Страница 48: ДСТУ-Н Б EN 1999-1-1:2010. Єврокод 9. Проектування алюмінієвих конструкцій. Частина 1-1. Загальні правила для конструкцій / Eurocode 9. Design of aluminium structures. Part 1-1. General structural rules (60373)

Table

L.1

General design requirements

L.8.3 Моментні з’єднання

(1) Моментні з’єднання враховують мож­ливість передачі згинального моменту між еле­ментами з’єднання разом із осьовим та пере­різувальним зусиллям. Їх можна класифікувати за жорсткістю і міцністю наступним чином (див. L.4 і L.5):

– жорсткі з’єднання;

– напівжорсткі з’єднання;

– з’єднання повної міцності;

– з’єднання часткової міцності.

(2) Жорстке з’єднання слід проектувати таким чином, щоб його деформація мала незначний вплив на розподіл внутрішніх зусиль та моментів у конструкції, а також на її загальне деформування.

(3) Деформації жорстких з’єднань мають бути таким, щоб вони не знижували показ­ники опору конструкції більш ніж на 5 %.

(4) Напівжорсткі з’єднання повинні за­безпечувати такий взаємозв’язок між еле­ментами, який можна адекватно спроек­тувати і розрахувати на основі відомих розрахункових співвідношень між момен­том та кутом повороту з’єднання.

(5) Жорсткі та напівжорсткі з’єднання повинні бути здатні до передачі сил і моментів, на які розрахована конструкція за проектом.

(6) Жорсткість з’єднань повної та част­кової міцності повинна бути такою, щоб під дією розрахункових навантажень кути повороту у місцях передбачених пластич­них шарнірів не перевищили гранично допустимі кути.

(7) Граничний кут повороту з’єднання часткової міцності у місці виникнення пластичного шарніра не повинен бути меншим за той, який необхідний для розвитку усіх пластичних шарнірів під розрахунковим навантаженням.

(8) Граничний кут повороту з’єднання можна отримати шляхом експерименталь­ного дослідження. Експериментальне дос­лідження не потрібне, якщо використо­вуються деталі, адекватність роботи яких у складі конструкцій доведена досвідом.

L.8.3 Built-in connections

(1) Built-in connections allow for the tran­smission of bending moment between connected members, together with axial and shear forces. They can be classified according to rigidity and strength as follows (see L.4 and L.5):

– rigid connections;

– semi-rigid connections;

– full strength connections;

– partial strength connections.

(2) A rigid connection should be designed in such a way that its deformation has a negligible influence on the distribution of internal forces and moments in the structure, nor on its overall deformation.

(3) The deformations of rigid connections should be such that they do not reduce the resistance of the structure by more than 5 %.

(4) Semi-rigid connections should provide a predictable degree of interaction between members, based on the design moment-rotation characteristics of the joints.

(5) Rigid and semi-rigid connections should be capable of transmitting the forces and moments calculated in design.

(6) The rigidity of full-strength and partial-strength connections should be such that, under the design loads, the rotations at the necessary plastic hinges do not exceed their rotation capacities.

(7) The rotation capacity of a partial-strength connection which occurs at a plastic hinge location should be not less than that needed to enable all the necessary plastic hinges to develop under the design loads.

(8) The rotation capacity of a connection may be demonstrated by experimental evidence. Experimental demonstration is not required if using details which experience has proved have adequate properties in relation with the structural scheme.

додаток M [ДОВІДКОВий] – клейо­ві з’єднання

M.1 Загальні положення

(1) Вузлові з’єднання алюмінієвих еле­ментів можна утворювати на основі клею.

(2) Клейові з’єднання потребують особ­ливо високої якості робіт і повинні вико­ристовуватися з обережністю.

(3) Проектні вказівки Додатка M повинні використовуватися тільки за наступних умов:

– за проектом з’єднання передбачається передача тільки зсувних зусиль (див. М.3.1);

– застосовується відповідний клей (див. М.3.2);

– процедури підготовки поверхні до склеювання точно відповідають нормам застосування клею (див. М.3.2 (3)).

(4) Використання клею в основних структурних несучих вузлах взагалі не по­винне розглядатися, за винятком випадків, коли експериментально підтверджена його придатність, а також, за необхідності, нешкідливість для навколишнього середо­вища та стійкість до втоми.

(5) Клейове з’єднання може застосо­вуватись, наприклад, між пластиною та ребрами жорсткості, а також у інших випадках другорядних напружених станів.

