Єврокод 9. Проектування алюмінієвих конструкцій. Частина 1-1. Загальні правила для конструкцій / Eurocode 9. Design of aluminium structures. Part 1-1. General structural rules

ЗМІСТ

Content

С

ВСТУП

Foreword

XII

Основи програми Єврокодів

Background of the Eurocode programme

1

Статус та галузь застосування Єврокодів

Status and field of application of eurocodes

3

Національні стандарти, що імплементують Єврокоди

National Standards implementing Eurocodes

4

Зв’язки між Єврокодами та гармонізова­ними технічними специфікаціями
(ENs nf ETAs) для виробів

Links between Eurocodes and harmonised technical specifications (ENs and ETAs)
for products

5

Додаткова інформація щодо
EN 1999-1-1

Additional information specific for
EN 1999-1-1

5

Національний додаток до EN 1999-1-1

National annex for EN 1999-1-1

6

1 Загальні положення

1 General

8

1.1 Галузь застосування

1.1 Scope

8

1.1.1 Галузь застосування стандарту
EN 1999

1.1.1 Scope of EN 1999

8

1.1.2 Галузь застосування цього стандарту

1.1.2 Scope of EN 1999-1-1

9

1.2 Нормативні посилання

1.2 Normative references

11

1.2.1 Загальні посилання

1.2.1 General references

11

1.2.2 Посилання щодо проектування конструкцій

1.2.2 References on structural design

11

1.2.3 Посилання щодо алюмінієвих сплавів

1.2.3 References on aluminium alloys

12

1.2.4 Посилання щодо зварювання

1.2.4 References on welding

16

1.2.5 Інші посилання

1.2.5 Other references

16

1.3 Припущення

1.3 Assumptions

17

1.4 Різниця між принципами та правилами використання

1.4 Distinction between principles and application rules

17

1.5 Терміни та визначення

1.5 Terms and definitions

17

1.6 Позначення

1.6 Symbols

19

1.7 Умовні позначення для осей елемента

1.7 Conventions for member axes

37

1.8 Специфікація на виконання робіт

1.8 Specification for execution of the work

38

2 Основи проектування

2 Basis of design

40

2.1 Вимоги

2.1 Requirements

40

2.1.1 Основні вимоги

2.1.1 Basic requirements

40

2.1.2 Управління надійністю

2.1.2 Reliability management

40

2.1.3 Проектний термін експлуатації, довговічність і міцність

2.1.3 Design working life, durability and robustness

41

2.2 Принципи проектування за граничними станами

2.2 Principles of limit state design

41

2.3 Основні змінні

2.3 Basic variables

41

2.3.1 Навантаження та впливи навколишнього середовища

2.3.1 Actions and environmental influences

41

2.3.2 Властивості матеріалів і виробів

2.3.2 Material and product properties

42

2.4 Перевірка методом коефіцієнтів надійності

2.4 Verification by the partial factor method

42

2.4.1 Розрахункові значення властивостей матеріалів

2.4.1 Design value of material properties

42

2.4.2 Розрахункові значення геометричних даних

2.4.2 Design value of geometrical data

42

2.4.3 Розрахункові значення опорів

2.4.3 Design resistances

43

2.4.4 Перевірка статичного стану рівноваги (РІВ)

