Страница 4: ДСТУ-Н Б EN 1995-2:20ХХ. Проектування дерев’яних конструкцій. Частина 2. Мости (60505)

1. Деревина та дерев’яні матеріали

1. Timber and wood-based materials

− звичайна перевірка

− normal verification

− масивна деревина

− solid timber

− дощатоклейова деревина

− glued laminated timber

− ЛВЛ, фанера, ОСП

− LVL, plywood, OSB

− перевірка на втому

− fatigue verification

γ_M = 1,3

γ_M = 1,25

γ_M = 1,2

γ_M,fat = 1,0

2. З’єднання

2. Connections

− звичайна перевірка

− normal verification

− перевірка на втому

− fatigue verification

γ_M = 1,3

γ_M,fat = 1,0

3.Сталь, що використовується в з’єднувальних елементах

3. Steel used in composite members

γ_M,s = 1,15

4.Бетон, що використовується у елементах об’єднання

4. Concrete used in composite members

γ_M,c = 1,5

5. Елементи об’єднання, що працюють на зсув між деревиною і бетоном в елементах об’єднання

5. Shear connectors between timber and concrete in composite members

− звичайна перевірка

− normal verification

− перевірка на втому

− fatigue verification

γ_M,v= 1,25

γ_M,v,fat= 1,0

6. Попередньо напружені сталеві елементи

6. Pre-stressing steel elements

γ_M,s = 1,15

3 Властивості матеріалу

(1) Р Попередньо напружені сталі мають відповідати EN 10138-1 та EN 10138-4.

4 Міцність

4.1 Деревина

(1) Необхідно врахувати вплив атмосферних опадів, вітру і сонячної радіації.

ПРИМІТКА 1: Безпосередній вплив атмосферних опадів або сонячної радіації на дерев'яні елементи конструкції можна зменшити за допомогою заходів захисту конструкції або за допомогою використання деревини з достатньою природною міцністю або ж деревини, яку в цілях захисту було оброблено проти біологічних впливів.

ПРИМІТКА 2: Якщо часткове або повне покриття основних елементів конструкції не є практичним, то міцність можна поліпшити за допомогою одного або кількох заходів, а саме:

− зменшення стоячої води на поверхні деревини шляхом відповідного нахилу поверхонь;

− зменшення отворів, щілин тощо, в місцях, де може відбуватися накопичення води або просочування;

− зменшення прямого поглинання води (наприклад, капілярне поглинання з бетонного фундаменту) за допомогою використання відповідних перешкод;

Section 3 Material properties

(1)P Pre-stressing steels shall comply with EN 10138-1 and EN 10138-4.

Section 4 Durability

4.1 Timber

(1) The effect of precipitation, wind and solar radiation should be taken into account.

NOTE 1: The effect of direct weathering by precipitation or solar radiation of structural timber members can be reduced by constructional preservation measures, or by using timber with sufficient natural durability, or timber preservatively treated against biological attacks.

NOTE 2: Where a partial or complete covering of the main structural elements is not practical, durability can be improved by one or more of the following measures:

− limiting standing water on timber surfaces through appropriate inclination of surfaces;

− limiting openings, slots, etc., where water may accumulate or infiltrate;

− limiting direct absorption of water (e.g. capillary absorption from concrete foundation) through use of appropriate barriers;

− зменшення тріщин і розшарувань, особливо в місцях, де торцеве волокно буде піддано впливу, за допомогою відповідної герметизації і/або зовнішніх накладок;

- обмеження набухання і переміщень за рахунок забезпечення відповідної початкової вологості і скорочення в процесі експлуатації проникнення вологи через захисні поверхні

− вибір форми конструкції, що забезпечувала б природну вентиляцію всіх дерев'яних частин.

− limiting fissures and delaminations, especially at locations where the end grain would be exposed, by appropriate sealing and/or cover plates;

− limiting swelling and shrinking movements by ensuring an appropriate initial moisture content and by reducing in-service moisture changes through adequate surface protection

− choosing a geometry for the structure that ensures natural ventilation of all timber parts.

ПРИМІТКА 3: Ризик збільшення вмісту вологи біля землі, наприклад, внаслідок недостатньої вентиляції через рослинність між деревиною і землею або сплесків води, можна зменшити за допомогою однієї або кількох заходів, а саме:

− покриття землі великим гравієм або аналогічним матеріалом для зменшення рослинності;

− збільшення відстані між дерев'яними частинами і рівнем землі.

(2) Р Для конструктивних елементів, в яких деревина піддається зносу через рух транспорту, мінімальна глибина стирання, обмежена в проекті, при досягненні якої, вони підлягають заміні.

NOTE 3: The risk of increased moisture content near the ground, e.g. due to insufficient ventilation due to vegetation between the timber and the ground, or splashing water, can be reduced by one or more of the following measures:

− covering of the ground by course gravel or similar to limit vegetation;

− use of an increased distance between the timber parts and the ground level.

(2)P Where structural timber members are exposed to abrasion by traffic, the depth used in the design shall be the minimum permitted before replacement.

