Страница 9: ДСТУ-Н Б EN 1993-4-1:20ХХ. Проектування сталевих конструкцій. Частина 4-1. Силоси (60349)

Тип з'єднання

Joint type

Ескіз

Sketch

Значення j_i

Value of j_i

Двосторонній звар-ний шов внахлест

Double welded lap

Односторонній звар-ний шов внахлест

Single welded lap

(4) У болтовій конструкції розрахун-ковий опір з'єднання в площі перерізу нетто повинен оцінюватися за допомогою результуючих мембранного напруження таким чином:

(4) In bolted construction the design resistance at net section failure at the joint should be assessed in terms of membrane stress resultants as follows:

- меридіальний опір

(for meridional resistance)

(5.7)

- кільцевий опір

(for circumferential resistance)

(5.8)

- опір зсуву

(for shear resistance)

(5.9)

(5) Проектування болтових з'єднань повинне виконуватися у відповідності до EN 1993-1-8 або EN 1993-1-3. Згідно
EN 1993-1-1 при необхідності повинен враховуватися вплив кріпильних отворів при відповідних вимогах до розтягу, стиску або зсуву.

(5) The design of bolted connections should be carried out in accordance with EN 1993-1-8 or EN 1993-1-3. The effect of fastener holes should be taken into account according to EN 1993-1-1 using the appropriate requirements for tension or compression or shear as appropriate.

(6) Опір локальним навантаженням в результаті кріплення обладнання повинен розподілятися згідно з детальним описом в 5.4.6.

(6) The resistance to local loads from attachments should be dealt with as detailed in 5.4.6.

(7) В усіх точках конструкції розрахункове напруження повинне задовольняти наступній умові:

(7) At every point in the structure the design stresses should satisfy the condition:

(5.10)

(8) В усіх точках конструкції результуючі розрахункового напруження повинні задовольняти відповідним умовам, серед яких є наступні :

(8) At every joint in the structure the design stress resultants should satisfy the relevant conditions amongst:

(5.11)

(5.12)

(5.13)

5.3.2.4 Повздовжній згин під впливом осьового стиску

5.3.2.4 Buckling under axial compression

(1) При осьовому стиску розрахун-ковий опір повздовжньому вигину повинен визначатися в усіх точках оболонки з використанням встановленних нормативних допусків на виготовлення будівельних конструкцій, сили супутнього гарантованого внутрішнього тиску , і рівномірно розподіленого стискуючого напруження в кільцевому напрямі. Розрахунки повинні проводитися для усіх точок стінки оболонки. При розрахунках повздовжнього вигину стискуючі мембранні сили повинні розглядатися як позитивні, щоб уникнути широко поширеного використання від’ємних чисел.

(1) Under axial compression, the design resistance against buckling should be determined at every pointin the shell using the prescribed fabrication tolerance quality of construction, the intensity of the guaranteed co-existent internal pressure, and the circumferential uniformity of the compressive stress. The design should consider every point on the shell wall. In buckling calculations, compressive membrane forces should be treated as positive to avoid the widespread use of negative numbers.

(2) Встановлені рівні якості допуску на виготовлення будівельних конструкцій оцінюються відповідно до таблиці 5.1.

(2) The prescribed fabrication tolerance quality of construction should be assessed as set out in table 5.1.

Таблиця

5.1 –

_{Класи якості допуску на виготовлення}

_Table

5.1 –

_{Fabrication tolerance quality classes}

Якість допуску на виготовлення будівельних конструкцій

Fabrication tolerance quality of construction

Параметр якості, Q

Quality

parameter, Q

Обмеження по класу надійності

Reliability class restrictions

Стандартна

Normal

16

Обов'язковий, якщо проект бункера розроблений згідно з правилами для класу наслідків 1

Compulsory when the silo is designed to Consequence Class 1 rules

Висока

High

25

Відмінна

Excellent

40

Допускається тільки у випадках, якщо проект бункера розроблений згідно з правилами для класу наслідків 3

Only permitted when the silo is designed to Consequence Class 3 rules

Примітка. Вимоги до допусків на виготовлення відносно до класу наслідків якості допусків на виготовлення будівельних конструкцій викладені в стандартах EN 1993-1-6 і EN 1090.