2.4.4 Verification of static equilibrium (EQU)

43

2.5 Розрахунок, що супроводжується тестуванням

2.5 Design assisted by testing

43

3 Матеріали

3 Materials

45

3.1 Загальні положення

3.1 General

45

3.2 Конструкційний алюміній

3.2 Structural aluminium

45

3.2.1 Номенклатура матеріалів

3.2.1 Range of materials

45

3.2.2 Властивості деформівних алюмінієвих сплавів

3.2.2 Material properties for wrought aluminium alloys

46

3.2.3 Властивості матеріалів для ливарних алюмінієвих сплавів

3.2.3 Material properties for cast aluminium alloys

53

3.2.4 Розміри, маса та допуски

3.2.4 Dimensions, mass and tolerances

54

3.2.5 Розрахункові значення констант матеріалу

3.2.5 Design values of material constants

55

3.3 Сполучні пристрої

3.3 Connecting devices

55

3.3.1 Загальні положення

3.3.1 General

55

3.3.2 Болти, гайки і шайби

3.3.2 Bolts, nuts and washers

55

3.3.3 Заклепки

3.3.3 Rivets

58

3.3.4 Зварювальні витратні матеріали

3.3.4 Welding consumables

58

3.3.5 Склеювальні речовини

3.3.5 Adhesives

60

4 Довговічність

4 Durability

61

5 Розрахунок конструкцій

5 Structural analysis

62

5.1 Моделювання конструкцій для проведення розрахунку

5.1 Structural modelling for analysis

62

5.1.1 Моделювання кострукції та основні припущення

5.1.1 Structural modelling and basic assumptions

62

5.1.2 Моделювання з'єднань

5.1.2 Joint modelling

62

5.1.3 Взаємодія між конструкцією та землею

5.1.3 Ground-structure interaction

63

5.2 Розрахунок системи в цілому

5.2 Global analysis

63

5.2.1 Вплив деформованої геометрії на конструкцію

5.2.1 Effects of deformed geometry of the structure

63

5.2.2 Стійкість рамних конструкцій

5.2.2 Structural stability of frames

64

5.3 Недосконалості

5.3 Imperfections

66

5.3.1 Основні положення

5.3.1 Basis

66

5.3.2 Недосконалість для розрахунку системи в цілому

5.3.2 Imperfections for global analysis of frames

66

5.3.3 Недосконалість для розрахунку в’язевих систем

5.3.3 Imperfection for analysis of bracing systems

72

5.3.4 Недосконалість елемента

5.3.4 Member imperfections

74

5.4 Методи розрахунку

5.4 Methods of analysis

75

5.4.1 Загальні положення

5.4.1 General

75

5.4.2 Пружний розрахунок системи в цілому

5.4.2 Elastic global analysis

75

5.4.3 Пластичний розрахунок системи в цілому

5.4.3 Plastic global analysis

76

6 Граничні стани елементів
за втратою несучої здатності

6 Ultimate limit states for members

77

6.1 Основні положення

6.1 Basis

77

6.1.1 Загальні положення

6.1.1 General

77

6.1.2 Характеристичні показники міцності

6.1.2 Characteristic value of strength

77

6.1.3 Часткові коефіцієнти надійності

6.1.3 Partial safety factors

77

6.1.4 Класифікація поперечних перерізів

6.1.4 Classification of cross-sections

78

6.1.5 Опір місцевій втраті стійкості

6.1.5 Local buckling resistance

86

6.1.6 Знеміцнення матеріалу в зонах термічного впливу біля зварних швів

6.1.6 HAZ softening adjacent to welds

88

6.2 Опір поперечних перерізів

6.2 Resistance of cross-sections

93

6.2.1 Загальні положення

6.2.1 General

93

6.2.2 Характеристики поперечних перерізів

6.2.2 Section properties

94

6.2.3 Розтяг

6.2.3 Tension

96

6.2.4 Стиск

6.2.4 Compression

97

6.2.5 Згинальний момент

6.2.5 Bending moment

98

6.2.6 Перерізувальна сила

6.2.6 Shear

101

6.2.7 Кручення

6.2.7 Torsion

103

6.2.8 Одночасний згин і зсув

6.2.8 Bending and shear

105

6.2.9 Одночасний згин і поздовжнє навантаження

6.2.9 Bending and axial force

106

6.2.10 Сумісна дія згинального, перерізувального та осьового зусиль

6.2.10 Bending, shear and axial force

109

6.2.11 Зім’яття стінки балки

6.2.11 Web bearing

109

6.3 Опір елементів втраті стійкості

6.3 Buckling resistance of members

110

6.3.1 Елементи у стані стиску

6.3.1 Members in compression

110

6.3.2 Елементи у стані згину

6.3.2 Members in bending

116

6.3.3 Елементи у стані поздовжньо-поперечного згину

