ДСТУ-Н Б EN 1993-1-11:20ХХ
Завантажити документ
Формат .docx · доступно зареєстрованим користувачам
(проект, остаточна редакція)
Київ
Міністерство регіонального розвитку, будівництва та житлово-комунального господарства України
2012
1 ВНЕСЕНО: ТОВ «Український інститут сталевих конструкцій імені В.М. Шимановського»
ПЕРЕКЛАД І НАУКОВО-ТЕХНІЧНЕ РЕДАГУВАННЯ: Р. Ганжа, інж.; І. Кривко, інж.; Ю. Пермякова, інж.; Б. Фурман, інж.; Р. Харченко, к.т.н. (науковий керівник)
2 НАДАНО ЧИННОСТІ: наказ Міністерства регіонального розвитку та будівництва України від 27.12. 2010 № 552
3 Національний стандарт відповідає EN 1993-1-11:2006 Eurocode 3: Design of steel structures - Part 1-11: Design of structures with tension components (Єврокод 3. Проектування сталевих конструкцій. Частина 1-11 Проектування конструкцій з розтягнутими елементами).
Ступінь відповідності – ідентичний (IDT)
Переклад з англійської (en)
Цей стандарт видано з дозволу CEN
Право власності на цей документ належить державі.
Цей документ не може бути повністю чи частково відтворений, тиражований
і розповсюджений як офіційне видання без дозволу
Міністерства регіонального розвитку, будівництва та житлово-комунального господарства України
© Мінрегіон України, 2012
Вступ Foreword VI
1 Загальні положення 1 General 1
1.1 Сфера застосування 1.1 Scope 1
1.2 Нормативні посилання 1.2 Normative references 4
1.3 Терміни і визначення 1.3 Terms and definitions 5
1.4 Позначення 1.4 Simbols 7
2 Основи проектування 2 Basis of design 7
2.1 Загальні положення 2.1 General 7
2.2 Вимоги 2.2 Requirements 8
2.3 Впливи 2.3 Actions 9
2.4 Розрахункові ситуації та часткові коефіцієнти безпеки 2.4 Design situations and partial factors 12
3 Матеріал 3 Material 13
3.1 Міцність сталей і дротів 3.1 Strength of steels and wires 13
3.2 Модуль пружності 3.2 Modulus of elasticity 14
3.3 Температурний коефіцієнт лінійного розширення 3.3 Coefficient of thermal expansion 17
3.4 Розрізка на мірні по довжині відрізки розтягнутих елементів групи В 3.4 Cutting to length of Group B tension components 17
3.5 Мірні по довжині відрізки та допуски при виготовленні 3.5 Lengths and fabrication tolerances 17
3.6 Коефіцієнт тертя 3.6 Friction coefficients 18
4 Довговічність дротів, канатів та жмутів 4. Durability of wires, ropes and strands 18
4.1 Загальні вимоги 4.1 General 18
4.2 Антикорозійний захист окремих дротів 4.2 Corrosion protection of individual wires 19
4.3 Захист від корозії внутрішньої частини розтягнутих елементів групи В 4.3 Сorrosion protection of the interior of group b tension components 19
4.4 Антикорозійний захист зовнішньої частини розтягнутих елементів групи В 4.4 Corrosion protection of the exterior of Group B tension components 20
4.5 Захист від корозії розтягнутих елементів групи С 4.5 Corrosion protection of Group C tension components 21
4.6 Захист від корозії в місцях з’єднань 4.6 Corrosion protection at connections 22
5 Розрахунок будівельних конструкцій 5 Structural analysis 22
5.1 Загальні положення 5.1 General 22
5.2 Перехідна фаза будівництва 5.2 Transient construction phase 22
5.3 Постійні розрахункові стани конструкцій під час експлуатації 5.3 Persistent design situation during service 23
5.4 Нелінійні впливи при урахуванні деформації 5.4 Non-linear effects from deformations 24
6 Граничні стани по безпеці 6 Ultimate limit states 25
6.1 Системи із розтягнутими стрижнями 6.1 Tension rod systems 25
6.2 Попередньо напружені стрижні та комплектуючі елементи системи груп В та С 6.2 Prestressing bars and Group B and C components 25
6.3 Сідла 6.3 Saddles 28
6.4 Зажими 6.4 Clamps 31
7 Граничні системи по здатності до нормальної експлуатації 7 Serviceability limit states 33
7.1 Критерії здатності до нормальної експлуатації 7.1 Serviceability criteria 33
7.2 Граничні напруження 7.2 Stress limits 34
8 Вібрації вант 8 Vibrations of cables 35
8.1 Загальні відомості 8.1 General 35
8.2 Заходи щодо обмежень вібрації канатів 8.2 Measures to limit vibrations of cables 36
8.3 Оцінка ризиків 8.3 Estimation of risks 37
9 Втомленість 9 Fatigue 38
9.1 Загальні відомості 9.1 General 38
9.2 Флотаційні осьові навантаження 9.2 Fluctuating axial loads 38
Annex A (informative) Product requirements for tension components 40
Annex B (informative) Transport, storage, handling 46
Додаток С (довідковий). Відомості щодо відповідності державних стандартів європейським стандартам Annex C (informative) Glossary 47
Annex НА (informative) 52
Цей стандарт є тотожний переклад EN 1993-1-11:2006 Eurocode 3 - Design of steel structures - Part 1-11: Design structures with tension components (Єврокод 3. Проектування сталевих конструкцій. Частина 1-11. Проектування конструкцій з розтягнутими елементами).
EN 1993-1-11:2006 підготовлено Технічним комітетом СEN/ТС 250, секретаріатом якого керує BSI.
До національного стандарту долучено англомовний текст.
На території України як національний стандарт діє ліва колонка тексту ДСТУ-Н Б EN 1993-1-11:2006 «Єврокод 3. Проектування сталевих конструкцій. Частина 1-11. Проектування конструкцій з розтягнутими елементами (EN 1993-1-11:2006, IDT)», викладена українською мовою.
