x is the population of test results (see E.6.3.1).
NOTE The material safety factors yM for the ultimate and serviceability limit states given in Table E.9 are examples of values that may be obtained for a product with the (relatively small) property variance values shown
.Властивості, яких стосується ум Property to which yM applies |
Граничний стан Limit state |
|
абсолютний Ultimate limit state |
за придатністю до використання Serviceability limit state |
|
Текучість металевого облицювання Yielding of a metal face |
1,1 |
1.0 |
Кінець таблиці Е.9
Властивості, яких стосується ум Property to which applies |
Граничний стан Limit state |
|
абсолютний Ultimate limit state |
за придатністю до використання Serviceability limit state |
|
Зминання металевого облицювання в прогоні (v< 0,09) (Wrinkling of a metal face in the span) |
1,25 |
1.1 |
Зминання металевого облицювання на проміжній опорі (взаємодія з опорною реакцією) Wrinkling of a metal face at an intermediate support (interaction with support reaction) |
1,25 а |
1.1 |
Зсув серцевини Shear of the core (v< 0,16) |
1,5 |
1.1 |
Руйнування на зсув профільованого облицювання Shear failure of a profiled face |
1,1 |
1,0 |
Розшарування серцевини Crushing of the core (v 0,13) |
1.4 |
1,1 |
Здатність за реакцією опори профільованого облицювання Support reaction capacity of a profiled face |
1,1 |
1,o |
Відмова кріплення Failure of a fastener |
1,33 b |
1,0 b |
Руйнування елемента в точці з'єднання Failure of an element at a point of connection |
1,33 b |
1,0 b |
а Фактор матеріалу для зминання в абсолютному граничному стані є необхідним, якщо проект базується на розрахунку в пружній стадії або якщо ненульовий опір згинанню на проміжних опорах використовується в розрахунку на основі пластичної стадії.
aThe material factor for wrinkling at the ultimate limit state is needed if the design is based on elastic analysis or if a non-zero bending resistance at intermediate supports is utilized in a design based on plastic analysis.
ь Якщо характеристичне значення міцності кріплення не базується на достатній кількості випробувань, для отримання статистично достовірного значення повинні використовуватися більш високі значення фактора безпеки матеріалу.
ь If the characteristic value of the strength of a fastening is not based on a sufficient number of tests for a statistically reliable value to be obtained, higher values of the material safety factors shall be used.
E.7 Обчислення ефектів навантажень
E.7.1 Загальні положення
У визначенні результатів внутрішнього напруження і відхилів має бути взято в розрахунок зсувну еластичність серцевини. Для цієї мети повинно бути використано постійне значення модуля зсуву серцевини, що відповідає середньому значенню за нормальної температури в приміщенні. Результанти напруження повинні бути визначені з використанням методів, описаних в Е.7.2.
E.7 Calculation of the effects of actions
E.7.1 General
In the determination of the internal stress resultants and deflections, the shear flexibility of the core shall be taken into account For this purpose, a constant value of the shear modulus of the core, corresponding to an average value at normal indoor temperature, shall be used. The stress resultants shall then be determined using the methods described in E.7.2.
Е.7.2 Методи розрахунку
Загальні положення
Застосовують наступні методи розрахунку:
пружний розрахунок;
пластичний розрахунок.
Пружний розрахунок повинен бути використаний для експлуатаційного граничного стану і може бути використаний для абсолютного граничного стану.
Пластичний розрахунок придатний тільки для абсолютного граничного стану і має бути використаний в усіх випадках, коли у розрахунку визначальними є згинальні напруження над внутрішньою опорою. Пластичний розрахунок не повинен використовуватися, якщо першим типом відмови є руйнування серцевини через зсув, за винятком випадків, коли матеріал серцевини має адекватну здатність за пластичним зсувом.
Пружний розрахунок
Ефекти навантаження S (згинальні моменти, нормальні і поперечні сили) як результат комбінування всіх навантажень, прикладених до сендвіч-панелей, повинні бути знайдені за допомогою теорії пружності з урахуванням зсувної еластичності матеріалу серцевини.
Рівняння для деяких випадків, що часто зустрічаються, наведено в:
Е.7.4 для панелей зі злегка профільованими облицюваннями;
Е.7.5 для панелей із сильнопрофільовани- ми облицюваннями.
Пластичний розрахунок
Розподілення згинального моменту при абсолютному граничному стані в безперервному сендвіч-елементі може бути вибрано довільно за умови, що результати внутрішнього напруження знаходяться в рівновазі з навантаженнями і повинні дорівнювати або бути вище ніж у найнесприятливіших комбінаціях факторованих навантажень, і що результанти внутрішнього напруження ніде не перевищують пластичного опору поперечного перерізу.
