» » » ТКП EN 1993-1-6-2009 – Проектирование стальных конструкций

ТКП EN 1993-1-6-2009 – Проектирование стальных конструкций

Еврокод 3
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Часть 1-6. Прочность и устойчивость оболочек

Еуракод 3
ПРАЕКТАВАННЕ СТАЛЬНЫХ КАНСТРУКЦЫЙ
Частка 1-6. Трываласць i устойл1васць абалонак


1 Общие положения
1.1 Область применения

(1)В EN 1993-1-6 приведены основные правила проектирования пластинчатых стальных конструкций, имеющих форму оболочки вращения.
(2) Настоящий стандарт предназначен к применению в сочетании с EN 1993-1-1, EN 1993-1-3, EN 1993-1-4, EN 1993-1-9 и соответствующими прикладными частями EN 1993, включая:
Часть 3.1 для башен и мачт; Часть 3.2 для дымовых труб; Часть 4.1 для бункеров; Часть 4.2 для резервуаров; Часть 4.3 для трубопроводов.
(3) Настоящий стандарт определяет характеристические и расчетные значения сопротивления конструкции.
(4) Настоящий стандарт связан с требованиями к проектированию по следующим абсолютным предельным состояниям:
— предел пластичности;
— циклическая пластичность;
— потеря продольной устойчивости;
— усталость.
(5) Общее равновесие конструкции {сползание, поднятие, опрокидывание) не включено в настоящий стандарт, но рассматривается в EN 1993-1-1. Специальные положения по особым сферам применения содержатся в соответствующих прикладных частях EN 1993.
(6) Положения настоящего стандарта применяются к осесимметричным оболочкам и связанным с ними круговым или кольцевым пластинам, а также к кольцам сечения балки и ребрам жесткости, если они являются частью целой конструкции. Рассматриваются общие процедуры компьютерных расчетов всех форм оболочек. Подробные выражения для ручных расчетов неподкрепленных цилиндров и конусов приведены в Приложениях.
(7) Цилиндрические и конические панели явным образом не описаны в настоящем стандарте. Однако, положения могут быть применимы, если должным образом учтены соответствующие граничные условия.
(8) Настоящий стандарт предназначен для применения к стальным пустотелым конструкциям. Если для пустотелых конструкций, изготовленных из других металлов, отсутствуют стандарты, то положения настоящего стандарта могут применяться при условии, что должным образом учтены соответствующие свойства материала.
(9) Применение положений настоящего стандарта предусмотрено в пределах диапазона температур, определенного в соответствующих прикладных частях EN 1993. Максимальная температура ограничена, чтобы влиянием ползучести можно было пренебречь, если эффекты ползучести при высокой температуре не рассматриваются соответствующей прикладной частью.
(10) Положения настоящего стандарта применяются к конструкциям, отвечающим факторам хрупкого разрушения, приведенным в EN 1993-1-10.
(11) Положения настоящего стандарта применяются к проектированию конструкций, подверженных воздействиям, которые могут рассматриваться как квази стати чес кие.
(12) В настоящем стандарте предполагается, что ветровая нагрузка и поток сыпучих твердых веществ, в целом, можно рассматривать как квазистатические воздействия.
(13) Динамические эффекты должны быть учтены согласно соответствующей прикладной части EN 1993, включая последствия для усталости. Однако, равнодействующие напряжений, возникающие из динамического поведения, рассматриваются в этой части как квазистатические.
(14) Положения настоящего стандарта применяются к конструкциям, которые сооружены в соответствии с EN 1090-2.
(15) Настоящий стандарт не рассматривает аспекты утечек.
(16) Настоящий стандарт предназначен для применения к конструкциям в следующих пределах: расчетные температуры металла в диапазоне от -50 'С до +300 °С;
отношения радиуса к толщине в диапазоне от 20 до 5000.
Примечание — Следует отметить, что правила расчета напряжений настоящего стандарта могут быть достаточно консервативными, если применяются к некоторым геометрическим формам и условиям нагружения для относительно толстостенных оболочек.