6.3.3 Members in bending and axial compression

119

6.4 Однорідні складені елементи

6.4 Uniform built-up members

126

6.4.1 Загальні положення

6.4.1 General

126

6.4.2 Гратчасті стиснуті елементи

6.4.2 Laced compression members

128

6.4.3 Стиснуті елементи зі з’єднувальними накладками

6.4.3 Battened compression members

130

6.4.4 Складені елементи з близько розташованими поясами

6.4.4 Closely spaced built-up members

132

6.5 Пластини без підсилення під навантаженням у площині

6.5 Un-stiffened plates under in-plane loading

133

6.5.1 Загальні положення

6.5.1 General

133

6.5.2 Опір у стані рівномірного стиску

6.5.2 Resistance under uniform compression

133

6.5.3 Опір під дією чистого моменту у площині

6.5.3 Resistance under in-plane moment5

136

6.5.4 Опір при поперечному або поздовжньому лінійно-змінному напруженні

6.5.4 Resistance under transverse or longitudinal stress gradient

137

6.5.5 Опір при зсуві

6.5.5 Resistance under shear

138

6.5.6 Опір при одночасній дії факторів

6.5.6 Resistance under combined action

139

6.6 Підсилені пластини під навантаженням у площині

6.6 Stiffened plates under in-plane loading

140

6.6.1 Загальні положення

6.6.1 General

140

6.6.2 Підсилені пластини під рівномірним стиском

6.6.2 Stiffened plates under uniform compression

141

6.6.3 Підсилені пластини, навантажені моментом у їхній площині

6.6.3 Stiffened plates under in-plane moment

144

6.6.4 Пластини з багатьма елементами жорсткості під лінійно-змінним наванта­женням у поздовжньому напрямку

6.6.4 Longitudinal stress gradient on multi-stiffened plates

145

6.6.5 Пластина з багатьма елементами жорсткості у стані зсуву

6.6.5 Multi-stiffened plating in shear

146

6.6.6 Критичне навантаження для ортотропних пластин

6.6.6 Buckling load for orthotropic plates

146

6.7 Складені тонкостінні двотаврові балки

6.7 Plate girders

149

6.7.1 Загальні положення

6.7.1 General

149

6.7.2 Опір балок при згині у площині стінки

6.7.2 Resistance of girders under in-plane bending

150

6.7.3 Опір балок із поздовжніми елементами жорсткості на стінках

6.7.3 Resistance of girders with longitudinal web stiffeners

152

6.7.4 Опір зсуву

6.7.4 Resistance to shear

155

6.7.5 Опір поперечним навантаженням

6.7.5 Resistance to transverse loads

160

6.7.6 Сумісна дія навантажень

6.7.6 Interaction

165

6.7.7 Втрата стійкості під навантаженням на полиці

6.7.7 Flange induced buckling

166

6.7.8 Елементи жорсткості стінки балки

6.7.8 Web stiffeners

167

6.8 Елементи з гофрованими стінками

6.8 Members with corrugated webs

170

6.8.1 Опір згинальному моменту

6.8.1 Bending moment resistance

170

6.8.2 Опір перерізувальній силі

6.8.2 Shear force resistance

171

7 Граничні стани за втратою працездатності

7 Serviceability Limit States

173

7.1 Загальні положення

7.1 General

173

7.2 Граничні стани за втратою працездатності для будівель

7.2 Serviceability limit states for buildings

173

7.2.1 Вертикальні переміщення

7.2.1 Vertical deflections

173

7.2.2 Горизонтальні переміщення

7.2.2 Horizontal deflections

173

7.2.3 Динамічні ефекти

7.2.3 Dynamic effects

174

7.2.4 Розрахунок пружного прогину

7.2.4 Calculation of elastic deflection

174

8 Розрахунок вузлових з’єднань

8 Design of joints

175

8.1 Основні принципи розрахунку

8.1 Basis of design

175

8.1.1 Вступ

8.1.1 Introduction

175

8.1.2 Прикладені сили і моменти

8.1.2 Applied forces and moments

176

8.1.3 Опір вузлових з'єднань

8.1.3 Resistance of joints

176

8.1.4 Розрахункові припущення

8.1.4 Design assumptions

176

8.1.5 Виготовлення та проведення робіт

8.1.5 Fabrication and execution

177

8.2 Точки перетину осей елементів у болтових, заклепкових та зварних з’єднаннях

8.2 Intersections for bolted, riveted and welded joints

178

8.3 З’єднання, що працюють на зсув і знаходяться під дією удару, вібрацій та/або навантаження змінного знака