Відповідно до ДБН А.1.1-1-2009 «Система стандартизації та нормування в будівництві. Основні положення» цей стандарт відноситься до комплексу В.1.2 «Система надійності та безпеки в будівництві».
Стандарт містить вимоги, які відповідають чинному законодавству.
Науково-технічна організація, відповідальна за цей стандарт, – Товариство з обмеженою відповідальністю «Український інститут сталевих конструкцій ім. В.М. Шимановського».
До стандарту внесено такі редакційні зміни:
слова «цей міжнародний стандарт» замінено на «цей стандарт»;
структурні елементи стандарту: «Обкладинку», «Передмову», «Національний вступ», «Визначення понять» оформлено згідно з вимогами національної стандартизації України;
з «Передмови до 1993-1-11» у цей «національний вступ» взяте те, що безпосередньо стосується цього стандарту;
Копії МС, неприйнятих як національні стандарти, на які є посилання в EN 1993-1-11:2006, можна отримати в Головному фонді нормативних документів ДП «УкрНДНЦ».
Організація, відповідальна за цей документ, – Товариство з обмеженою відповідальністю «Український інститут сталевих конструкцій ім. В.М. Шимановського»
При розробленні цього стандарту в україномовний текст редакційних змін, порівняно з оригіналом, не внесено.
Даний Європейський Стандарт EN 1993-1-11,
«Єврокод 3. Проектування металевих конструкцій. Частина. 1-11 Проектування конструкцій з розтягнутими елементами», підготовлений Технічним Комітетом CEN/TC 250 «Будівельні Єврокоди», Секретаріат якого підтримується BSI. CEN/TC 250 відповідальний за всі будівельні Єврокоди.
Даному Європейському Стандарту надається статус Національного Стандарту після публікації ідентичного тексту або підтвердження не пізніше квітня 2007р. Суперечить Національному Стандарту відкликані не пізніше березня 2010р. Даний Єврокод частково замінює ENV 1993-2.
У відповідності до CEN-CENELEC Міжнародних правил, Організації Національних положень Стандартів наступних країн повинні забезпечити виконання даного Європейського стандарту: Австрія, Бельгія, Великобританія, Германія, Греція, Данія, Естонія, Ірландія, Ісландія, Італія, Іспанія, Кіпр, Латвія, Литва, Люксембург, Мальта, Нідерланди, Норвегія, Польща, Португалія, Руминія, Словакія, Словенія, Угорщина, Фінляндія, Франція, Чеська Республіка, Швейцарія, Швеція та ін.
Національний Додаток до EN 1993-1-11
Європейський стандарт містить позначення та окремі альтернативні методи, для яких на національному рівні повинні бути вказані значення або відповідний вибір. Для цього у відповідну національну редакцію даного нормативного документу включають національні додатки з параметрами, що установлені на національному рівні, який робить можливим розрахунок конструкцій будівель і інженерних споруд, що будуються в конкретній країні.
Foreword
This European Standard EN 1993-1-11, Eurocode 3: Design of steel structures: Part 1-11 Design of structures with tension components, has been prepared by Technical Committee CEN/TC250 « Structural Eurocodes », the Secretariat of which is held by BSI. CEN/TC250 is responsible for all Structural Eurocodes.
This European Standard shall be given the status of a National Standard, either by publication of an identical text or by endorsement, at the latest by April 2007 and conflicting National Standards shall be withdrawn at latest by March 2010.
This Eurocode partially supersedes ENV 1993-2.
Аnnex for EN 1993-1-11
This standard gives alternative procedures, values and recommendations with notes indicating where national choices may have to be made. The National Standard implementing EN 1993-1-11 should have a National Annex containing all Nationally Determined Parameters to be used for the design of tension components to be constructed in the relevant country.
Національний вибір допускається в таких пунктах даного нормативного документу:
2.3.6 (1);
2.3.6 (2);
2.4.1 (1);
3.1 (1);
4.4 (2);
4.5 (4);
5.2 (3);
5.3 (2);
6.2 (2);
6.3.2 (1);
6.3.4 (1);
6.4.1 (1) Р;
7.2 (2);
А.4.5.1(1);
А.4.5.2(1);
В(6).
National choice is allowed in EN 1993-1-11 through:
2.3.6 (1);
2.3.6 (2);
2.4.1 (1);
3.1 (1);
4.4 (2);
4.5 (4);
5.2 (3);
5.3 (2);
6.2 (2);
6.3.2 (1);
6.3.4 (1);
6.4.1 (1) Р;
7.2 (2);
А.4.5.1(1);
А.4.5.2(1);
В(6).
Єврокод 3. Проектування сталевих конструкцій
Еврокод 3. проектирование стальных конструкций
Часть 1-11. проектирование конструкций С РАСТЯгиваемыми ЭЛЕМЕНТАМИ
EUROCODE 3. DESIGN OF STEEL STRUCTURES - PART 1-11: DESIGN OF STRUCTURES WITH TENSION COMPONENTS
Чинний від __________
1.1 Сфера застосування
1.1 Scope
(1) В даному нормативному документі надані основні правила проектування несучих конструкцій зі сталевими розтягнутими елементами, які згідно із способом їх з’єднання з конструкцією дають можливість їх регулювання та заміни (таблиця 1.1).
(1) prEN1993-1-11 gives design rules for structures with tension components made of steel, which, due to their connections with the structure, are adjustable and replaceable see Table 1.1.
Примітка. Внаслідок вимог до розтягнутих елементів щодо їх точної установки і заміни, вони (ці елементи), як правило, являють собою раніше виготовлені вироби, які доставляються на будівельний майданчик у готовому вигляді і установлюються в конструкції. Елементи, що не регулюються і не можуть бути заміненими, наприклад, ванти висячих мостів або мостів із зовнішнім попереднім напруженням, не є предметом розгляду в даній частині технічного стандарту, що не виключає можливість застосування норм даного нормативного документу і в цих випадках.
NOTE: Due to the requirement of adjustability and replaceability such tension components are generally prefabricated products delivered to site and installed into the structure. Tension components that are not adjustable or replaceable, e.g. air spun cables of suspension bridges, or for externally post-tensioned bridges, are outside the scope of this part. However, rules of this standard may be applicable.