1.2 Нормативные ссылки
(1) Настоящий Европейский стандарт содержит положения других публикаций в виде датированных или недатированных ссылок. Эти нормативные ссылки располагаются в соответствующих местах текста, а перечень публикаций приводится ниже. Для датированных ссылок последующие поправки или редакции любых таких публикаций применимы к данному Европейскому стандарту, только если они включены в него поправкой или редакцией. Для недатированных ссылок применимо последнее издание публикации, на которую дается ссылка.
EN 1090-2 Исполнение стальных и алюминиевых конструкций. Часть 2. Технические требования к стальным конструкциям;
EN 1990 Основы проектирования строительных конструкций;
EN 1991 Еврокод 1: Воздействия на конструкции;
EN 1993 Еврокод 3: Проектирование стальных конструкций:
Часть 1.1 Общие правила и правила для зданий;
Часть 1.3 Холодноформованные тонкие элементы и листы;
Часть 1.4 Нержавеющие стали;
Часть 1.5 Элементы пластинчатых конструкций;
Часть 1.9 Усталостная прочность стальных конструкций;
Часть 1.10 Выбор стали с учетом вязкого разрушения и свойств стали по толщине листа Часть 1.12 Дополнительные правила для расширения области EN 1993 до включения марок стали S 700;
Часть 2 Стальные мосты; Часть 3.1 Башни и мачты; Часть 3.2 Дымовые трубы; Часть 4.1 Бункеры; Часть 4.2 Резервуары; Часть 4.3 Трубопроводы; Часть 5 Свайные сооружения.

