3.5 Верифікації

3.5.1 Стан обмеження збитку

(1)P В сейсмічній проектній ситуації, що відповідає стану обмеження збитку, споруда бункеру повинна перевірятися для задоволення веріфікацій для стану експлуатаційної надійності небхідних на підставі EN 1992-1-1, EN 1992-3 і
EN 1993-4-1.

ПРИМІТКА Для сталевих бункерів, високим ступенем надійності до виникнення явищ пружної або непружної втрати стійкості вважається, що передбачено у сейсмічної проектної ситуації, пов’язаної зі станом обмеження збитку, якщо верифікації, що стосуються цих явищ, виконуються при сейсмічній проектній ситуації для кінцевого граничного стану.

3.5 Verifications

3.5.1 Damage limitation state

(1)P In the seismic design situation relevant to the damage limitation state the silos structure shall be checked to satisfy the relevant serviceability limit state verifications required by EN 1992-1-1, EN 1992-3 and
EN 1993-4-1.

NOTE For steel silos, adequate reliability with respect to the occurrence of elastic or inelastic buckling phenomena is considered to be provided in the seismic design situation relevant to the damage limitation state, if the verifications regarding these phenomena are satisfied under the seismic design situation for the ultimate limit state.

3.5.2 Кінцевий граничний стан

3.5.2.1 Глобальна стійкість

(1)P Перекидання або втрата несучої здатності ґрунту не повинні виявлятися в сейсмічній проектній ситуації. Опір силі зсува на межі розділу основи споруди та фундаменту повинна оцінюватися з урахуванням дії вертикальної складової сейсмічного впливу. Обмежене ковзання може бути прийнятним, якщо буде продемонстровано, що наслідки ковзання для з'єднань між різними частинами споруди і між спорудою і будь-яким трубопроводом враховується в розрахунку та верифікації (див. також EN 1998-5:2004, 5.4.1.1(7)).

(2)P При піднятті наземних бункерів, яке вважається прийнятним, будь-який трубопровід і фундамент повинні бути враховані в розрахунку і подальшій верифікації споруди (наприклад, в оцінці загальної стійкості).

3.5.2 Ultimate limit state

3.5.2.1 Global stability

(1)P Overturning or bearing capacity failure of the soil shall not occur in the seismic design situation. The resisting shear force at the interface of the base of the structure and the foundation, shall be evaluated taking into account the effects of the vertical component of the seismic action. Limited sliding may be acceptable, if it is demonstrated that the implications of sliding for the connections between the various parts of the structure and between the structure and any piping are taken into account in the analysis and the verifications (see also EN 1998-5:2004, 5.4.1.1(7)).

(2)P For uplift of on-ground silos to be considered acceptable, it shall be taken into account in the analysis and in the subsequent verifications of the structure, of any piping and of the foundation (e.g. in the assessment of overall stability).

3.5.2.2 Оболонка

(1)P Максимальні дії впливу (мембранні сили і згинальні моменти в окружному або меридіональному напрямі, і мембранний зсув), викликані в сейсмічній проектній ситуації, повинні бути менше або рівними опору оболонки, оціненому у стійких або перехідних проектних ситуаціях. Це включає всі види руйнування.

(a) Для сталевих оболонок:

- текучість (пластичне руйнування),

- втрата стійкості при зсуві, або втрата стійкості при поздовжньому стиску з одночасним поперечним розтягом (вид руйнування «нога слона») тощо (див.
EN 1993-4-1:2006, розділи з 5 по 9).

(b) Для бетонних оболонок:

- кінцевий граничний стан при згині з осьовою силою,

- кінцевий граничний стан при зсуві для зсуву в площині або радіального тощо.

(2)P Розрахунок опорів і верифікації здійснюються відповідно до EN 1992-1-1, EN 1992-3, EN 1993-1-1, EN 1993-1-5,
EN 1993-1-6, EN 1993-1-7 і EN 1993-4-1

3.5.2.3 Анкери

(1)P Анкерні системи, в цілому, повинні проектуватися таким чином, щоб вони залишалися пружними в сейсмічній проектній ситуації. Однак, вони повинні мати також достатню пластичність, щоб уникнути крихких руйнувань. Приєднання анкерних елементів до конструкції та її фундаменту повинні мати коефіцієнт запасу міцності не менш ніж 1,25 по відношенню до опору анкерних елементів.