4.2 Стійкість до корозії

(1) EN 1995-1-1 пункт 4.2 поширюються на з’єднувальні деталі. EN 1993-2 розповсюджується на сталеві деталі, окрім з’єднувальних.

ПРИМІТКА: Прикладом особливих корозійних умов є дерев'яний міст, для якого неможливо виключити корозійний захист від обледеніння.

(2) Р Необхідно враховувати ймовірність корозії під напруженням.

(3) Сталеві частини, що заглиблюються у бетон, наприклад, арматурні стержні або напружувані пучки, захищають відповідно до EN 1992-1-1 пункт 4.4.1 і EN 1992-2.

(4) Необхідно враховувати вплив хімічної обробки деревини або деревини з високим вмістом кислоти на захист з’єднувальних деталей від корозії.

4.2 Resistance to corrosion

(1) EN 1995-1-1 clause 4.2 applies to fasteners. EN 1993-2 applies to steel parts other than fasteners.

NOTE: An example of especially corrosive conditions is a timber bridge where corrosive de-icing cannot be excluded.

(2)P The possibility of stress corrosion shall be taken into account.

(3) Steel parts encased in concrete, such as reinforcing bars and pre-stressing cables, should be protected according EN 1992-1-1 clause 4.4.1 and EN 1992-2.

(4) The effect of chemical treatment of timber, or timber with high acidic content, on the corrosion protection of fasteners should be taken into account.

4.3 Захист дерев'яного настилу від води шляхом герметизації

(1) Р Пружність шарів герметизації має бути достатньою і відповідати переміщенням дерев'яного настилу.

4.3 Protection of timber decks from water by sealing

(1)P The elasticity of the seal layers shall be sufficient to follow the movement of the timber deck.

5 Основи розрахунку

5.1 Багатошарові плити настилу

5.1.1 Загальні положення

(1) Розрахунок багатошарових дерев'яних плит настилу має бути заснований на:

− теорії ортотропної плити;

− моделюванні плити настилу за допомогою сітки;

− спрощеному методі відповідно до 5.1.3.

ПРИМІТКА: При більш точному розрахунку плит настилу, які виготовлені з шарів з м'якої деревини, залежності для фізико-механічних характеристик системи беруться з таблиці 5.1. Коефіцієнт Пуассона ν допустимо приймати таким, що дорівнює нулю.

Section 5 Basis of structural analysis

5.1 Laminated deck plates

5.1.1 General

(1) The analysis of laminated timber deck plates should be based upon one of the following:

− the orthotropic plate theory;

− modelling the deck plate by a grid;

− a simplified method according to 5.1.3.

NOTE: In an advanced analysis, for deck plates made of softwood laminations, the relationships for the system properties should be taken from table 5.1. The Poisson ratio ν may be taken as zero.

Тип плити настилу

Type of deck plate

E_90,mean/E_{0, mean}

G_0,mean/E_0,mean

G_90,mean/G_0,mean

Шари, що скріплені цвяхами

Nail-laminated

Напружені багатошарові

Stress-laminated

− розпиляні

− sawn

− стругані

− planed

Склеєні багатошарові

Glued-laminated

0

0,015

0,020

0,030

0,06

0,06

0,06

0,06

0,05

0,08

0,10

0,15

(2) Для плит настилу з хрестоподібним розташуванням шарів, необхідно враховувати деформації при зсуві. Див. рисунок 1.3.

5.1.2 Зосереджені вертикальні навантаження

(1) Навантаження розглядають на нульовій площині в центрі плити настилу.

(2) Для зосереджених навантажень необхідно розглянути ефективну площу навантаження щодо серединної площини плити настилу, див. рисунок 5.1, де

b_w - ширина навантаженої площі на контактній поверхні дорожнього покриття;

(2) For cross-laminated deck plates, see Figure 1.3, shear deformations should be taken into account.

5.1.2 Concentrated vertical loads

(1) Loads should be considered at a reference plane in the middle of the deck plate.

(2) For concentrated loads an effective load area with respect to the middle plane of the deck plate should be assumed, see figure 5.1, where:

b_w is the width of the loaded area on the contact surface of the pavement;

b_w,middle - ширина навантаженої площі на нульовий площині в центрі плити настилу;

β - кут поширення у відповідності з таблицею 5.2.

b_w,middle is the width of the loaded area at the reference plane in the middle of the deck plate;

β is the angle of dispersion according to table 5.2.

1 Дорожнє покриття,

2 Дерев'яна плита настилу;
3 Точка відліку посередині дерев'яної плити настилу

Key:

1 Pavement

2 Timber deck plate

3 Reference in middle of timber deck plate

Дорожнє покриття (відповідно до EN 1991-2 пункт 4.3.6)

Pavement (in accordance with EN 1991-2 clause 4.3.6)

45°

Дошки та планки

Boards and planks

45°

Дерев'яні багатошарові плити настилу:

Laminated timber deck plates:

− в напрямку волокна

− in the direction of the grain

45°

− перпендикулярно до волокна

− perpendicular to the grain

15°

Фанера і плити настилу з хрестоподібним розташуванням шарів

Plywood and cross-laminated deck plates

45°

5.1.3 Спрощений аналіз

(1) Плиту настилу можна замінити однією або кількома балками в напрямку шарів з робочою шириною b_ef, що розраховується таким чином

(5.1)

де:

b_w,middle обчислюють відповідно до 5.1.2(2);

a беруть з таблиці 5.3.