1.3 Термины и определения
Термины, определенные в EN 1990 для общего применения в строительных еврокодах, также применяются к настоящему стандарту. Если не указано иное, определения, приведенные в ISO 8930, также применяются в настоящем стандарте. В дополнение к EN 1993-1-1 для целей настоящего стандарта применяются следующие определения:
1.3.1 Формы и геометрия конструкций
1.3.1.1 Оболочка
Конструкция или элемент конструкции, образованный изогнутым тонким листом.
1.3.1.2 Оболочка вращения
Оболочка, чья геометрическая форма определяется срединной поверхностью, образованной посредством поворота меридиональной образующей вокруг одной оси на угол 2тт радиан. Оболочка может иметь любую длину.
1.3.1.3 Замкнутая осесимметричная оболочка
Оболочка, состоящая из нескольких частей, каждая из которых является оболочкой вращения.
1.3.1.4 Сегмент оболочки
Оболочка вращения определенной геометрической формы с постоянной толщиной стенки: цилиндр, усеченный конус, усеченная сфера, кольцевая пластина, тороидальный изгиб или другой формы.
1.3.1.5 Панель оболочки
Незамкнутая оболочка вращения: форма оболочки определяется поворотом образующей вокруг оси на угол меньше 2п радиан.
1.3.1.6 Срединная поверхность
Поверхность, которая расположена посередине между внутренней и наружной поверхностями оболочки в каждой точке. Если оболочка подкреплена с одной или с обеих сторон, за базовую срединную поверхность принимается срединная поверхность изогнутого листа оболочки. Срединная поверхность является базовой поверхностью для расчета и может иметь разрывы при изменении толщины или в местах сопряжения оболочек, в результате чего возникает эксцентриситет, который может быть важен для свойств пустотелой конструкции.
1.3.1.7 Сопряжение
Линия, на которой встречаются два или более сегмента: оно может включать в себя элемент жесткости. Окружность, по которой кольцо жесткости крепится к оболочке, можно рассматривать в качестве сопряжения.
1.3.1.8 Стрингер
Местный элемент жесткости, проходящий по меридиану оболочки, представляя собой образующую оболочки вращения. Он предназначен для увеличения устойчивости или в качестве вспомогательного элемента при приложении местных нагрузок. Он не предназначен для обеспечения первичного сопротивления изгибающим эффектам, вызванным поперечными нагрузками.
1.3.1.9 Ребро
Местный элемент, который обеспечивает первичное восприятие изгибающих нагрузок вдоль меридиана оболочки, представляя собой образующую оболочки вращения. Он используется для передачи или распределения поперечных нагрузок при изгибе.
1.3.1.10 Кольцо жесткости
Местный элемент жесткости, проходящий по окружности оболочки вращения в заданной точке на меридиане. Обычно предполагается, что он не имеет жесткости при деформациях вне своей плоскости (меридиональные смещения оболочки), но является жестким при деформациях в плоскости кольца. Он применяется для увеличения устойчивости или для передачи местных нагрузок, действующих в плоскости кольца.
1.3.1.11 Опорное кольцо
Элемент конструкции, который проходит по окружности оболочки вращения в основании и обеспечивает крепление оболочки к фундаменту или другому элементу конструкции. Оно необходимо, чтобы гарантировать достижение предполагаемых граничных условий на практике.
1.3.1.12 Кольцевая балка
Круговой элемент жесткости, который обладает жесткостью и прочностью при изгибе как в плоскости круглого сечения оболочки, так и перпендикулярно этой плоскости. Это первичный несущий элемент конструкции, служащий для распределения местных нагрузок в оболочке.
1.3.2 Предельные состояния
1.3.2.1 Предел пластичности
Абсолютное предельное состояние, при котором в конструкции возникают зоны пластического деформирования, расположенные так, что ее способность противостоять повышенным нагрузкам считается утраченной. Оно тесно связано с предельной нагрузкой по пластичности в теории малых деформаций или с механизмом пластического разрушения.
1.3.2.2 Разрыв при растяжении
Абсолютное предельное состояние, при котором лист оболочки испытывает разрушение сечения брутто вследствие растяжения.
1.3.2.3 Циклическая пластичность
Абсолютное предельное состояние, при котором многократное пластическое деформирование вызвано циклами приложения и снятия нагрузки, что приводит к малоцикловому усталостному разрушению после исчерпания способности материала к поглощению энергии.
1.3.2.4 Потеря продольной устойчивости
Абсолютное предельное состояние, при котором конструкция резко теряет устойчивость при мембранном сжатии и/или сдвиге. Это приводит к большим смещениям или к неспособности конструкции нести приложенные нагрузки.
1.3.2.5 Усталость
Абсолютное предельное состояние, при котором множество циклов нагружения приводит к развитию трещин в листе оболочки, что при дальнейших циклах нагрузки может вызвать разрыв.
1.3.3 Воздействия
1.3.3.1 Осевая нагрузка
Внешняя приложенная нагрузка, действующая в осевом направлении.
1.3.3.2 Радиальная нагрузка
Внешняя приложенная нагрузка, действующая перпендикулярно поверхности цилиндрической оболочки.
1.3.3.3 Внутреннее давление
