Imperfekcje w normach światowych [R3-9]

Artykuł w ciągu ostatnich 24 godzin czytało 1 Czytelników
[ Alternatywne, zintegrowane imperfekcje konstrukcji] [poprzednie R3-8] ⇐ ⊗ ⇒ [następne R4-1][ Fundamentalne założenia metody imperfekcyjnej ]


Modele imperfekcji w normach Eurokod. Podsumowanie

W europejskich normach konstrukcyjnych Eurokod wprowadzono spójny system imperfekcji, w zasadzie niezależny od typu konstrukcji. Imperfekcje związane z pracą konstrukcji w stanach granicznych niestateczności skupiono w imperfekcjach geometrycznych systemowych (globalnych) i elementów (lokalnych). Pozostałe imperfekcje (materiałowe, geometrii i niedoskonałości modelu oraz losowych obciążeń) uwzględniono w częściowych współczynnikach bezpieczeństwa. Imperfekcje geometryczne zaleca się zastępować równoważnymi obciążeniami w postaci zastępczych sił poziomych, będących ułamkiem obciążeń grawitacyjnych (pionowych). Imperfekcja powinna być sprawdzona w każdym kierunku, aby znaleźć najbardziej niekorzystny skutek, co łatwiej wykonać poprzez przyłożenie obciążenia, bez modyfikowania geometrii konstrukcji. W ten sposób omijamy problemy ze zmianą długości i poziomów podstaw słupów, które występowałyby podczas pochylania słupów budynków.

Modele imperfekcji w normach światowych

Podobny, ale nie jednakowy sposób opisu imperfekcji przechyłowych (ang. sway imperfection) oraz łukowych (ang. bow imperfection) przyjęto w normach światowych. W (2.3) zestawiono postanowienia wybranych norm. Imperfekcje przechyłowe przyjmowane są w granicach $n_G=200 \,do \,1000$, a imperfekcje elementu (łukowe) w granicach $n_L=300 \, do \, 1500$, przy czym największe odchyłki od kształtu idealnego dopuszczają aktualne normy Eurokod. Zależności dla fikcyjnych sił równoważnych do imperfekcji są bardziej złożone.

Norma amerykańska (AISC, 1993) w celu uproszczenia analiz- zaleca taką samą maksymalną tolerancję wytwarzania 1/1000 oraz projektową imperfekcję łukową. Każda z norm światowych zakłada, że słupy w ciągach poziomych oraz pionowych doznają zgodnie maksymalnego przechyłu w jednym kierunku (uzasadnienie np. w pracy (Frish-Fay, 1962)). W normach ustanawia się maksymalne amplitudy imperfekcji, ale ich kształt nie jest w zasadzie normowany, z wyjątkiem zalecenia, by przyjmować je zgodnie z kształtem sprężystej postaci utraty stateczności. Projektant powinien odgadnąć wszystkie krytyczne kombinacje imperfekcji i obciążeń zewnętrznych ze świadomością ryzyka, że wbrew zamiarowi, zły kierunek geometrycznej niedoskonałości może zwiększyć nośność. W przypadkach złożonych, przeprowadzenie wiarygodnych analiz kombinacyjnych w zwykłej praktyce projektowej, wydaje się trudne, a wręcz niemożliwe (Shayan, Rasmussen, Zhang, 2014).

W tab. 3-9.1 zestawiono główne postanowienia norm światowych, dotyczące projektowych imperfekcji konstrukcji. Wzięto pod uwagę normy:

Tab. 3-9.1  Imperfekcje oraz fikcyjne siły poziome według norm świata

W pracy (Gautier, Bikoko, Tchamba, 2015) porównano normy i stwierdzono, że

  1. SANS 10162: 1-2005 / CAN / CSA-S16-01: 2005, Eurokod 3 i AS 4100: 1998 / NZS 3404: 1997 wykorzystują podejście Perry-Robertson do oceny zdolności kompresji elementu.
  2. Dwie krzywe wyboczeniowe wykorzystuje się  w SANS 10162: 1-2005 / CAN / CSA-S16-01: 2005, natomiast pięć oddzielnych krzywych przedstawiono w EC3
  3. Różnice pomiędzy wynikami uzyskiwanymi według różnych nom są niewielkie, choć norma EC3 jest zdecydowanie bardziej skomplikowana od pozostałych w szczególności kanadyjskiej, japońskiej, RPA

