Imperfekcje w normach światowych

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


Bibliografia artykułu
  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 ]
_______________
Koniec
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 »