3.5.2.2 Shell

(1)P The maximum action effects (membrane forces and bending moments, circumferential or meridional, and membrane shear) induced in the seismic design situation shall be less or equal to the resistance of the shell evaluated as in the persistent or transient design situations. This includes all types of failure modes.

(a) For steel shells:

- yielding (plastic collapse),

- buckling in shear, or buckling by vertical compression with simultaneous transverse tension («elephant foot» mode of failure), etc. (see EN 1993-4-1:2006, Sections 5 to 9).

(b) For concrete shells:

- the ULS in bending with axial force,

- the ULS in shear for in-plane or radial shear, etc.

(2)P The calculation of resistances and the verifications shall be carried out in accordance with EN 1992-1-1, EN 1992-3, EN 1993-1-1, EN 1993-1-5, EN 1993-1-6, EN 1993-1-7 and EN 1993-4-1.

3.5.2.3 Anchors

(1)P Anchoring systems shall generally be designed to remain elastic in the seismic design situation. However, they shall also be provided with sufficient ductility, so as to avoid brittle failures. The connection of anchoring elements to the structure and to its foundation shall have an overstrength factor of not less than 1,25 with respect to the resistance of the anchoring elements.

(2) Якщо анкерна система є частиною дисипативних механізмів, то необхідно перевірити, чи має вона необхідну здатність до пластичності.

(2) If the anchoring system is part of the dissipative mechanisms, then it should be verified that it possesses the necessary ductility capacity.

3.5.2.4 Фундаменти

(1)P Фундамент повинен бути перевірений у відповідності з EN 1998-5:2004, 5.4 і
EN 1997-1.

(2)P Дії впливів для перевірки фундаменту і його елементів повинні бути отримані у відповідності з EN 1998-5:2004, 5.3.1,
EN 1998-1:2004, 4.4.2.6 і 5.8.

3.5.2.4 Foundations

(1)P The foundation shall be verified according to EN 1998-5:2004, 5.4 and to
EN 1997-1.

(2)P The action effects for the verification of the foundation and of the foundation elements shall be derived in accordance with
EN 1998-5:2004, 5.3.1, EN 1998-1:2004, 4.4.2.6 and 5.8.

4 Конкретні принципи і правила застосування для резервуарів

4.1 Критерії відповідності

4.1.1 Загальні положення

(1)P Загальні вимоги, встановлені в 2.1, вважаються задоволеними, якщо, на додаток до перевірок, зазначених у 4.4, резервуари будуть відповідати додатковим вимогам, встановленим у 4.5.

(2) Критерії відповідності та правила застосування, наведені в цьому Розділі, повністю не охоплюють випадок сталевих резервуарів з плаваючими дахами.

ПРИМІТКА Особливу увагу необхідно приділяти тому, щоб запобігти пошкодження оболонки внаслідок місцевих впливів від ударів плаваючим дахом. Такі впливи можуть призвести до спалаху в резервуарах з легкозаймистою рідиною.

4 SPECIFIC PRINCIPLES AND APPLICATION RULES FOR TANKS

4.1 Compliance criteria

4.1.1 General

(1)P The general requirements specified in 2.1 are deemed to be satisfied if, in addition to the verifications specified in 4.4, tanks conform to the complementary measures specified in 4.5.

(2) The compliance criteria and application rules given in this Section do not fully cover the case of steel tanks with floating roofs.

NOTE Special attention is needed to avoid damage to the shell due to local effects of the impact by the floating roof. Such effects may cause a fire in tanks with combustible contents.

4.1.2 Стан обмеження збитку

(1)P Для виконання вимоги «цілісності» під сейсмічним впливом, застосованого до стану обмеження збитку:

- Повинна бути перевірена герметичність системи резервуару;

- має бути передбачена адекватна відстань в резервуарі при максимальному вертикальному переміщенні поверхні рідини, щоб уникнути пошкодження даху у зв’язку з тиском бовтающоїся рідини, або, якщо резервуар не має твердого даху, то для запобігання небажаних ефектів розливання рідини;

- повинна здійснюватися перевірка гідравлічних систем, які складають частину резервуару або приєднані до нього, щоб пристосувати напруги і деформації, обумовлені відносними переміщеннями між резервуарами або між резервуарами і ґрунтом без порушення їх функцій.