(2) Даний нормативний документ також містить в собі правила для розробки технічних вимог щодо збірних розтягнутих елементів, для оцінки їхньої безпеки, експлуатаційної надійності та довговічності.
Таблиця 1.1 - Групи розтягнутих елементів
Table 1.1 - Groups of tension components
(2) This standard also gives rules for determining the technical requirements for prefabricated tension components for assessing their safety, serviceability and durability.
Група
Group
Головний розтягнутий елемент
Main tension element
Конструктивний елемент
Component
A
стрижень (пруток)
rod (bar)
системи із розтягувальних стрижнів, попередньо напружений стрижень
tension rod (bar) system, prestressing bar
B
круглий дріт
circular wire
канат спірально-жмутовий
spiral strand rope
круглий дріт та скручений дріт circular and Z-wires
канат закритого сплетіння
fully locked coil rope
круглий та Z-подібний дріт circular wire and stranded wire
канат із жмутів
strand rope
C
круглий дріт
circular wire
жмут із паралельних дротів (PWS)
parallel wire strand (PWS)
жмут із паралельних дротів
bundle of parallel wires
жмут із семи паралельних дротів (попередньо напружений) seven wire (prestressing) strand
жмут із паралельних жмутів
bundle of parallel strands
Примітка 1: Вироби групи А мають суцільний поперечний переріз круглої форми та поєднані з кінцевими кріпленнями, спорядженими різьбою. Звичайно вони використовуються для:
– в’язей жорсткості в покрівлях, стінових огородженнях, системах прогонів;
– відтяжок елементів покрівлі, пілонів;
– систем натягу для метало-дерев’яних ферм, сталевих конструкцій та просторових систем.
NOTE 1: Group A products in general have a single solid round cross section connected to end terminations by threads. They are mainly used as
– bracings for roofs, walls, girders
– stays for roof elements, pylons
– tensioning systems for steel-wooden truss and steel structures, space frames
Примітка 2: Вироби групи В складаються із дротів, що закріплені в муфтах або мають інші кінцеві кріплення та виготовляються головним чином діаметрами від 5мм до 160 мм, див. EN 12385-2.
Спірально-жмутові канати використовуються головним чином для:
– відтяжок антен, димових труб, щогл та мостів;
– несучих і контурних вант легких висячих конструкцій;
– підвісок або відтяжок висячих мостів;
– стабілізуючих вант в вантових мережах, дерев’яних та сталевих фермах;
– поручнів балконів, огороджень мостів та ін.
Канати закритого сплетіння виготовляються діаметрами від 20мм до 180 мм та використовуються у вигляді:
– відтяжок несучих вант та підвісок для мостових споруд;
– несучих та стабілізуючих вант в вантових фермах;
– конструктивних вант в вантових мережах;
– відтяжок пілонів, щогл, систем.
Конструкційні канати із жмутів використовуються головним чином для:
– відтяжок щогл і антен;
– підвісок в висячих мостах;
– демпферів/поперечних в’язів поміж відтяжками;
– конструктивних вант для оболонок із тканини;
– огороджуючих вант для поручнів балконів, мостів та огороджень.
NOTE 2: Group B products are composed of wires which are anchored in sockets or other end terminations and are fabricated primarily in the diameter range of 5 mm to 160 mm, see EN 12385-2.
Spiral strand ropes are mainly used as
– stay cables for aerials, smoke stacks, masts and bridges
– carrying cables and edge cables for light weight structures
– hangers or suspenders for suspension bridges
– stabilizing cables for cable nets and wood and steel trusses
– hand-rail cables for banisters, balconies, bridge rails and guardrails
Fully locked coil ropes are fabricated in the diameter range of 20 mm to 180 mm and are mainly used as
– stay cables, suspension cables and hangers for bridge construction
– suspension cables and stabilizing cables in cable trusses
– edge cables for cable nets
– stay cables for pylons, masts, aerials
Structural strand ropes are mainly used as
– stay cables for masts, aerials
– hangers for suspension bridges
– damper / spacer tie cables between stay cables
– edge cables for fabric membranes
– rail cables for banister, balcony, bridge and guide rails.
Примітка 3: Вироби групи С потребують індивідуального та загального закріплення і відповідного захисту.
Пучки паралельних дротів використовуються головним чином як відтяжки, несучі ванти висячих мостів та зовнішніх натягнутих вант.
Пучки паралельних жмутів використовуються головним чином для відтяжок комбінованих та сталевих мостів.
NOTE 3: Group C products need individual or collective anchoring and appropriate protection.
Bundles of parallel wires are mainly used as stay cables, main cables for suspension bridges and external tendons.
Bundles of parallel strands are mainly used as stay cables for composite and steel bridges.
(3) Кінцеві муфти, що розглядаються в даній частині, для виробів групи В і С, можуть бути таких типів:
– металеві та поліефірні муфти,
див. EN 13411-4;
– муфти із цементною заливкою;
– металеві наконечники та металеві з’єднувачі,
див. EN 13411-3;
– обтискні муфти і гільзи;
– зажими для дротових канатів із U-подібним болтом, EN 13411-5;
– клинки для закріплення пучків, сферичні головки холодної формовки для дротів та гайки для стрижнів.
(4) The types of termination dealt with in this part for Group B and C products are
– metal and resin sockets, see EN 13411-4
– sockets with cement grout
– ferrules and ferrule securing, see EN 13411-3
– swaged sockets and swaged fitting
– U-bolt wire rope grips, see EN 13411-5
– anchoring for bundles with wedges, cold formed button heads for wires and nuts for bars
Примітка: Термінологія див. Додаток С.
NOTE: For terminology see Annex C.
1.2 Нормативні посилання
(1) Даний європейський стандарт містить датовані та недатовані посилання на положення з інших публікаціях. Ці нормативні посилання наведені у відповідних місцях тексту, а публікації наведені нижче. Для датованих посилань наступні їх поправки або перегляд будь-яких з цих публікацій застосовують до цього європейського нормативного документу при внесенні в нього поправок. Для недатованих посилань застосовують останнє видання публікації, на яку посилаються.