Примітка. В обчисленнях за пластичним розрахунком при абсолютному граничному стані безперервна багатопрогонова сендвіч-панель може бути замінена низкою однопрогонових панелей з нульовим опором згинанню на проміжних опорах. У цій
Е.7.2 Methods of analysis
General
One or other of the following methods of analysis shall be used:
elastic analysis;
plastic analysis.
Elastic analysis shall be used for the serviceability limit state and may be used for the ultimate limit state.
Plastic analysis shall only be used for the ultimate limit state and shall be used whenever the design is controlled by bending stresses at an internal support. Plastic analysis shall not be used when the first failure mode is a shear failure of the core, unless the core material has adequate plastic shear capacity.
E.7,2.2 Elastic analysis
The action effects S (bending moments, normal and shear forces) resulting from the combination of all actions applied to the sandwich panels shall be found by using the theory of elasticity taking into account the shear flexibility of the core material.
Equations for some frequently encountered cases are given in:
E.7.4 for panels with lightly profiled faces;
E.7.5 for panels with profiled faces.
E. 7.2.3 Plastic analysis
The bending moment distribution at the ultimate state in a continuous sandwich element may be chosen arbitrarily, provided that the internal stress resultants are in equilibrium with the actions, which shall be equal to or higher than the most unfavourable combination of factored actions, and that the internal stress resultants nowhere exceed the plastic resistance of the cross-section.
NOTE In plastic analysis calculations at the ultimate limit state, a continuous multi-span sandwich panel may be replaced by a series of simply supported panels with zero bending resistance at intermediate supports. In this calculation model, stresses caused by моделі розрахунку напруження, викликані різницею температур між облицюваннями, зникає в сендвіч- панелях з плоскими або злегка профільованими облицюваннями.
Крім того, процедури випробування в Е.4.2 дозволяють резервному ненульовому моменту бути визначеним на внутрішній опорі. Згинальні моменти на внутрішніх опорах в абсолютному граничному стані можуть бути вибрані однаковими або меншими ніж непруж- ний момент опору, визначений таким способом і зменшений на фактор безпеки матеріалу згідно з таблицею Е.9.
Е.7.2.4 Загальні конструктивні принципи
Повинно бути зроблено припущення, що для діапазону деформацій, який має бути розглянуто, крім випадків, коли в пластичному розрахунку передбачені "пластичні шарніри", матеріали серцевини і облицювання залишаються лінійно пружними. Припускаємо також, що жорсткість серцевини на розтяг настільки мала в порівнянні з цим для облицювання, що впливом поздовжніх нормальних напружень в серцевині можна знехтувати. Несуча здатність сендвіч-панелі має бути розділена на дві складові (рисунки Е.З і Е.4);
Для згинальних моментів:
— на компонент моменту MF в металевих облицюваннях і компонент моменту Ms (сенд- віч-частина), що випливають з нормальних сил A/F1 І Np2 в облицюваннях, помножених на відстань е між центрами тяжіння.
Для поперечних сил:
— на компонент поперечної сили VF в облицюваннях і компонент поперечної сили в сендвіч-частині перерізу.
Якщо облицювання сендвіч-панелі тонкі і плоскі або вони злегка профільовані, жорсткість облицювань на згин (BF1 = EFFlFyt- = EF2'F2) є малою і має незначний вплив на розподіл напружень і прогини панелі, в цьому випадку жорсткістю облицювань на згин можна знехтувати (BF1 = Вга = 0) в розрахунку, і обчислення мають базуватися лише на результуючих напруженнях Ms= e-Nn= e-N^ і (див. рисунки Е.З і Е.4, рівняння (Е.12) і (Е.15)).
Примітка 1. Нормальні сили A/F1 і NF2 спричиняють рівномірний розподіл напружень стиску і розтягу по зовнішньому і внутрішньому облицюваннях, а згинальні моменти Мру і Мр2 викликають нормальні the temperature difference between the faces vanish in sandwich panels with flat or lightly profiled faces.
Alternatively, the test procedure in E.4.2 allows a non-zero rest moment to be determined at an internal support. The bending moments at internal supports at the ultimate limit state may be chosen to be equal to or less than the inelastic moment of resistance determined in this way and reduced by a material safety factor according to Table E.9.