NOTE: The tolerance requirements for the Fabrication Tolerance Consequence Quality Classes are set out in EN 1993-1-6 and EN 1090.

(3) Типовий недолік поширеності (діапазону) дефекту має бути прийнятий як:

(3) The representative imperfection amplitude should be taken as:

(5.14)

(4) Коефіцієнт зменшення пружної деформації за відсутності надмірного тиску повинен визначатися як:

(4) The unpressurised elastic imperfection reduction factor should be found as:

(5.15)

де параметр неоднорідності напруження – це одиниця у разі рівномірно розподіленого стиску в кільцевому напрямі, представлена в (8) для неоднорідного стиску.

where the stress non-uniformity parameter ψ is unity in the case of circumferentially uniform compression, but is given in paragraph (8) for non-uniform compression.

(5) Якщо у бункері створюється надмірний внутрішній тиск, коефіцієнт зменшення пружньої деформації має бути прийнятий за найменшу з двох наступних величин: і , що визначаються відповідно до локального значення внутрішнього тиску . У бункерах, спроектованих згідно з правилами для класу наслідків 1, значення коефіцієнта пружної деформації не повинне перевищувати .

(5) Where the silo is internally pressurised, the elastic imperfection reduction factor should be taken as the smaller of the two following values: and , determined according to the local value of internal pressure . For silos designed to Consequence Class 1 rules, the elastic imperfection factor should not be taken as greater than .

(6) Коефіцієнт зменшення пружної деформації при надмірному тиску повинен грунтуватися на найменшому значенні локального внутрішнього тиску (значення, наявність якого може бути гарантовано) в місці розташування точки, що підлягає оцінці, і при врахуванні осьового стиску:

(6) The elastic pressurised imperfection reduction factor should be based on the smallest local internal pressure (a value that can be guaranteed to be present) at the location of the point being assessed, and coexistent with the axial compression:

(5.16)

при:

with:

(5.17)

де:

мінімальне надійне розрахункове значення локального внутрішнього тиску (див. стандарт EN 1991-4);

where:

is the minimum reliable design value of local internal pressure (see EN 1991-4);

критичне напруження повздовж-нього вигину нижча межі пружності (див. вираз 5.28).

is the elastic critical buckling stress (see expression 5.28).

(7) Коефіцієнт зменшення пружної деформації при надмірному тиску повинен грунтуватися на найбільшому локальному внутрішньому тиску в місці розташування точки, що підлягає оцінці, і при врахуванні осьового стиску:

(7) The plastic pressurised imperfection reduction factor should be based on the largest local internal pressure at the location of the point being assessed, and coexistent with the axial compression:

(5.18)

при:

with:

(5.19)

(5.20)

(5.21)

де:

– це найбільше розрахункове значення локального внутрішнього тиску (див. стандарт EN 1991-4).

where:

is the largest design value of the local internal pressure (see EN 1991-4).

(8) Якщо осьове напруження стиску в кільцевому напрямі нерівномірно розподілене, ефект має бути представлений параметром неоднорідності напруження , який визначається на основі лінійного розподілу пружного напруження, вихо-дячи з діючого розподілу осьового напруження стиску. Розподіл осьового мембранного напруження стиску на обраному рівні в кільцевому напрямі повинен трансформуватися, як показано на рисунку 5.2. Розрахункове значення осьового мембранного напруження стиску σ_x,Ed в точках найвищого напруження на цій осі координат позначається як .

(8) Where the axial compression stress is non-uniform around the circumference, the effect should be represented by the stress non-uniformity parameter , which should be determined from the linear elastic stress distribution of acting axial compressive stress distribution. The axial compressive membrane stress distribution around the circumference at the chosen level should be transformed as shown in figure 5.2. The design value of axial compressive membrane stress σ_x,Ed at the most highly stressed point at this axial coordinate is denoted as .

Розрахункове значення осьового мембранного напруження на стиску в другій точці на тій же осі координат, віддаленої від першої точки на відстань довжини кола

The design value of axial compressive membrane stress at a second point, at the same axial coordinate, but separated from the first point by the circumferential distance

(5.22)

повинно бути прийнято як

should be taken as .