EN 10138. Попередньо напружені сталеві елементи
EN 10244. Сталевий дріт і дротові вироби. Покриття із кольорових металів на сталевому дроті
EN 10264. Сталевий дріт і дротові вироби. Сталевий дріт для канатів
Частина 3. Холоднотягнутий нелегований сталевий дріт холодного формування для використання в виробах, що працюють в умовах високих розтягуючих зусиль
EN 12385. Сталеві дротові канати – безпека.
Частина 10. Канати спірального сплетіння для конструкційного застосування загального призначення.
EN 13411. Кінцевики для сталевих дротових канатів – безпека.
1.2 Normative references
(1) This European Standard incorporates dated and undated reference to other publications. These normative references are cited at the appropriate places in the text and the publications are listed hereafter. For dated references, subsequent amendments or revisions to any of these publications apply to this European Standard only when incorporated in it by amendment or revision. For undated references the latest edition of the publication referred to applies.
EN 10138 Prestressing steels
Part 1 General requirements
Part 2 Wires
Part 3 Strands
Part 4 Bars
EN 10244 Steel wire and wire products – Non-ferrous metallic coatings on steel wire
Part 1 General requirements
Part 2 Zinc and zinc alloy coatings
Part 3 Aluminium coatings
EN 10264 Steel wire and wire products – Steel wire for ropes
Part 1 General requirements
Part 2 Cold drawn non-alloyed steel wire for ropes for general applications
Part 3 Cold drawn and cold profiled non alloyed steel wire for high tensile applications
Part 4 Stainless steel wires
EN 12385 Steel wire ropes – safety
Part 1 General requirements
Part 2 Definitions, designation and classification
Part 3 Information for use and maintenance
Part 4 Stranded ropes for general lifting applications
Part 10 Spiral ropes for general structural applications
EN 13411 Terminations for steel wire ropes – safety
Part 3 Ferrules and ferrule-securing
Part 4 Metal and resin socketing
Терміни і визначення
(1) В даному нормативному документі використовують такі терміни із відповідними визначеннями:
1.3 Terms and definitions
(1) For the purpose of this European Standard the following terms and definitions apply.
1.3.1 жмут
елемент канату, складений з пучка дротів відповідної форми та розмірів, які сплетені спірально в тому ж або протилежному напрямах, в один або декілька шарів навколо стрижневої серцевини
1.3.1 strand
an element of rope normally consisting of an assembly of wires of appropriate shape and dimensions laid helically in the same or opposite direction in one or more layers around a centre
1.3.2 канат із жмутів
пучок із кількох жмутів, сплетених спірально в один або декілька шарів навколо серцевини (одношарового канату) або центру (що чинить опір розкручуванню), або паралельно закритого канату
1.3.2 strand rope
an assembly of several strands laid helically in one or more layers around a core (single layer rope) or centre
(rotation-resistant or parallel-closed rope)
1.3.3 канат спіральний
пучок із щонайменше двох шарів дротів, сплетених спірально навколо центрального дроту
1.3.4 канат спірально-жмутовий
спіральний канат, що містить в собі лише круглий дріт
1.3.5 канат закритого сплетіння
спіральний канат закритого сплетіння із зовнішнім шаром Z-подібного дроту
1.3.6 коефіцієнт заповнення f
відношення суми номінальних площ поперечних перерізів металевої частини всіх дротів в канаті А і периферичної площі канату Аu, одержаної виходячи із його номінального діаметру d
1.3.7 коефіцієнт урахування втрат від
сплетіння k
коефіцієнт ослаблення конструкції канату, що включений в коефіцієнт впливу на розрив K
1.3.8 коефіцієнт впливу на розрив K
емпіричний коефіцієнт, що використовується при визначенні мінімального розривного зусилля каната і отримується із такої залежності:
1.3.3 spiral rope
an assembly of a minimum of two layers of wires laid helically over a central wire
1.3.4 spiral strand rope
spiral rope comprising only round wires
1.3.5 fully locked coil rope
spiral rope having an outer layer of fully locked Z-shaped wires
1.3.6 fill factor f
the ratio of the sum of the nominal metallic cross-sectional areas of all the wires in a rope (A) and the circumscribed area (Au) of the rope based on its nominal diameter (d)
1.3.7 spinning loss factor k
reduction factor for rope construction included in the breaking force factor K
1.3.8 breaking force factor (K)
π f k , (1.1)
4
де f – коефіцієнт заповнення канату;
k – коефіцієнт урахування втрат від сплетіння
Примітка: коефіцієнти K для канатів найбільш поширених марок наведені у відповідній частині EN 12385.
1.3.9 мінімальне зусилля розриву Fmin
мінімальне зусилля розриву, яке визначається таким чином:
where f is the fill factor for the rope
k is the spinning loss factor
NOTE: K-factors for the more common rope classes and constructions are given in the appropriate part of EN12385.
1.3.9 minimum breaking force (Fmin)
d2 Rr K , (1.2)
1000
де d – діаметр канату;
K – коефіцієнт впливу на розрив;
Rr – марка канату, Н/мм2
1.3.10 марка канату Rr
рівень вимог до зусилля розриву, яке позначається числом (наприклад, 1770 Н/мм2, 1960 Н/мм2)
Примітка: Марки канату не обов’язково відповідають маркам міцності на розтяг дротів у канаті.
1.3.11 питома вага w:
Власна вага канату, вирахована на основі площі поперечного перерізу металевої частини Am і довжини канату, з урахуванням густини сталі і системи антикорозійного захисту
1.3.12 ванта:
головний конструктивний розтягнутих елементів, (наприклад, відтяжка вантового мосту), що може бути складений із канату, жмутів або пучків паралельних дротів.
1.4 Позначення
(1) В даному нормативному документі можуть бути використані позначення, наведені в 1.6 EN 1993-1-1 та 1.6 EN 1993-1-9.
(2) Додаткові позначення наведені по місцю їх першого застосування в тексті.
