній групі визначається, виходячи з наступних виразів:

(2) The equivalent thickness and of each group should be determined from:

(8.1)

(8.2)

(3) Співвідношення α-тонших сегмен-тів до товщих сегментів відповідної групи листів повинне визначатися, виходячи з виразу:

(3) The ratio α of the thinner to the thicker equivalent plate group should be determined from:

(8.3)

при with: (8.4)

(8.5)

(4) В одній з двох груп з тоншими листами ефективна довжина кожного сегменту оболонки повинна визначатися виходячи з виразу:

(4) For the thinner of these two groups, the effective length of each shell segment should be determined from:

(8.6)

де кут між центральною лінією оболонки і осьовою лінією бункера (неповний кут у вершині конуса) для цього листа. Корисна площа поперечного перерізу кожного сегменту оболонки повинна визначатися виходячи з виразу:

where is the angle between the shell centreline and the silo axis (cone apex half angle) for that plate. The effective cross-sectional area of each shell segment should be determined from:

(8.7)

З двох груп, в групі з товщими листами корисна площа поперечного перерізу кожного сегменту оболонки повинна визначатися виходячи з виразу:

For the thicker of these two groups, the effective length of each shell segment should be determined from:

. (8.8)

У цій групі корисна площа поперечного перерізу кожного сегменту оболонки повинна визначатися виходячи з виразу:

For this group, the effective cross-sectional area of each shell segment should be determined from:

. (8.9)

(5) Корисна площа поперечного перерізу кільчастої пластини, сполученої з вузлом з'єднання через центр сполучення, повинна визначатися виходячи з виразу:

(5) The effective cross-sectional area of the annular plate joining into the junction at the joint centre should be determined from:

, (8.10)

де:

радіус циліндричної стінки бункера;

where:

is the radius of the silo cylinder wall;

радіальна ширина кільця з кільчастих пластин;

is the radial width of the annular plate ring;

товщина кільця з кільчастих пластин.

is the thickness of the annular plate ring.

(6) Загальна корисна площа кільця при підвищенні сили стиску в кільцевому напрямі повинна визначатися виходячи з виразу:

(6) The total effective area of the ring in developing circumferential compression should be determined from:

(8.11)

(7) Якщо сполучення складається тільки з циліндра, юбки і хопера (див. рисунок 8.4), загальна корисна площа кільця може бути розрахована за допомогою альтернативного виразу:

(7) Where the junction consists only of a cylinder, skirt and hopper (see figure 8.4), the total effective area of the ring may be alternatively found from:

(8.12)

при with: (8.13)

(8.14)

де:

радіус циліндричної стінки бункера;

where:

is the radius of the silo cylinder wall;

товщина стінки циліндра;

is the thickness of the cylinder;

товщина листа юбки;

is the thickness of the skirt;

товщина стінки хопера;

is the thickness of the hopper;

корисна площа кільця з кільчастих пластин.

is the effective area of the annular plate ring.

Рисунок

8.4 -

Представлення простого перехідного з'єднання з кільчастих пластин

Figure

8.4 -

_{Notation for simple annular plate transition junction}

(8) Якщо в перехідному сполученні використовуються профілі, які мають більш складну геометрію, при оцінці перехідного сполучення повинні вважатися корисними тільки сегменти кільчастої пластини, що задовольняють умові 8.1.5(1).

(8) Where sections of more complex geometry are used at the transition junction, only ring plate segments meeting the condition of 8.1.5(1) should be deemed to be effective in the evaluation of the junction.

(9) Розрахункове значення ефективної сили стиску в кільцевому напрямі яка розвивається в сполученні, повинне визначатися виходячи з виразу:

(9) The design value of the effective circumferential compressive force developed in the junction should be determined from:

(8.15)

де (див. рисунок 8.5):

радіус циліндричної стінки бункера;

where (see figure 8.5):

is the radius of the silo cylinder wall;

половиний кут хопера (у верхній частині);

is the half angle of the hopper (at the top);

ефективна довжина циліндричного сегменту над перехідним сполученням (див. (4));

is the effective length of the cylinder segment above the transition (see (4));

ефективна довжина сегменту хопера (див. (4));

is the effective length of the hopper segment (see (4));

розрахункове значення меридіаль-ного напруження на одиницю кола у верхній частині хопера;

is the design value of the meridional tension per unit circumference at the top of thehopper;

усереднений тиск на ефективну довжину циліндричного сегменту;

is the mean local pressure on the effective length of the cylinder segment;

усереднений тиск на ефективну довжину сегменту хопера

is the mean pressure on the effective length of the hopper segment;

коефіцієнт тертя стінки хопера.

is the hopper wall friction coefficient.

Рисунок

8.5 -

Локальний тиск і результуючі навантаження на перехідне кільце внаслідок

мембранного напруження

Figure

8.5 -

_{Local pressures and membrane stress resultant loadings on the transition ring}

(10) Максимальне розрахункове напру-ження при стиску σ_uθ,Ed для сполучення, що має рівномірну підтримку, повинне визначатися виходячи з виразу:

(10) The maximum design compressive stress σ_uθ,Ed for the uniformly supported junction should be determined from:

; (8.16)

, (8.17)

де:

ефективна сила стискування в кільцевому напрямі; див. (9);

where:

is the effective circumferential compressive force, see (9);

загальна корисна площа кільця; див. (7);

is the total effective area of the ring, see (7);

радіус циліндричної стінки бункера;

is the radius of the silo cylinder wall;

ширина кільчастої пластини.

is the width of the annular plate.