 


[następne R4-1][ Fudamentalne założenia metody imperfekcyjnej ]


Niniejszy artykuł jest częścią 10 rozdziału 3 podręcznika Imperfekcyjna metoda projektowania konstrukcji

Publikacja internetowa w wersji „free” z nieograniczonym prawem cytatu – z powołaniem się na autora i źródło:
Leszek Chodor, (2019), Imperfekcyjna metoda  projektowania konstrukcji, Encyklopedia  πWiki,
[ http://chodor-projekt.net/encyclopedia/imperfekcyjna-metoda-projektowania-konstrukcji/ ]

Historia edycji:
(2019-04-19, 30) Wersja 1.0 
Proszę społeczność Inżynierów w internecie o przesyłanie recenzji podręcznika  na adres  wydawnictwa biuro@chodor-projekt.net
Leszek Chodor


Literatura cytowana w rozdziale

AISC. Load and resistance factor design specification, 2nd Ed (1993). Chicago: American Institute of Steel Construction.
BS5950-1. Structural Use of Steelwork in Buildings, Part 1 - Code of Practice for Design (2003). London: British Standards Institution.
CAN/CAS - S16-01. Limit States Design of Steel Structures (2004). Toronto, Ontario, Canada: Canadian Standards Association.
DIN18800- 2. Stahlbauten, Stabilitatsfalle, Knicken von Staben und Stabwerken (1990). Germany: Deutsches Institut fur Normung.
Frish-Fay, R. (1962). Flexible Bars , Lecturer of Civil Engineering University of New South Wales,. Butterworth & Co (Publisher)  London.
GB50205. Code for Acceptance of Construction Quality of Steel structures (2001). China: China Planning Press.
Gautier, T., Bikoko, L. J., & Tchamba, J. K. (2015). Comparison of a steel column design buckling resistance between the South African/Canadian (SANS 10162-1:2005/CAN/CSA-S16-01:2005), Eurocode 3 (EN 1993-1-1:2005) and Australian /New Zealand (AS4100:1998/NZS3404:1997) standards- Part I: PFC-SA (South African Parallel Flange Channel Section). IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering (IOSR-JMCE), 12(3 Ver. II), 160–169. Retrieved from www.iosrjournals.org
HKC. Code of Practice for the Structural Use of steel  2005 (2005). Hong Kong: Building Department, The Government of the Hong Kong Special Administrative Region.
NZS 3404. Steel Structures Standard (1997). New Zealand: P3404.
SANS 10162-1. The Structural Use of Steel. Part 1: Limit State Design of Hot Rolled Steelwork. Standards South Africa (2005). South Africa.
Shayan, S., Rasmussen, K. J. R., & Zhang, H. (2014). On the modelling of initial geometric imperfections of steel frames in advanced analysis. Journal of Constructional Steel Research, (98), 167–177.

Related Hasła

Comments : 0
O autorze
* dr inż. Leszek Chodor. Architekt i Inżynier Konstruktor; Rzeczoznawca budowlany. Autor wielu projektów budowli, w tym nagrodzonych w konkursach krajowych i zagranicznych, a między innymi: projektu wykonawczego konstrukcji budynku głównego Centrum "Manufaktura" w Łodzi, projektu budowlanego konstrukcji budynku PSE w Konstancinie Bielawa, projektów konstrukcji "Cersanit" ( Starachowice, Wałbrzych, Nowograd Wołyński-Ukraina), projektu konstrukcji hali widowiskowo-sportowej Arena Szczecin Autor kilkudziesięciu prac naukowych z zakresu teorii konstrukcji budowlanych, architektury oraz platformy BIM w projektowaniu.
Translate »