Примітка: одні і ті самі позначення можуть мати різні значення.
where d is the diameter of the rope in mm
K is the breaking force factor
Rr is the rope grade in N/mm²
1.3.10 rope grade (Rr)
a level of requirement of breaking force which is designated by a number (e.g. 1770 [N/mm²], 1960 [N/mm²])
NOTE: Rope grades do not necessarily correspond to the tensile strength grades of the wires in the rope.
1.3.11 unit weight (w)
the self weight of rope based on the metallic cross-section (Am) and the unit length taking account of the densities of steel and the corrosion protection system
1.3.12 cable
main tension component in a structure (e.g. a stay cable bridge) which may consist of a rope, strand or bundles of parallel wires or strands
For this standard the symbols given in 1.6 of EN 1993-1-1 and 1.6 of EN 1993-1-9 apply.
(2) Additional symbols aredefined where they first occur.
2.1 Загальні положення
2.1 General
(1) Проектування конструкцій із розтягнутими елементами повинно здійснюватись згідно загальних норм, наведених в EN 1990.
(2) При проектуванні також повинні використовуватись додаткові положення щодо розтягнутих елементів, наведені в даному нормативному документі.
(3) Для характеристики підвищеної надійності елементів може бути використана класифікація по ступеню впливу навколишнього середовища, яка наведена у табл. 2.1.
(1)P The design of structures with tension components shall be in accordance with the general rules given in EN 1990.
(2)The supplementary provisions for tension components given in this standard should also be applied.
Таблиця 2.1 - Класи, що враховують негативні впливи
Table 2.1 - Exposure classes
Вплив втомленості
Fatigue action Дія корозії
Corrosion action
без зовнішнього впливу
not exposed
externally із зовнішнім впливом
exposed externally
без суттєвого впливу втомленості
no significant fatigue action клас1
class 1 клас 2
class 2
переважна дія осьової втомленості
mainly axial fatigue action клас 3
class 3 клас 4
class 4
дія осьової і бокової втомленості
axial and lateral fatigue actions
(wind & rain)
–
клас 5
class 5
(4) З’єднання розтягнутих елементів із
конструкцією повинно бути таким, щоб забезпечити їх заміну і регулювання.
(4) Connections of tension components to the
structure should be replaceable and adjustable.
2.2 Вимоги
(1) При проектуванні розтягнутих елементів необхідно розглядати такі граничні стани:
- ULS (граничні стани по безпеці): осьові навантаження, що прикладаються, не можуть перевищувати розрахункового значення несучої здатності при розтягу, див. розділ 6;
- SLS (граничні стани по придатності до нормальної експлуатації): рівні напружень і деформацій в елементі не можуть перевищувати граничних значень,
див. розділ 7.
Примітка: з метою забезпечення потрібної довговічності перевірки на експлуатаційну надійність можуть мати більш високий приорітет над перевірками на ULS.
- Втомленість: діапазони напружень від коливань, спричинених осьовою силою та вібрацією від вітру та снігу, не можуть перевищувати граничних значень.
Примітка: Внаслідок труднощів моделювання збудженого стану розтягуваного елементу перевірки по SLS повинні бути проведені додатково до перевірок на втомленість.
(2) Для запобігання можливого зменшення напруження розтягнутих елементів (тобто стану, коли величина напруження досягає в них значень менших нуля, що викликає втрату стійкості, втомленість або ушкодження конструктивних елементів), а також інших типів конструктивних елементів, розтягнуті елементи можуть бути попередньо навантажені шляхом їх деформування від прикладених зусиль попереднього натягнення.
В таких випадках постійне навантаження, яке складається із дій гравітаційних сил «G» і попереднього натягнення «Р», повинно розглядатись як сумарне постійне навантаження «G+P», до якого необхідно застосувати часткові коефіцієнти безпеки «Gі», див розділ 5.
Примітка: Для інших матеріалів і методів будівництва можуть бути застосовані інші вимоги для комбінацій навантажень «G» і «P».
(3) Будь-які пристосування до розтягнутих елементів заводського виготовлення (напр., сідла та зажими) повинні проектуватись із урахуванням граничного стану по безпеці і граничного стану по експлуатаційній надійності, використовуючи розривне зусилля або усталену міцність канатів на силове навантаження, див. розділ 6. Втомленість- див. EN 1993-1-9.
Примітка: Дія втомленості на канати залежить від радіуса сідла або площі закріплення (щодо мінімального радіуса – див. рис. 6.1).
2.3 Впливи
2.3.1 Власна вага розтягнутих
елементів
(1) Нормативне значення величини, що характеризує власну вагу розтягнутих елементів і пристосувань до них, визначену з урахуванням площі поперечного перерізу і частини матеріалу, крім випадків, коли такі дані приведені у відповідних частинах EN 12385.
(2) Для спіральних жмутів, жмутів закритого сплетіння або конструкційних дротових канатів номінальна власна вага gk може бути визначена таким чином:
(1) The following limit states shall be considered in designing tension components:
ULS: Applied axial loads shall not exceed the design tension resistance, see section 6.
SLS: Stress and strain levels in the component shall not exceed the limiting values, see section 7.
NOTE: For durability reasons, serviceability checks may govern over ULS-verifications.
Fatigue: Stress ranges from axial load fluctuations and wind and rain induced oscillations shall not exceed the limiting values, see sections 0 and 0.
NOTE: Due to the difficulties in modelling the excitation characteristics of tension elements, SLS checks should be carried out in addition to fatigue checks.
(2) To prevent the likely de-tension of a tension component (i.e. the stress reaching below zero and causing uncontrolled stability or fatigue or damages to structural or non structural parts) and for certain types of structures, the tension components are preloaded by deformations imposed on the structure (prestressing).
In such cases permanent actions, which should consist of actions from gravity loads “G”and prestress “P”,should be considered as a single permanent action “G+P” to which the relevant partial factors «Gi» should be applied, see section 5
NOTE: For other materials and methods of construction other rules for the combination of “G” and “P” may apply.