8.2.3 Кільцева балка перехідного сполучення

8.2.3 Transition junction ring girder

(1) При розрахунку бункерів класу наслідків 3, повинен проводитися чисельний аналіз конструкції, який доз­воляє моделювати усі елементи з листа, на кшталт сегментів оболонки, і не припускає дію призматичної балки на будь-який криволінійний елемент. Цей аналіз повинен враховувати кінцеву ширину відособлених опор.

(1) For silos in Consequence Class 3, a numerical analysis of the structure should be carried out, that models all plate elements as shell segments, and does not assume prismatic beam action in any curved element. The analysis should take account of the finite width of the discrete supports.

(2) Стосовно бункерів інших класів наслідків мають бути розраховані згинні і крутні моменти в зоні кільцевої балки з урахуванням ексцентриситету при завантаженні і з опорою на центр тяжіння кільцевої балки.

(2) For silos in other Consequence Classes, the bending moments and torques within the ring girder should be calculated, accounting for the eccentricities of loading and support from the ring girder centroid.

(3) Загальний осьовий тиск стиску-вання в кільцевому напрямі, що виник у балці, повинен прийматися, як незмінний по периметру кола. Він визначається з виразу:

(3) The total circumferential compressive thrust developed in the girder should be assumed invariant around the circumference and determined from:

(8.18)

де (див. рисунок 8.5:

радіус циліндричної стінки бун-кера;

where (see figure 8.5):

is the radius of the silo cylinder wall;

половиний кут хопера (у верхній частині);

is the half angle of the hopper (at the top);

корисна довжина циліндричного елементу вища за перехідну зону (див. 8.2.2 (4));

is the effective length of the cylinder segment above the transition (see 8.2.2 (4));

корисна довжина сегменту хопера (див. 8.2.2 (4));

is the effective length of the hopper segment (see 8.2.2 (4));

розрахункове значення меридіаль-ного натягу на одиницю кола у вершині хопера;

is the design value of the meridional tension per unit circumference at the top of thehopper;

локальний тиск на ефективній довжині сегменту циліндра;

is the mean local pressure on the effective length of the cylinder segment;

тиск на ефективній довжині сегменту бункера;

is the mean pressure on the effective length of the hopper segment;

коефіцієнт тертя стінки хопера.

is the hopper wall friction coefficient.

(4) Зміна кільцевої координати розрахункового згинного моменту відносно горизонтальної (радіальної) осі (позитивний згинаючий момент) і розрахункового крутильного моменту в кільцевій балці повинна бути прийнята із:

(4) The variation with circumferential coordinate of the design bending moment about the horizontal (radial) axis (sagging positive) and the design torsional moment in the ring girder should be taken as:

(8.19)

(8.20)

при with: (8.21)

де (див. рисунок 8.6):

кільцева координата (у радіанах), що виміряється у вихідній точці координат однієї опори;

where (see figure 8.6):

is the circumferential coordinate (in radians) measured from an origin at one support;

периферичний кут в радіанах, напівпрогоної кільцевої балки;

is the circumferential angle in radians subtended by the half span of the ring girder;

кількість рівновіддалених від-особлених опор;

is the number of equally spaced discrete supports;

радіус центру тяжіння кільцевої балки;

is the radius of the ring girder centroid;

радіальний ексцентриситет цилінд-ра відносно центру тяжіння кільцевої балки (позитивний, якщо центр тяжіння має більший радіус);

is the radial eccentricity of the cylinder from the ring girder centroid (positive where the centroid is at a larger radius);

радіальний ексцентриситет опори відносно центру тяжіння кільцевої балки (позитивний, якщо центр тяжіння має більший радіус);

is the radial eccentricity of the support from the ring girder centroid (positive where the centroid is at a larger radius);

вертикальний ексцентриситет центру з'єднання відносно центру тяжіння кільцевої балки (позитивний, якщо центр тяжіння знаходиться нижче центру з'єднання);

is the vertical eccentricity of the joint centre from the ring girder centroid (positive where the centroid lies below the joint centre).

розрахункове значення резуль-туючої стискуючої мембранного напру-ження в основі циліндра;

is the design value of compressive membrane stress resultant at the base of the cylinder:

розрахункове значення резуль-туючої розтягуючої мембранного напру-ження у вершині хопера.

is the design value of tensile membrane stress resultant at the top of the hopper.

(5) Пікові значення розрахункового згинного моменту відносно радіальної осі, які зустрічаються над опорою і в середині прогону повинні визначатися з:

(5) The peak values of the design bending moment about the radial axis that occur over the support and at midspan should be determined from:

(8.22)

(8.23)

(6) Якщо застосовується кільцева балка з відкритим перерізом, необхіно припускати, що опір крутильному моменту виявляється повністю за рахунок деформації, якщо не проводити більш точний аналіз. Якщо деформація протидіє крутильному моменту, пікові розрахункові значення згинного моменту відносно вертикальної осі в кожній полиці мають прийматися у вигляді в опорі і в середині прогону і можуть бути обчислені таким чином:

(6) Where an open section ring girder is used, the torque should be assumed to be resisted entirely by warping, unless a more precise analysis is used. Where warping resists the torques, the peak design values of flange moment about a vertical axis in each flange should be taken as given by at the support and at midspan, obtained as follows:

(8.24)

(8.25)

де відстань по вертикалі між полицями кільцевої балки.

where is the vertical separation between the flanges of the ring girder.