(9) Коли коефіцієнт напруження

(9) Where the stress ratio

(5.23)

знаходиться в діапазоні вказане вище місце розташування другої точки є задовільним. Якщо значення s виходить за межі цього діапазону, слід вибрати альтернативне значення з тим, щоб значення s визначилося приблизно як . Потім потрібно продовжити наступні розрахунки з погодженою парою значень s і ∆θ.

lies in the range the above location for the second point is satisfactory. Where the value of s lies outside this range, an alternative value of should be chosen so that the value of s is found to be approximately . The following calculation should then proceed with a matched pair of values of s and Δθ.

Рисунок

5.2 –

Представлення локального розподілу результуючої

мембранного напруження в кільцевому напрямі

Figure

5.2 –

Representation of local distribution of axial membrane stress resultant around the circumference

(10) Еквівалент гармоніки j розподілу напруження повинен обчислюватися як:

(10) The equivalent harmonic j of the stress distribution should be obtained as:

(5.24)

а параметр неоднорідності напруження ψ повинен визначатися як:

and the stress non-uniformity parameter ψ should be determined as:

(5.25)

при:

with:

(5.26)

(5.27)

тут представляє значення параметра неоднорідності напруження в умовах загального вигину.

where is the value of stress non-uniformity parameter under global bending conditions.

Примітка. Значення може бути задане в Національному додатку. Рекомендується значення = 0,40.

NOTE: The National Annex may choose the value of . The value = 0,40 is recommended.

(11) Еквівалент гармоніки , при якій дефектність не знижується нижче опору, однорідному критичному прогину при стиску, може бути прийнятий за величину . Звідки знаходимо, що , а значення j слід отримати за .

(11) The equivalent harmonic at which imperfections cause no reduction below the uniform compression critical buckling resistance may be taken as . Where it is found that , the value of j should be taken as .

(12) Коли використовується горизон-тальне з'єднання внахлест, що викликає ексцентриситет осьової сили при проходженні через з'єднання, значення α, приведене вище в (4) – (7), повинне бути зменшено до , якщо ексцентриситет серединної поверхні листів відносно один одному перевищує k_1t, а зміна товщини листа в місці з'єднання складає не більше , де – товщина тоншого листа в з'єднанні. Якщо ексцентриситет складає менше цієї величини або зміна товщини листа більша, немає необхідності зменшувати значення .

(12) Where a horizontal lap joint is used, causing eccentricity of the axial force in passing through the joint, the value of α given in paragraphs (4) to (7) above should be reduced to if the eccentricity of the middle surface of the plates to one another exceeds k_1t and the change in plate thickness at the joint is not more than , where is the thickness of the thinner plate at the joint. Where the eccentricity is smaller than this value, or the change in plate thickness is greater, no reduction need be made in the value of .

Примітка 1. Значення , і можуть бути задані в Національному додатку. Рекомендуються значення , і , де
α представлене як , або , відповідно.

NOTE 1: The National Annex may choose the values of , and . The values , and are recommended, where α is given by , or as appropriate.

Примітка 2. Міцність на повздовжній згин знижується тільки нижче значення, яке в протилежному випадку застосовувалося б, якби нижня складова не мала достатньої товщини, щоб стримати формування слабкішого прогину, коли дефект утворюється безпосередньо над з'єднанням внахлест.

NOTE 2: The buckling strength is only reduced below the value that would otherwise apply if the lower course is not thick enough to restrain the formation of a weaker buckle when an imperfection occurs immediately above the lap joint.

(13) Критичне напруження при повз-довжньому вигині ізотропної стінки розраховується за формулою:

(13) The critical buckling stress of the isotropic wall should be calculated as:

(5.28)

(14) Характеристичне напруження при повздовжньому вигині визначається за допомогою відповідного значення , вказаного в (4), (5), (6), (7) і (8), таким чином:

(14) The characteristic buckling stress should be found, using the appropriate value of from paragraphs (4), (5), (6), (7) and (8) above as:

(5.29)

Примітка. Спеціальні умовні позначення, в яких використовуються і для характеристичного і розрахункового опорів повздовжньому вигину, відповідають приписам стандарту EN 1993-1-6 для оболонкових конструкцій і відрізняються від позначень, детально розглянутих в стандарті
EN 1993-1-1.

NOTE: The special convention using and for characteristic and design buckling resistances follows that of prEN1993-1-6 for shell structures and differs from that detailed in EN1993-1-1.