(3) Any attachments to prefabricated tension components, such as saddles or clamps, should be designed for ultimate limit states and serviceability limit states using the breaking strength or proof strength of cables as actions, see section 6. For fatigue see EN 1993-1-9.
NOTE: Fatigue action on the ropes is governed by the radius in the saddle or anchorage area (see Figure 6.1 for minimum radius).
2.3.1 Selfweight of tension components
(1)The characteristic value of the self weight of tension components and their attachments should be determined from the cross-sectional area and the density of the materials unless data are given in the relevant parts of EN 12385.
(2) For spiral stands, locked coil strands or structural or structural wire ropes the
nominal self weight gk may be calculated as follows:
gk = w Am , (2.1)
де Am – площа поперечного перерізу металевих елементів, мм2; w – питома вага з урахуванням густини сталі і систем антикорозійного захисту (таблиця 2.2), Н/мм3.
(3) Am може бути визначена по формулі
where Am is the cross-section in mm² of the metallic components
w [N/(mm³)] is the unit weight taking into account the density of steel including the corrosion protection system, see Table 2.2
(3) Am may be determined from
A m = π d2 . f , (2.2)
4
де d – зовнішній діаметр канату або жмута із урахування антикорозійного покриття, мм;
f – коефіцієнт заповнення, див. таблицю 2.2.
where d is the external diameter of rope or strand in mm, including any sheathing for corrosion protection
f is the fill-factor, see Table 2.2
Таблиця 2.2- Питома вага w і коефіцієнт заповнення f
Table 2.2- Unit weight w and fill-factors f
(4) Для канатів, складених із паралельних дротів або паралельних жмутів, площа поперечного перерізу металевої частини визначається по формулі
nam , (2.3)
де n – кількість окремих дротів або жмутів канату;
am – площі поперечних перерізів (що визначені по їх діаметру) або жмута (із відповідного стандарту).
(5) Для розтягнутих елементів групи С власну вагу визначають по вазі окремих сталевих дротів або жмутів та вазі захисного матеріалу (НДРЕ, воску і т. п.).
2.3.2 Дія вітру
(1) Вітрові дії, що повинні прийматись до уваги, включають:
– статичні дії вітрового потоку,
див. EN 1991-1-4, включаючи прогини і кути повороту, які викликають згинальні моменти біля кінцевих кріплень канатів;
– аеродинамічні та інші збурення, що викликають можливі коливання канатів, див. розділ 8.
2.3.3 Навантаження від ожеледиці
(обледеніння)
(1) Навантаження від ожеледиці див. Додаток В EN 1993-3-1.
2.3.4 Теплові дії
(1) Теплові дії, які необхідно приймати до уваги, повинні включати ефект від дії різниці температур між канатами і іншими конструкціями.
where n is the number of identical wires or strands of which the rope is made
am is the cross-section of a wire (derived from its diameter) or a (prestressing) strand (derived from the appropriate standard)
5) For group C tension components the self weight should be determined from the steel weight of the individual wires or strands and the weight of the protective material (HDPE, wax etc.)
2.3.2 Wind actions
(1) The wind effects to be taken into account should include:
– the static effects of wind drag on the cables, see EN 1991-1-4, including deflections and bending effects near the ends of the cable,
– aerodynamic and other excitation causing possible oscillation of the cables, see section 8.
2.3.3 Ice loads
(1) For ice loading see Annex B to EN 1993-3-1.
2.3.4 Thermal actions
(2) Для канатів, що підпадають під зовнішні дії, дії від різниці температур також повинні братися до уваги, див. EN 1991-1-5.
2.3.5 Попереднє натяжіння
(1) Попереднє натяжіння вант повинно бути таким, щоб після прикладення всіх постійних навантажень конструкція набувала потрібні геометричні обриси і необхідний розподіл напружень в них.
(2) Повинні бути завчасно передбачені прилаштування для попереднього натяжіння і його регулювання, а нормативні значення попереднього натяжіння повинні бути заданими такими, які необхідні для досягнення потрібного геометричного обрису згідно (1), прийнятого в граничному стані, що розглядається.
(3) Якщо регулювання натяжіння вант не передбачається, то при проектуванні конструкції повинні бути враховані тільки діючі зовнішні навантаження.
2.3.6 Заміна та втрата розтягнутих
елементів
(1) Заміна не менш ніж одного розтягнутого елемента повинна бути прийнята до уваги при проектуванні як перехідний стан конструкції.
Примітка: Національний Додаток може визначати перехідні умови навантаження і часткові коефіцієнти безпеки для їх заміни.
(2) Можлива несподівана втрата будь-якого із розтягнутих елементів повинна бути прийнята до уваги як випадковий стан конструкції.
Примітка 1: Національний Додаток може визначати, де такий випадковий стан конструкції може з’явитись , а також включати вимоги щодо забезпечення безпеки та умови навантаження для розтягнутих елементів.
Примітка 2: При відсутності певних досліджень динамічних впливів несподіваного вилучення може бути передбачений для необхідного запасу міцності шляхом використання ефекту додаткової дії Ed:
(2) For cables exposed externally the actions from differential temperature should be taken into account, see EN 1991-1-5.
2.3.5 Prestressing
(1) The preloads in cables should be such that, when all the permanent actions are applied, the structure adopts the required geometric profile and stress distribution.
(2) Facilities for prestressing and adjusting the cables should be provided and the characteristic value of the preload should be taken as that required to achieve the required profile in (1) at the limit state under consideration.
(3) If adjustment of the cables is not intended to be carried out the effects of the variation of preloads should be considered in the design of the structure.
2.3.6 Replacement and loss of tension
components
(1) The replacement of at least one tension component should be taken into account in the design as a transient design situation.
NOTE: The National Annex may define the transient loading conditions and partial factors for replacement.
(2) Where required a sudden loss of any one tension component should be taken into account in the design as an accidental design situation.
NOTE 1: The National Annex may define where such an accidental design situation should apply and also give the protection requirements and loading conditions, e.g. for hangers of bridges.