(6) Навантаження слід розподіляти по максимально можливій площі. Збільшення ширини з’єднання зазвичай пропорційно збільшує його міцність. Збільшення довжи­ни має позитивний ефект тільки для корот­ких частин перекриття елементів. По мірі збільшення довжини перекриття розвива­ється більш різка концентрація напружень, зокрема, на кінцях перекриття.

annex m [informative] – Adhesi­ve bonded connections

M.1 General

(1) Structural joints in aluminium may be made by bonding with adhesive.

(2) Bonding needs an expert technique and should be used with great care.

(3) The design guidance in this Annex M should only be used under the condition that:

– the joint design is such that only shear forces have to be transmitted (see М.3.1);

– appropriate adhesives are applied (see М.3.2);

– the surface preparation procedures before bonding do meet the specifications as required by the application (see М.3.2 (3)).

(4) The use of adhesive for main structural joints should not be contemplated unless considerable testing has established its validity, including environmental testing and fatigue testing if relevant.

(5) Adhesive jointing can be suitably applied for instance for plate/stiffener combinations and other secondary stressed conditions.

(6) Loads should be carried over as large an area as possible. Increasing the width of joints usually increases the strength pro rata. Increasing the length is beneficial only for short overlaps. Longer overlaps result in more severe stress concentrations in particular at the ends of the laps.

M.2 Марки клею

(1) Для склеювання алюмінієвих конст­рукцій рекомендуються такі сімейства ма­рок клею: одно- та двокомпонентні модифі­ковані епоксидні; модифіковані акрилові; одно- або двокомпонентні поліуретанові; також для склеювання з’єднань на штифтах та муфтах можна використовувати анаероб­ні клеї.

(2) Перевірити якість клею перед застосуванням можна наступними спосо­бами:

– хімічним аналізом;

– термічним аналізом;

– визначенням в’язкості та сухого екстракту згідно з діючими стандартами EN, prEN та ISO, які стосуються клеїв.

(3) Міцність клейового з’єднання зале­жить від наступних факторів:

a) міцності самого клею, яку можна визначити стандартними випробуваннями (див. ISO 11003-2);

b) міцності сплаву, особливо його умовної межі текучості, якщо вона досягається раніше, ніж порушується з’єднання;

c) обробки поверхні: хімічна конверсія та анодування зазвичай дають кращі результати, ніж знежирення та механічне очищення; можна використовувати ґрунтування за умови, що відповідні випробування підтвердили сумісність ґрун­тування з клеєм та сплавом;

d) навколишнього середовища та ста­ріння: наявність води або вологого повіт­ря, а також агресивного середовища, може сильно знизити витривалість клейового з’єднання (особливо якщо поверхні були погано підготовлені);

e) форми з’єднання та відповідного розподілу напружень, тобто відношення максимального дотичного напруження до його середнього значення, а також відношення максимального напру­ження відриву до середнього дотич­ного напруження , причому

M.2 Adhesives

(1) The recommended families of adhesives for the assembly of aluminium structures are: single and two part modified epoxies, modified acrylics, one or two part polyurethane; anaerobic adhesives can also be used in the case of pin- and collar-assemblies.

(2) On receipt of the adhesive, its freshness can be checked before curing by the following methods:

– chemical analysis;

– thermal analysis;

– measurements of the viscosity and of the dry extract in conformity with existing ENs, prENs and ISO Standards related to adhesives.

(3) The strength of an adhesive joint depends on the following factors:

a) the specific strength of the adhesive itself, that can be measured by standardised tests (see ISO 11003-2);

b) the alloy, and especially its proof stress if the yield stress of the metal is exceeded before the adhesive fails;

c) the surface pre-treatment: chemical conversion and anodising generally give better long term results than degreasing and mechanical abrasion; the use of primers is possible provided that one makes sure that the primer, the alloy and the adhesive are compatible by using bonding tests;

d) the environment and the ageing: the presence of water or damp atmosphere or aggressive environment can drastically lower the long term performance of the joint (especially in the case of poor surface pre-treatments);

e) the configuration of the joint and the related stress distribution, i.e. the ratio of the maximum shear stress to the mean one and the ratio of the maximum peel stress to the mean shear one , both maxima occurring at the end of the joint; the stress concentrations

обидва максимуми мають місце на кінці з’єднання; необхідно знизити концент­рацію напружень наскільки це можливо – вона залежить від жорсткості зборки (товщини та модуля Юнга приклеєного матеріалу) та від довжини перекриття матеріалу.