8.3 Joints loaded in shear subject to impact, vibration and/or load reversal

178

8.4 Класифікація вузлових з’єднаннь

8.4 Classification of joints

179

8.5 З'єднання на болтах, заклепках та штифтах

8.5 Connections made with bolts, rivets and pins

179

8.5.1 Розташування отворів для болтів і заклепок

8.5.1 Positioning of holes for bolts and rivets

179

8.5.2 Поправки на отвори для кріпильних деталей

8.5.2 Deductions for fastener holes

182

8.5.3 Категорії болтових з’єднань

8.5.3 Categories of bolted connections

184

8.5.4 Розподіл зусиль між кріпильними деталями

8.5.4 Distribution of forces between fasteners

188

8.5.5 Розрахунковий опір болтів

8.5.5 Design resistances of bolts

189

8.5.6 Розрахунковий опір заклепок

8.5.6 Design resistance of rivets

193

8.5.7 Болти та заклепки з потайними головками

8.5.7 Countersunk bolts and rivets

194

8.5.8 Порожнисті заклепки і заклепки з оправкою

8.5.8 Hollow rivets and rivets with mandrel

195

8.5.9 Високоміцні болти і з'єднання, які запобігають проковзуванню

8.5.9 High strength bolts in slip-resistant connections

196

8.5.10 Важільне зусилля відриву

8.5.10 Prying forces

198

8.5.11 Протяжні вузлові з'єднання

8.5.11 Long joints

199

8.5.12 Одиночні з'єднання внакрій з кріпильними деталями в один ряд

8.5.12 Single lap joints with fasteners in one row

200

8.5.13 Кріпильні деталі з ущільнювальними прокладками

8.5.13 Fasteners through packings

200

8.5.14 Штифтові з'єднання

8.5.14 Pin connections

201

8.6 Зварні з’єднання

8.6 Welded connections

203

8.6.1 Загальні положення

8.6.1 General

203

8.6.2 Пришовна зона

8.6.2 Heat-affected zone (HAZ)

204

8.6.3 Розрахунок зварних з'єднань

8.6.3 Design of welded connections

204

8.7 Гібридні з'єднання

8.7 Hybrid connections

214

8.8 Клейові з'єднання

8.8 Adhesive bonded connections

214

8.9 Інші способи з'єднань

8.9 Other joining methods

214

Додаток А [Обов’язковий] – Класи відповідальності

Annex A [Normative] – Execution classes

216

Додаток В [Обов’язковий] – Еквівалент­ний розтягнутий тавровий елемент

Annex В [Normative] – Equivalent T-stub in tension

219

B.1 Загальні правила розрахунку опору

B.l General rules for evaluation of resistance

219

B.2 Окремі ряди болтів, групи болтів та групи рядів болтів

B.2 Individual bolt-row, bolt-groups and groups of bolt-rows

225

Додаток С [Довідковий] – Вибір матеріалів

Annex С [Informative] – Materials selection

227

С.1 Загальні положення

C.l General

227

C.2 Матеріали, оброблені тиском

C.2 Wrought products

227

С.2.1 Термооброблювані сплави

C.2.1 Wrought heat treatable alloys

227

C.2.2 Нетермооброблювані сплави, оброблені тиском

С.2.2 Wrought non-heat treatable alloys

232

C.3 Ливарні вироби

C.3 Cast products

235

C.3.1 Загальні положення

C.3.1 General

235

C.3.2 Термооброблювані ливарні сплави EN AC-42100, EN AC-42200, EN AC-43000 та EN AC-43300

C.3.2 Heat treatable casting alloys
EN AC-42100, EN AC-42200, EN AC-43000 and ENAC-43300

235

С.3.3 Нетермооброблювані ливарні сплави EN AC-44200 та EN AC-51300

C.3.3 Non-heat treatable casting alloys EN AC-44200 and EN AC-51300

235