5.1.3 Simplified analysis

(1) The deck plate may be replaced by one or several beams in the direction of the laminations with the effective width b_ef calculated as

(5.1)

where:

b_w,middle should be calculated according to 5.1.2(2);

a should be taken from table 5.3.

Система настилу плит

Deck plate system

a

m

Плита настилу з шарів, що з’єднанні цвяхами

Nail-laminated deck plate

З напружених шарів або склеєних шарів

Stress-laminated or glued laminated

З хрестоподібним розташуванням шарів

Cross-laminated timber

Складова бетонна / дерев'яна конструкція настилу

Composite concrete/timber deck structure

0,1

0,3

0,5

0,6

5.2 Складові елементи

(1) Для комбінованої дії систем плит настилу необхідно враховувати вплив ковзання з'єднання.

ПРИМІТКА. Див пункт 8.2.

5.2 Composite members

(1)P For composite action of deck plate systems, the influence of joint slip shall be taken into account.

NOTE: See clause 8.2

5.3 Складові елементи з дерева та бетону

(1) Бетонну частину проектують відповідно до EN 1992-2.

(2) Сталеві кріплення і з'єднання з жолобами мають бути запроектовані таким чином, щоб сприймати всі сили за рахунок спільної роботи. Тертя і зчеплення між деревиною і бетоном не враховують, якщо не проводять особливого дослідження.

(3) Робочу ширину бетонної плити для комбінованих конструкцій дерев'яної

балки/бетонного настилу визначають таким чином:

(5.2)

де:b - ширина дерев'яної балки;

b_ef,1, b_ef,2 - робоча ширина бетонних фланців, обумовлена для бетонного Т-подібного перерізу відповідно до EN 1992-1-1, підпункт 5.3.2.1.

5.3 Timber-concrete composite members

(1) The concrete part should be designed according to EN 1992-2.

(2) The steel fasteners and the grooved connections should be designed to transmit all forces due to composite action. Friction and adhesion between wood and concrete should not be taken into account, unless a special investigation is carried out.

(3) The effective width of the concrete plate of composite timber beam/concrete deckstructures should be determined as:

(5.2)

where: b is the width of the timber beam;

b_ef,1, b_ef,2 are the effective widths of the concrete flanges, as determined for a concrete T-section according to EN 1992-1-1, subclause 5.3.2.1.

(4) Р Для перевірки граничного стану за міцністю враховують тріщини в бетонній плиті.

(5) Може бути включена дія збільшення жорсткості бетону при розтягуванні. Для спрощення жорсткість частини бетонного поперечного перерізу, що розтріскався, можна прийняти такою, що дорівнює 40 % жорсткостей у стані, що не розтріскався. На таких площах існує необхідність в арматурі, що запобігає розтріскуванню.

6 Граничні стани за міцністю

6.1 Плити настилу

6.1.1 Міцність системи

(1) Застосовують відповідні правила, встановлені в EN 1995-1-1 пункт 6.7.

(2) Розрахункова міцність при згині і міцність при зсуві плити настилу обчислюють як:

(6.1)

(6.2)

де:

f_m,d,lam - розрахункова міцність шарів при згині;

f_v,d,lam - розрахункова міцність шарів при зсуві;

k_sys - коефіцієнт надійності системи, див EN 1995-1-1. Для настилу відповідно до рисунку 1.2d використовують EN 1995-1-1 рисунок 6.14 рядок 1.

Для обчислення k_sys кількість навантажених шарів визначають за формулою:

(6.3)

де:

b_ef - робоча ширина;

b_lam - ширина шарів.

(4)P For verification at ultimate limit state, cracks in the concrete plate shall be taken into account.

(5) The effect of concrete tension stiffening may be included. As a simple approach the stiffness of the cracked part of the concrete cross-section may be taken as 40 % of the stiffness in un-cracked condition. In such areas the need for an adequate crack distributing reinforcement should be observed.

Section 6 Ultimate limit states

6.1 Deck plates

6.1.1 System strength

(1) The relevant rules given in EN 1995-1-1 clause 6.7 apply

(2) The design bending and shear strength of the deck plate should be calculated as:

(6.1)

(6.2)

where:

f_m,d,lam is the design bending strength of the laminations;

f_v,d,lam is the design shear strength of the laminations;

k_sys is the system strength factor, see EN 1995-1-1. For decks in accordance to Fig. 1.2d EN 1995-1-1 figure 6.14 line 1 should be used.

For the calculation of k_sys, the number of loaded laminations should be taken as:

(6.3)

with:

b_ef is the effective width;

b_lam is the width of the laminations.