(4) Для розрахунку міцності вузлового з’єднання необхідно досліджувати міцність клею шляхом лабораторних експериментів, приймаючи до уваги всі елементи вузла, тобто сполучення сплаву, клею і додат­кових речовин для оброблення поверхні, а також старіння та впливу навколишнього середовища (див. M.3 та 2.5).

(5) Міцність, отриману на зразках у лабораторії, слід використовувати як орієн­товну; якість з’єднання треба перевіряти у реальних умовах: рекомендується викорис­тання прототипів (див. M.3).

should be reduced as much as possible; they depend on the stiffness of the assembly (thickness and Young's modulus of the adherent) and on the overlap length of the joint.

(4) Knowledge of the specific strength of the adhesive is not sufficient to evaluate the strength of the joint, one must evaluate it by laboratory tests taking into account the whole assembly, i.e. the combinations of alloy/pre-treatment/adhesive, and the ageing or environment (see M.3 and 2.5).

(5) The strength obtained on specimens at the laboratory should be used as guidelines; one must check the joint performances in real conditions: the use of prototypes is recommended (see M.3).

M.3 Проектування клейових з’єднань

M.3.1 Загальні положення

(1) У клейових з’єднаннях наванта­ження повинне передаватися через дотичні напруження; напру­жень розтягу – особливо відриву і тих, які намагаються розкрити шов з’єднання – слід уникати або передавати їх через допоміжні конструкційні елементи. Слід також під­тримувати рівномірний розподіл напру­жень та достатню деформативність, щоб забезпечити можливість пластичного руй­нування компонентів.

Достатня деформативність досягається то­ді, коли розрахункова міцність з’єднання вища за межу текучості з’єднаного елемен­та.

M.3 Design of adhesive bonded joints

M.3.1 General

(1) In adhesive bonded joints, it should be aimed to transfer the loads by shear stresses; tensile stresses - in particular peeling or other forces tending to open the joint - should be avoided or should be transmitted by complementary structural means. Furthermore uniform distribution of stresses and sufficient deformation capacity to enable a ductile type of failure of the component are to be strived for.

Sufficient deformation capacity is arrived at in case the design strength of the joint is greater than the yield strength of the connected member.

Рисунок

M.1

Приклад з’єднання з заскочкою: зусилля розтягу передаються перпенди­кулярно до напрямку видавлювання з пресу за допомогою гачка-заскочки; у поз­довжньому напрямку немає передачі зсувних зусиль

Figure

M.1

Example of snap joints: tensile forces transmitted transverse to extrusion direction by snapping parts, but no shear transfer in longitudinal direction

Рисунок

M.2

Приклад склеєних пресованих елементів: завдяки клеєві зусилля розтягу передаються дотичними напруженнями та силами зсуву паралельно напрямку видавлювання з пресу

Figure

M.2

Example of bonded extruded members: bonding allows transmitting tensile forces transverse by shear stresses and shear forces parallel to extrusion direction

M.3.2 Характеристична міцність клею

(1) Щодо зору механічних властивостей у будівництві насамперед треба вико­ристовувати високоміцні клеї (див. табли­цю M.1). Однак достатнім повинен бути також і опір крихкому зламу, щоб подолати концентрацію напружень і гарантувати пластичний спосіб руйнуван­ня.

(2) Вид обробки поверхонь для склею­вання треба вибирати таким чином, щоб вузлове з’єднання задовольняло проектні вимоги протягом планового строку експлуатації конструкції. Див. документ prEN 1090-3.

(3) Значення характеристичної міцності на зсув при застосуванні у будів­ництві наведені у таблиці M.1.

M.3.2 Characteristic strength of adhesives

(1) As far as the mechanical properties are concerned high strength adhesives should be used for structural applications (see table. M.1). However, also the toughness should be sufficient to overcome stress/strain concent­rations and to enable a ductile type of failure.

(2) Pre-treatments of the surfaces to be bonded have to be chosen such that the bonded joint meets the design requirements during service life of the structure. See prEN 1090-3.

(3) For the characteristic shear strength of adhesives structural applications the values of table M.1 may be used.

Таблиця

M.1

Значення характеристичної міцності клею на зсув

Table

M.1

Characteristic shear strength values of adhesives