4.1.2 Damage limitation state

(1)P In order to satisfy the «integrity» requirement under the seismic action relevant to the damage limitation state:

- Leak tightness of the tank system shall be verified;

- adequate freeboard shall be provided in the tank under the maximum vertical displacement of the liquid surface, in order to prevent damage to the roof due to the pressure of the sloshing liquid or, if the tank has no rigid roof, to prevent undesirable effects of spilling of the liquid;

- the hydraulic systems which are part of, or are connected to the tank, shall be verified to accommodate stresses and distortions due to relative displacements between tanks or between tanks and soil, without their functions being impaired.

(2)P Для виконання вимоги «мінімального експлуатаційного рівня» при сейсмічному впливі відповідноно стану обмеження збитків, повинно бути перевірено, що локальна втрата стійкості, якщо така відбудеться, не викликає колапс і є зворотньою.

(2)P In order to satisfy the 'minimum operating level' requirement under the seismic action relevant to the damage limitation state, it shall be verified that local buckling, if it occurs, does not trigger collapse and is reversible.

4.1.3 Кінцевий граничний стан

(1)P При сейсмічній проектній ситуації повинні бути перевірені наступні умови:

- Загальної стійкості резервуара повинна бути перевірена у відповідності з
EN 1998-1:2004, 4.4.2.4. Загальна стійкість відноситься до поведінки жорсткого корпусу, і може бути погіршена в результаті ковзання або перекидання. Обмежена величина ковзання може бути прийнятною у відповідності з
EN 1998-5: 2004, 5.4.1.1(7), якщо це допускає система труб, і, якщо резервуар не має анкерного кріплення до фундаменту.

- Непружна поведінка обмежується чітко визначеними частинами резервуару, відповідно до положень цього стандарту.

- Граничні деформації матеріалів не перевищені. Характер і ступінь втрати стійкості в оболонці контролюються згідно з відповідними перевірками.

- Гідравлічні системи, які складають частину резервуару або приєднані до нього, запроектовані таким чином, щоб була виключена втрата вмісту резервуара у випадку руйнування будь-якого з її компонентів.

4.1.3 Ultimate limit state

(1)P The following conditions shall be verified in the seismic design situation:

- The overall stability of the tank shall be verified in accordance with EN 1998-1: 2004, 4.4.2.4. The overall stability refers to rigid body behaviour and may be impaired by sliding or overturning. A limited amount of sliding may be accepted in accordance with EN 1998-5: 2004, 5.4.1.1(7), if tolerated by the pipe system and if the tank is not anchored to the foundation.

- Inelastic behaviour is restricted to well-defined parts of the tank, in accordance with the provisions of the present standard.

- The ultimate deformations of the materials are not exceeded. The nature and the extent of buckling phenomena in the shell are controlled according to the relevant verifications.

- The hydraulic systems which are part of, or connected to the tank are designed so as to prevent loss of the contents of the tank in the event of failure of any of its components.

4.2 Комбінація складових руху ґрунту

(1)P Резервуари повинні відповідати вимогам 3.2(1)P.

(2)Резервуари повинні відповідати вимогам 3.2(2).

(3)P Резервуари повинні відповідати вимогам 3.2(3)P.

4.2 Combination of ground motion components

(1)P Tanks shall conform to 3.2(1)P.

(2) Tanks should conform to 3.2(2).

(3)P Tanks shall conform to 3.2(3)P

4.3 Методи розрахунку

4.3.1 Загальні положення

(1)P Модель, яка буде використовуватися для визначення сейсмічних впливів, повинна відтворювати належним чином жорсткість, міцність, демпфування, масу і геометричні властивості стримуючої споруди, і повинна враховувати гідродинамічну реакцію рідини, що міститься, і, де це необхідно, впливи взаємодії з підстилаючим грунтом.

ПРИМІТКА Параметри взаємодії між ґрунтом, рідиною і спорудою можуть чинити істотний вплив на власні частоти і радіаційне демпфування в ґрунті. При підвищенні швидкості поперечних хвиль ґрунту, поведінкака вібрації змінюється від горизонтальної вібрації в поєднанні з коливанням, яке залежить від ґрунту, до характерного режиму вібрації резервуару на твердому ґрунті. Для сильно завантажених споруд резервуарів або для випадку небезпечних вантажів може знадобитися глобальний (тривимірний) розрахунок.