Составляющая поверхностной нагрузки, действующая перпендикулярно оболочке в направлении наружу. Ее величина может изменяться как в меридиональном, так и в окружном направлении (например, под действием нагрузки сыпучих веществ в бункере).
1.3.3.4 Внешнее давление
Составляющая поверхностной нагрузки, действующая перпендикулярно оболочке в направлении внутрь. Ее величина может изменяться как в меридиональном, так и в окружном направлении (например, под действием ветра).
1.3.3.5 Гидростатическое давление
Давление, изменяющееся линейно с осевой координатой оболочки вращения.
1.3.3.6 Нагрузка от трения о стенки (wall friction load)
Меридиональная составляющая поверхностной нагрузки, действующая на стенку оболочки вследствие трения, связанного с внутренним давлением {например, когда внутри оболочки находятся сыпучие вещества).
1.3.3.7 Местная нагрузка
Сосредоточенное усилие или распределенная нагрузка, действующая на ограниченную часть окружности оболочки и по ограниченной высоте.
1.3.3.8 Нагрузка на участок
Местная распределенная нагрузка, действующая перпендикулярно оболочке.
1.3.3.9 Разрежение
Равномерное полезное внешнее давление вследствие пониженного внутреннего давления в оболочке с отверстиями или отдушинами при ветровом воздействии.
1.3.3.10 Частичный вакуум
Равномерное полезное внешнее давление вследствие извлечения жидкостей или сыпучих веществ из резервуара с недостаточной вентиляцией.
1.3.3.11 Тепловое воздействие
Изменение температуры вдоль меридиана оболочки, по окружности оболочки или по толщине оболочки.
1.3.4 Равнодействующие напряжений и напряжения в оболочке
1.3.4.1 Равнодействующие мембранных напряжений
Равнодействующие мембранных напряжений — это усилия на единицу ширины оболочки, которые находят как интеграл распределения нормальных и касательных напряжений, действующих параллельно срединной поверхности оболочки, по толщине оболочки. В упругом состоянии каждая из этих равнодействующих напряжений вызывает напряженное состояние, однородное по толщине оболочки. В любой точке имеется три равнодействующие мембранных напряжений (см. рисунок 1.1(e)).
1.3.4.2 Равнодействующие изгибающих напряжений
Равнодействующие изгибающих напряжений — это изгибающие и скручивающие моменты на единицу ширины оболочки, которые находят как интеграл статического момента распределения нормальных и касательных напряжений, действующих параллельно срединной поверхности оболочки, по толщине оболочки. В упругом состоянии каждая из этих равнодействующих напряжений вызывает напряженное состояние, линейно изменяющееся по толщине оболочки, с нулевым значением и срединной поверхностью. В любой точке имеется два изгибающих момента и один скручивающий момент.
1.3.4.3 Равнодействующие поперечных касательных напряжений
Равнодействующие поперечных напряжений — это усилия на единицу ширины оболочки, которые находят как интеграл распределения касательных напряжений, действующих перпендикулярно срединной поверхности оболочки, по толщине оболочки. В упругом состоянии каждая из этих равнодействующих напряжений вызывает напряженное состояние, изменяющееся параболически по толщине оболочки. В любой точке имеется две равнодействующие поперечных касательных напряжений (см. рисунок 1.1(f)).
1.3.4.4 Мембранное напряжение
Мембранное напряжение определяется как отношение равнодействующей мембранного напряжения к толщине стенки {см. рисунок 1.1(e)).
1.3.4.5 Изгибающее напряжение
Изгибающее напряжение определяется как отношение равнодействующей изгибающего напряжения к квадрату толщины стенки, умноженное на 6. Оно имеет смысл только для состояния, при котором оболочка является упругой.
1.3.5 Виды расчета
1.3.5.1 Общий расчет
Расчет, который включает в себя всю конструкцию, вместо независимого рассмотрения отдельных ее частей.
1.3.5.2 Расчет по мембранной теории
Расчет, предсказывающий поведение тонкостенной пустотелой конструкции под действием распределенных нагрузок, предполагая, что только мембранные усилия удовлетворяют условиям равновесия с внешними нагрузками.
1.3.5.3 Линейно-упругий расчет оболочки (LA)
Расчет, предсказывающий поведение тонкостенной пустотелой конструкции на основании теории линейно-упругого изгиба оболочки при малых деформациях, по отношению к идеальной геометрии срединной поверхности оболочки.
1.3.5.4 Линейно-упругий расчет бифуркации (собственного значения) (LBA)
Расчет, который оценивает собственное значение линейной бифуркации для тонкостенной пустотелой конструкции на основании теории линейно-упругого изгиба оболочки при малых деформациях, по отношению к идеальной геометрии срединной поверхности оболочки. Следует отметить, что если упомянуто собственное значение, оно не относится к формам колебаний.
1.3.5.5 Геометрически нелинейный упругий расчет (GNA)
Расчет, основанный на принципах теории изгиба оболочки, применительно к идеальной конструкции с использованием линейно-упругих характеристик материала, но включая нелинейную теорию больших деформаций для смещений, которая полностью учитывает любое изменение геометрии вследствие воздействий на оболочку. На каждом уровне нагрузки проводится проверка собственного значения бифуркации.
1.3.5.6 Материально нелинейный расчет (MNA}