NOTE 2: In the absence of a rigorous analysis the dynamic effect of a sudden removal may conservatively be allowed for by using the additional action effect Ed:
Ed = k Ed2 - Ed1 , (2.4)
де k = 1,5;
Ed1 – дія на конструкцію без вилучення зіпсованого елемента;
Ed2 – дія на конструкцію при вилученні відповідного елемента.
2.3.7 Навантаження від втомленості
(1) Навантаження від втомленості – див. EN 1991.
where k = 1,5
Ed1 represents the design effects with all cables intact;
Ed2 represents the design effects with the relevant cable removed.
2.3.7 Fatigue loads
(1) For fatigue loads see EN 1991.
2.4 Розрахункові ситуації та часткові
коефіцієнти безпеки
2.4.1 Перехідні розрахункові ситуації
будівництва
(1) На період будівництва частковий коефіцієнт безпеки для постійних навантажень може бути змінений відповідно до конкретних станів конструкції і моделей граничних станів.
Примітка: В Національному Додатку може бути вказаний коефіцієнт безпеки для періоду будівництва. Рекомендовані значення γG,i:
γG =1,10 – для короткочасного періоду (кілька годин), для установки першого жмуту при технології установок «жмут за жмутом»;
γG =1,20 – для установок інших жмутів;
γG =1,00 – для навантажень без ускладнень.
2.4.2 Постійні ситуації на протязі експлуатації
(1) Для перевірок на ULS, SLS та втомленість часткові коефіцієнти безпеки можуть бути обгрунтованими:
– складнощами умов досліджень;
– заходами по виключенню згинаючих дій.
Примітка: Відповідні значення γМ наведені в розділі 6.
2.4.1 Transient design situation during the
construction phase
(1) For the construction phase the partial factor for permanent loads may be amended to suit the particular design situation and limit state model
NOTE: The National Annex may define the partial factor γGi for the construction phase. Recommended values γGi are:
γG = 1,10for a short time period (only a few hours) for the installation of first strand in strand by strand installations
γG =1,20 for the installation of other strands
γG = 1,00 for favourable effects.
2.4.2 Persistent situations during service
(1) For ULS, SLS and fatigue verifications partial factors γM may be based on
– the severity of the conditions used for proving tests
– the measures employed to suppress bending effects.
NOTE: Appropriate values for γM are given in section 6.
3.1 Міцністі сталей і дротів
(1) Нормативні значення fy і fu конструкційної сталі та f0,2 або f0,1 та fu для дроту приймають по відповідним технічним специфікаціям.
Примітка 1: Для сталі – див. EN 1993-1 та
EN 1993-1-4.
Примітка 2: Для дроту - див. EN 10264 частина 1 – частина 4.
Примітка 3: Для канатів – див. EN 12385, частина 4 та частина 10.
Примітка 4: Для кінцевих муфт –
див. EN 13411-3.
Примітка 5: Для жмутів – див. EN 10138-3.
Примітка 6: Національний Додаток може встановлювати максимальні значення fu із умов довговічності.
Значення, що рекомендуються:
для сталевого дроту:
– круглого перерізу: номінальна міцність на розтяг – 1770 Н/мм2;
– Z – подібного перерізу: номінальна міцність на розтяг – 1570 Н/мм2;
– для нержавіючого сталевого дроту круглого перерізу номінальна міцність на розтяг –
1450 Н/мм2.
(1) The characteristic values fy and fu for structural steel and f0,2 or f0,1 and fu for wires should be taken from the relevant technical specifications.
NOTE 1: For steel see EN1993-1-1 and
EN1993-1-4.
NOTE 2: For wires see EN 10264, Part 1 to Part 4.
NOTE 3: For ropes see EN 12385, Part 4 and
Part 10.
NOTE 4: For terminations see
EN 13411-3.
NOTE 5: For strands see
EN 10138-3.
NOTE 6: The National Annex may give a maximum value for fu for durability reasons. The following values are recommended:
steel wires
– round wires: nominal tensile strength: 1770 N/mm2
– Z – wires: nominal tensile strength: 1570 N/mm2
– stainless steel wires: round wires: nominal tensile strength: 1450 N/mm2
3.2 Модуль пружності
3.2.1 Розтягнуті елементи групи А
(1) Модуль пружності для розтягнутих елементів Е= 210 000 Н/мм2, для систем, виготовлених із нержавіючих сталей – див. EN 1993-1-4.
3.2.2 Розтягнуті елементи групи В
(1) Модуль пружності для розтягнутих елементів групи В визначається на основі результатів випробувань.
Примітка 1: Модуль пружності залежить від рівня напруження і від того, чи була ванта попередньо розтягнутою, та циклічного навантаження і розвантаження.
Примітка 2: Жорсткість при натяжінні ванти для розтягнутих елементів груп В і С визначається добутком модуля пружності на площу поперечного перерізу металевої частини канату Аm.
(2) Січний модуль використовують як модуль пружності для структурного аналізу розрахункових ситуацій на протязі всього терміну служби. Власне значення установлюють з урахуванням типу ванти та її діаметру і визначають по результатам достатньої кількості циклів навантажень ( не менше ніж 5) від Finf і Fsup для того, щоб забезпечити одержання достовірних значень, де Finf і Fsup -відповідно мінімальні і максимальні сили, що діють на ванту в умовах конкретних постійних та змінних навантажень.
(3) Для зразків, що випробуються, малої довжини зразка (менше ніж десятикратна довжина сплетіння) одержане значення повзучості буде менше, ніж для вант великої довжини.
Примітка 1: При відсутності більш точних значень вплив, що вказаний вище, приймається до уваги при різанні по довжині шляхом додаткового скорочення на 0,15 мм/м.
Примітка 2: При відсутності результатів випробувань номінальне значення модуля пружності для використання у першому наближенні наведені в табл.иці 3.1. Більш докладніше – див.
EN 10138.
3.2.1 Group A tension components
(1) The modulus of elasticity for Group A tension components may be taken as E = 210000 N/mm²; for systems made of stainless steels see EN 1993-1-4.
3.2.2 Group B tension components
(1) The modulus of elasticity for Group B tension components should be derived from tests.
NOTE 1: The modulus of elasticity is dependant on the stress level and whether the cable has been prestretched and cyclically loaded and unloaded.