(2) Резервуари повинні бути розраховані в цілому, припускаючи лінійно-пружну реакцію. В окремих випадках нелінійна реакція може бути обгрунтована відповідними методами розрахунку.

ПРИМІТКА Інформація про методи сейсмічного розрахунку резервуарів звичайної форми представлена в Інформативному Додатку A.

(3) Можливу взаємодію між різними резервуарами, обумовлену сполучними трубами, слід розглядати у всіх випадках, коли це доречно

4.3 Methods of analysis

4.3.1 General

(1)P The model to be used for the determination of the seismic effects shall reproduce properly the stiffness, the strength, the damping, the mass and the geometrical properties of the containment structure, and shall account for the hydrodynamic response of the contained liquid and, where necessary, for the effects of the interaction with the foundation soil.

NOTE The parameters of soil-liquid-structure-interaction may have a significant influence on the natural frequencies and the radiation damping in the soil. With increasing shear wave velocity of the soil the vibration behaviour changes from a horizontal vibration combined with rocking influenced by the soil to the typical vibration mode of a tank on rigid soil. For highly stressed tank structures or for the case of dangerous goods a global (three-dimensional) analysis may be necessary.

(2) Tanks should be generally analysed assuming linear elastic response. In particular

cases nonlinear response may be justified by appropriate methods of analysis.

NOTE Information on methods for seismic analysis of tanks of usual shapes is provided in Informative
Annex A.

(3) Possible interaction between different tanks due to connecting piping should be considered whenever relevant.

4.3.2 Гідродинамічні ефекти

(1)P Раціональний метод, заснований на вирішенні гідродинамічних рівнянь з відповідними граничними умовами, повинен використовуватися для оцінки реакції системи резервуару на сейсмічний вплив.

(2)P Зокрема, у відповідних випадках, розрахунок повинен правильно враховувати наступне:

- конвективну і імпульсну складові руху рідини;

- деформацію оболонки резервуару, обумовлену гідродинамічними тисками і ефектами взаємодії з імпульсною складовою;

- деформативність підстилаючого грунту та подальші модіфікації реакції;

- ефекти плаваючого даху, якщо це доречно.

(3) Для цілей оцінки динамічної реакції при сейсмічному впливі, рідина може вважатися, в цілому, нестисливою.

(4) Визначення максимальних гідродинамічних тисків, обумовлених горизонтальним і вертикальним збудженням, вимагає, в принципі, використання нелінійного динамічного розрахунку (при дії акселерограм). Спрощені методи, які передбачають пряме застосування розрахунків спектру реакції, можуть використовуватися за умови прийняття відповідних консервативних правил для комбінації пікових модальних вкладів.

ПРИМІТКА Інформативний Додаток A надає інформацію про прийнятні процедури для комбінації пікових модальних вкладів у розрахунок спектру реакції. Там же представлені вирази для розрахунку висоти хвилі розплескування.

4.3.2 Hydrodynamic effects

(1)P A rational method based on the solution of the hydrodynamic equations with the appropriate boundary conditions shall be used for the evaluation of the response of the tank system to the seismic action.

(2)P In particular, the analysis shall properly account for the following, where relevant:

- the convective and the impulsive components of the motion of the liquid;

- the deformation of the tank shell due to the hydrodynamic pressures and the interaction effects with the impulsive component;

- the deformability of the foundation soil and the ensuing modification of the response;

- the effects of a floating roof, if relevant.

(3) For the purpose of evaluating the dynamic response under seismic actions, the liquid may be generally assumed as incompressible.

(4) Determination of the maximum hydrodynamic pressures induced by horizontal and vertical excitation requires, in principle, use of nonlinear dynamic (time-history) analysis. Simplified methods allowing for a direct application of the response spectrum analysis may be used, provided that suitable conservative rules for the combination of the peak modal contributions are adopted.

NOTE Informative Annex A gives information on acceptable procedures for the combination of the peak modal contributions in response spectrum analysis. It also gives expressions for the calculation of the sloshing wave height.