Uwaga: artykuł jest w trakcie edycji . Zawiera treści tymczasowe.  

Niniejszy artykuł jest rozdziałem 2-2 podręcznika Imperfekcyjna metoda projektowania konstrukcji [ ← spis treści]
Nawigacja: [Imperfekcje i ich źródła] ⇐  ⊗  ⇒ [ Geneza metod imperfekcyjnych]

Artykuł w ciągu ostatnich 24 godzin czytało 0 Czytelników

[ Alternatywne, zintegrowane imperfekcje konstrukcji] [poprzednie] ⇐ ⊗ ⇒ [następne][ 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 [1] 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 [2]). 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 [3].

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

• Eurokod 2,3,4,9 ( synteza – warunki szczegółowe w treści pracy),
• ECCS (projekt normy Eurokod ) [4],
• AISC [1],
• AS4100,
• BS 5950-1 [4],
• HKC [5],
• GB 50205 [6],
• DIN 18800-2 [7].
• NZS3404 [8]
• SANS 10162-1 [9]
• CAN/CSACAN-S16-01 [10]

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

W pracy [11] 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][ 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,
[ https://chodor-projekt.net/encyclopedia/imperfekcyjna-metoda-projektowania-konstrukcji/ ]

Historia edycji:
(2019-04-19, 30) Wersja 1.0 
Leszek Chodor

Literatura

1. ACI 318-1:2011, Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary
2. Frish-Fay, R. (1962). Flexible Bars , Lecturer of Civil Engineering University of New South Wales,. Butterworth & Co (Publisher) London
3. Shayan S., Rasmussen K. J. R., Zhang, H. (2014), On the modelling of initial geo-metric imperfections of steel frames in advanced analysis. Journal of Constructional Steel Research, 98, 167–177
4. BS5950-1:2003, Structural Use of Steelwork in Buildings, Part 1 – Code of Practice for Design
5. HKC:2005, Code of Practice for the Structural Use of steel 2005
6. GB50205:2001, Code for Acceptance of Construction Quality of Steel structures
7. DIN18800- 2:1990, Stahlbauten, Stabilitatsfalle, Knicken von Staben und Stabwerken
8. NZS 3404:1997, Steel Structures Standard
9. SANS 10162-1:2005, The Structural Use of Steel. Part 1: Limit State Design of Hot Rolled Steelwork. Standards South Africa
10. CAN/CAS – S16-01:2004, Limit States Design of Steel Structures
11. Gautier T., Bikoko L. J., Tchamba J. K. (2015). Comparison of a steel column de-sign 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 Afri-can Parallel Flange Channel Section). IOSR Journal of Mechanical and Civil Engi-neering (IOSR-JMCE), 12(3 Ver. II), 160–169 [ www.iosrjournals.org ]

________________________________