E.7.2.4 General structural principles
It shall be assumed that, for the range of deformations to be considered, except where "plastic hinges" are assumed in plastic design, the materials of the core and faces remain linearly elastic. It shall also be assumed that the extensional stiffness of the core is so small in comparison to that of the faces that the influence of longitudinal normal stresses in the core may be neglected. The load bearing capacity of a sandwich panel shall then be divided into two components (see Figures E.3 and E.4):
For bending moments:
- into a moment component MF in the metal faces and a moment component Ms (the sandwich part) arising from the normal forces WF1 and Np2 in the faces multiplied by the distance between the centroids e.
For shear forces:
- into a shear force component VF in the faces and a shear force component in the sandwich part of the section.
If the facesofa sandwich panel are thin and flat or they are lightly profiled, the bending stiffness of the faces (6F-| ~ EFylFy, ~ is small and has a negligible effector: the stress distributions and deflections of the panel, in which case, the bending stiffness of the faces shall be neglected (BF1 = BF2 = 0) in the analysis and the calculations shall be based on the stress resultants Ms= = e-NFy = e NF2and /s only (see Figures E.3 and E.4, Equations (E.12) and (E.15)).
NOTE 1 Normal forces Npy and Np2 cause a uniform compressive and tensile stress distribution over the external and internal faces, while the bending moments and MF2 result in normal stresses whic
h
напруження, які змінюються лінійно по висоті облицювань, Місцеве зминання стиснутої полиці профілю облицювання робить розподіл нормального напруження в облицюванні нелінійним.
Примітка 2. Поперечна сила У$ викликає постійний розподіл напружень зсуву тс по висоті серцевини, якщо її жорсткість на стиск і розтяг в поздовжньому напрямку сендвіч-панелі не враховується. Поперечні сили VF1 і Vp2є причиною напруження зсуву тя1. в шарах облицювання з ненульовою жорсткістю на згинання.
Ці напруження зсуву tf1, повинні вважатися постійними по висоті ребер з металевих профілів облицювання (див. рисунок Е.6 І рівняння (Е.16)).
vary linearly over the depths of the faces. Local buckling of a compressed web of a face profile makes the normal stress distribution in the face non-linear.
NOTE 2 The shear force Vs causes a constant shear stress distribution tc over the depth of the core, when the compressive and tensile rigidity of the core layer in the longitudinal direction of the sandwich panel is ignored. The shear forces VF1 and VF2 cause shear stresses iF1, tf2 in the face layers with non-vanishing bending rigidity.
These shear stresses tf1, tF2 shall be assumed to be a constant over the depths of the webs of the metal face profiles (see Figure E.6 and Equation (E.16)).
Познаки: Key:
a - облицювання 1 face 1
b - серцевина core
c - облицювання 2 face 2
Рисунок Е.З - Результанти напруження в сендвіч-панелі з тонким
(плоским або злегка профільованим) облицюванням
- Stress resultants in a thin (flat or lightly profiled) faced sandwich panel
Познаки такі ж, як до рисунка Е.З
Key as Figure Е.З
Рисунок Е.4 - Розподілення напружень по перерізу сендвіч-панелі з тонким облицюванням
- Stress distribution over the cross-section in a thin faced sandwich pane
l
Познаки такі ж, як до рисунка Е.З Key as Figure Е.З
Рисунок Е.5- Результанти напруження в сендвіч-панелей з профільованими облицюваннями
- Stress resultants in a sandwich panel with profiled faces
Рисунок Е.б- Розподілення напруження по перерізу в сендвіч-панелі
з профільованими облицюваннями
Figure Е.6 - Stress distribution over the cross-section in a sandwich panel with profiled faces
E.7.2.5 Напруження згинання E.7.2.5 Bending stresses
Після проведення належного розрахунку згід- After carrying out a suitable analysis according to
но з E.7.2, E.7.3 І E.7.4 напруження згинання в E.7.2, E.7.3 and E.7.4, the bending stresses in
облицюваннях має визначатися за допомогою the faces shall be determined using Equations
рівнянь (E.12-E.14): |
(E.12to E.14): |
|
|
NF1MsNF2_ Ms. op 1 = = , Op2 ’ AFt eAF 1 ^F2 eAF2 |
(E.12a,b) |
|
Me і. MF і aF11-CTF1 . “11 > °F12 -cfF1- . «12 - *F1 'F1 |
(E.13a,b) |
|
^F2 л ^F2я ■ °F21 “°F2 . a21 - °F22 “°F2 . a22 > 'F2 'F2 |
(E.14 a,b) |
У панелях з одним або двома профільованими (товстими) облицюваннями їх жорсткістю на згин не слід нехтувати (BF1 + Bf2 * 0)- Результанти напруження в поперечному перерізі мають бути М = Ms + MF1 + Мр2iV = Vs+VFl + + (див. рисунки Е.5 І Е.6 та рівняння (Е.13), (Е.15) і (Е.16)).