(15) Коефіцієнт зменшення повздовж-нього вигину повинен визначатися як функція відносної міри зменшення товщини оболонки , виходячи з:

(15) The buckling reduction factor should be determined as a function of the relative slenderness of the shell from:

коли when (5.30)

коли when (5.31)

коли when (5.32)

при:

with:

(5.33)

(5.34)

(5.35)

де α вибирається як величина , , або , відповідно.

where α is chosen as the value of , , or as appropriate.

Примітка. Значення і можуть бути задані в Національному додатку. Рекомендуються значення і.

NOTE: The National Annex may choose the values of and . The values and are recommended.

(16) Розрахункове мембранне напру-ження при повздовжньому вигині визначається за формулою:

(16) The design buckling membrane stress should be determined as:

(5.36)

де величина представлена в 2.9.2.

where is given in 2.9.2.

(17) В усіх точках конструкції результуючі розрахункового напруження повинні задовольняти умові:

(17) At every point in the structure the design stress resultants should satisfy the condition:

(5.37)

(18) Якщо в стінці є з'єднання внахлест, що задовольняє умовам, вказаним в (12), вимір максимального допустимого дефекту не обов'язково повинен робитися поперек самого з'єднання внахлест.

(18) Where the wall contains a lap joint satisfying the conditions defined in (12), the measurement of the maximum permissible measurable imperfection need not be taken across the lap joint itself.

(19) Проектування оболонки, стійкої до повздовжнього вигину під впливом осьового стиску над локальною опорою, в зоні кронштейна (тобто для підтримки портального завантажувального пристрою конвеєра) і поблизу отвору повинно виконуватися відповідно до 5.6.

(19) The design of the shell against buckling under axial compression above a local support, near a bracket (e.g. to support a conveyor gantry), and near an opening should be undertaken as stipulated in 5.6.

5.3.2.5 Повздовжній згин під впливом зовнішнього тиску, часткової внутріш-ньої розрідженості і вітру

5.3.2.5 Buckling under external pressure, internal partial vacuum and wind

(1) Оцінка повздовжнього вигину повинна робитися відповідно до вимог стандарту EN 1993-1-6, яка може бути виконана за допомогою наступних оцінок розрахункового опору.

(1) The buckling assessment should be carried out using EN 1993-1-6, but these may be met using the following assessments of the design resistance.

(2) Нижня кромка циліндричної оболонки має бути надійно закріплена анкерами, щоб протистояти верти-кальному зміщенню; див. 5.4.7.

(2) The lower edge of the cylindrical shell should be effectively anchored to resist vertical displacements, see 5.4.7.

(3) Під впливом вітру або часткової розрідженості стінка бункера повинна розділятися на сегменти, що знаходяться між кільцями жорсткості або ділянками, де змінюються товщина листа чи граничні умови..

(3) Under wind or partial vacuum, the silo wall should be broken into segments lying between stiffening rings or changes of plate thickness or boundary conditions.

(4) Оцінка повздовжнього вигину повинна робитися в кожному сегменті або групі сегментів, де може утворитися потенційна випуклість, включаючи найтонші сегменти і поступово по мірі збільшення товщини додаючи інші сегменти. Найнижчий розрахунковий тиск при повздовжньому вигині визначається, виходячи з цих альтернативних оцінок.

(4) A buckling assessment should be carried out on each segment or potential group of segments where a buckle could form, including the thinnest segment and adding others progressively. The lowest design buckling pressure should be found from these alternative assessments.

(5) Критичний зовнішній тиск на ізотропну стінку при повздовжньому вигині повинен визначатися як:

(5) The critical buckling external pressure for an isotropic wall should be found as:

(5.38)

де:

товщина найтоншої частини стінки;

where:

is the thickness of the thinnest part of the wall;

висота між кільцями жорсткості або границями;

is the height between stiffening rings or boundaries;

коефіцієнт повздовжнього вигину під впливом зовнішнього тиску;

is the external pressure buckling coefficient;

коефіцієнт розподілу вітрового тиску.

is the wind pressure distribution coefficient.

(6) Параметр повинен оцінюватися на підставі стану верхньої кромки відповідно таблиці 5.2.

(6) The parameter should be evaluated based on the condition at the upper edge according to table 5.2.