Расчет, основанный на теории изгиба оболочки, применительно к идеальной конструкции с использованием предположения о малых деформациях, как в п. 1.3.4.3, но с применением нелинейных упругопластических характеристик материала.
1.3.5.7 Геометрически и материально нелинейный расчет (GMNA)
Расчет, основанный на теории изгиба оболочки, применительно к идеальной конструкции с использованием предположений нелинейной теории больших деформаций для смещений и с применением нелинейных упругопластических характеристик материала. На каждом уровне нагрузки проводится проверка собственного значения бифуркации.
1.3.5.8 Геометрически нелинейный упругий расчет с учетом дефектов (GNIA)
Расчет с явным учетом дефектов, подобный расчету GNA согласно п. 1.3.4.5, но с применением модели геометрии конструкции, включающей неидеальную форму (т. е. геометрия срединной поверхности содержит непредусмотренные отклонения от идеальной формы). Дефект также может учитывать эффекты отклонений в граничных условиях и/или эффекты остаточных напряжений. На каждом уровне нагрузки проводится проверка собственного значения бифуркации.
1.3.5.9 Геометрически и материально нелинейный расчет с учетом дефектов (GMNIA) Расчет с явным учетом дефектов, основанный на принципах теории изгиба оболочки, применительно к неидеальной конструкции (т. е. геометрия срединной поверхности содержит непредусмотренные отклонения от идеальной формы), включая нелинейную теорию больших деформаций для смещений, которая полностью учитывает любое изменение геометрии вследствие воздействий на оболочку и нелинейные у пру го пластические характеристики материала. Дефекты также могут включать в себя дефекты в граничных условиях и остаточных напряжениях. На каждом уровне нагрузки проводится проверка собственного значения бифуркации.
1.3.6 Категории напряжений, используемые при проектировании по напряжениям
1.3.6.1 Первичные напряжения
Напряженное состояние, необходимое для равновесия с приложенной нагрузкой. Оно состоит преимущественно из мембранных напряжений, но в некоторых условиях для достижения равновесия может также понадобиться изгибающие напряжения.
1.3.6.2 Вторичные напряжения (Secondary stresses)
Напряжения, вызванные внутренней совместимостью или совместимостью с граничными условиями, связанные с приложенными нагрузками или приложенными смещениями (температурой, предварительным напряжением, осадкой, усадкой). Эти напряжения не требуются для достижения равновесия между внутренним напряженным состоянием и внешними нагрузками.
1.3.7 Специальные определения для расчета потери продольной устойчивости 1.3.7.1 Критическое сопротивление потере продольной устойчивости
Наименьшая бифуркация или предельная нагрузка, определенная при предположении идеализированных условий упругих характеристик материала, идеальной геометрии, идеального приложения нагрузки, идеальной опоры, изотропности материала и отсутствия остаточных напряжений (расчет LBA).
1.3.7.2 Критическое напряжение при потере продольной устойчивости
Мембранное напряжение, связанное с критическим сопротивлением потере продольной устойчивости.
1.3.7.3 Номинальное сопротивление пластическим деформациям
Предельная пластическая нагрузка, определенная при предположении идеализированных условий жесткопластических характеристик материала, идеальной геометрии, идеального приложения нагрузки, идеальной опоры и изотропности материала {смоделированная при помощи расчета MNA).
1.3.7.4 Характеристическое сопротивление потере продольной устойчивости
Нагрузка, связанная с потерей продольной устойчивости при наличии неупругих характеристик материала, геометрических и конструкционных дефектов, которые неизбежны на практике, и эффектами следящей нагрузки.
1.3.7.5 Характеристическое напряжение при потере продольной устойчивости Мембранное напряжение, связанное с характеристическим сопротивлением потере продольной устойчивости.
1.3.7.6 Расчетное сопротивление потере продольной устойчивости
Расчетное значение вызывающей потерю продольной устойчивости нагрузки, полученное путем деления характеристического сопротивления потере продольной устойчивости на частный коэффициент для сопротивления.
1.3.7.7 Расчетное напряжение при потере продольной устойчивости
Мембранное напряжение, связанное с расчетным сопротивлением потере продольной устойчивости.
1.3.7.8 Основное значение напряжения
Значение напряжения в неоднородном поле напряжений, используемое для выражения величин напряжений при оценке предельного состояния по потере продольной устойчивости.
1.3.7.9 Класс качества допуска на изготовление
Категория требований допуска на изготовление, предполагаемая при проектировании, см. п. 8.4.




Недавно мои друзья столкнулись с проблемой, им нужно было продать срочно квартиру, но сейчас довольно проблемно продать квартиру, предложений много, а спрос не очень. Однако продажа квартир в Алматы, это реально. Но надо время, сразу ничего не получается. Так что наберитесь терпения и у вас все получиться.

Комментарии:
Нормативные документы, руководства, статьи, новости, опыт коллег
Группа брестских инженеров - техническая библиотека © 2009-2018