Imperfekcje w normach światowych [R3-9]

Artykuł w ciągu ostatnich 24 godzin czytało 0 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 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 ). 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 .

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 ) ,
  • AISC , ,
  • AS4100 ,
  • BS 5950-1 ,
  • HKC ,
  • GB 50205 ,
  • DIN 18800-2 .
  • NZS3404
  • SANS 10162-1
  • CAN/CSACAN-S16-01

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

W pracy 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,
[ https://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

Building Code Requirements for Structural Concrete and Commentary, (2011) (testimony of ACI 318-11).
Structural Use of Steelwork in Buildings, Part 1 - Code of Practice for Design, (2003) (testimony of BS5950-1).
Limit States Design of Steel Structures, (2004) (testimony of CAN/CAS - S16-01).
Stahlbauten, Stabilitatsfalle, Knicken von Staben und Stabwerken, (1990) (testimony of DIN18800- 2).
Frish-Fay, R. (1962). Flexible Bars , Lecturer of Civil Engineering University of New South Wales,. Butterworth & Co (Publisher)  London.
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. www.iosrjournals.org
Code for Acceptance of Construction Quality of Steel structures, (2001) (testimony of GB50205).
Code of Practice for the Structural Use of steel  2005, (2005) (testimony of HKC).
Steel Structures Standard, (1997) (testimony of NZS 3404).
The Structural Use of Steel. Part 1: Limit State Design of Hot Rolled Steelwork. Standards South Africa, (2005) (testimony of SANS 10162-1).
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.
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 »