NOTE 2: The tension stiffness of the cable for tension components of Group B and C may be determined by multiplying the modulus of elasticity by the metallic cross section Am.
≤ 10 x lay length) the value of creep obtained will be smaller than for long cables.
NOTE 1: In the absence of more accurate values this effect may be taken into account for cutting to length by applying an additional shortening of 0,15 mm/m.
NOTE 2: When test results are not available, nominal values of moduli of elasticity for use as first estimates are given in Table 3.1. For further information see EN 10138.
Таблиця 3.1- Модуль пружності EQ, відповідний до змінних навантажень Q
Table 3.1- Modulus of elasticity EQ corresponding to variable loads Q
Високоміцна сталь для розтягнутих елементів
High strength tension component
EQ [кН/мм2]
[kN/mm²]
Сталевий дріт
steel wires
Нержавіючий сталевий дріт
stainless
steel wires
1
Спіральні канати із жмутів
Spiral strand ropes
150 ± 10
130 ± 10
2
Канати закритого сплетіння
Fully locked coil ropes
160 ± 10
–
3
Дротові канати із жмутів CWR
Strand wire ropes with CWR
100 ± 10
90 ± 10
4
Дротові канати із жмутів CF
Strand wire ropes with CF
80 ± 10
–
5
Пучок паралельних дротів
Bundle of parallel wires
205 ± 5
–
6
Пучок паралельних жмутів
Bundle of parallel strands
195 ± 5
–
Примітка 3: Номінальні значення модуля пружності Е для канатів закритого сплетіння наведені в таблиці 3.1. Ці розрахункові значення застосовуються при циклічному навантажені в діапазоні 30% - 40% від обчисленої міцності на розрив Fuk.
Примітка 4: Канати групи В без попереднього напруження виявляють як пружні, так і залишкові деформації при статичному навантаженні. Такі канати рекомендується піддавати попередньому розтягу перед або після їх установки шляхом циклічного навантаження до максимальної величини 0,456 σuk. Для розрізання на рівні відрізки такі канати попередньо розтягують із точністю, що припускається обладнанням для регулювання, в умовах будівельного майданчика.
Примітка 5: Для рисунка 3.1 застосовують такі допущення:
- довжина сплетіння приймається більше 10 х діаметрів;
- мінімальне значення напруженості складає 100Н/мм2.
Лінійне значення напруженості приймається рівним нижній межі діапазона пружності.
11
NOTE 3: The nominal values of the modulus of elasticity E for fully locked coil ropes are given in Figure 3.1. These estimated values apply to cyclic loading range between 30 % and 40 % of the calculated breaking strength Fuk.
σuk. For cutting to length such cables should be pre-stretched with a precision related to the facilities for in-situ adjustment.
NOTE 5: For Figure 3.1 the following assumptions apply:
- the lay length is greater than 10 × the diameter
- the minimum value of stress is 100 N/mm2
The minimum value of stress is the lower bound of the elastic range.
1,8 х105
N/mm2
ЕQ
1,6 х105
ЕQ+P
E 1,4 х105
1,3 х105
1,2 х105
1,1 х105
1,0 х105
→ 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
----- ---- ---- ---- ---- граничне значення
limiting value
_______________ середнє значення
mean value
σG+P – напруження при постійних нормативних діях;
σQ – максимальне напруження при змінних нормативних діях;
EQ – модуль пружності для сталих розрахункових станів конструкцій на протязі терміну служби;
EG+P – модуль пружності для відповідних розрахунків перехідних розрахункових станів;
EA – модуль пружності для розрізки на мірні по довжині відрізки;
σA – напруження для розрізки на мірні по довжині відрізки.
σG+P stress under characteristic permanent actions
σQ maximum stress under characteristic variable actions
EQ modulus of elasticity for persistent design situations during service
EG+P modulus of elasticity for an appropriate analysis for transient design situations during construction phase up to permanent load G+P
EA modulus of elasticity for cutting to length
σA stress for cutting to length
Рисунок 3.1 - Модуль пружності Е для канатів закритого сплетіння без попереднього розтягу
Figure 3.1 - Modulus of elasticity E for non pre-stretched fully locked coil ropes for bridges
3.2.3 Розтягнуті елементи групи С
(1) Модуль пружності для розтягнутих елементів групи С приймається по EN 10138 або таблиці 3.1
3.3 Температурний коефіцієнт лінійного
розширення
(1) Температурний коефіцієнт лінійного розширення приймається:
3.2.3 Group C tension components
(1) The modulus of elasticity for Group C tension components may be taken from EN 10138 or Table 3.1.
(1) The coefficient of thermal expansion should be taken as
- для сталевого дроту
αT = 12 × 10-6 °C-1
- для нержавіючого дроту
αT = 16 × 10-6 °C-1
(3.1)
for steel wires
αT = 12 × 10-6 per °C
for stainless steel wires
αT = 16 × 10-6 per °C
(3.1)
3.4 Розрізка на мірні по довжині відрізки
розтягнутих елементів групи В
Жмути можуть бути замарковані тільки для різання на задану довжину і тільки для різання по приписаній перерізальній силі.
Для точної розрізки на задану довжину повинні бути ураховані такі дані:
- виміряні значення подовження від σA і σG+P після циклічного навантаження згідно 3.2.2 (2);
- різниця між температурою конструкції (звичайно 10 °С) і температурою навколишнього середовища при розрізці на задану довжину;
- довгочасна повзучість ванти під навантаженням;
- додаткове подовження елементу після установки зажимів на них;
- деформація після першого навантаження.
Примітка: Повзучість ванти і усадка конуса буде продовжуватись після установки, отже більш високі навантаження можливо будуть потрібні під час монтажу, щоб збалансувати повзучість каната і твердіння заливочного конусу після охолодження розплавленого металу і прикладення початкового навантаження.
(1) Strands may only be marked to length only for cutting at a prescribed cutting load.
(2) For exact cutting to length the following data should be considered:
- measured values of the elongation between σA and σG+P after cyclic loading according to 3.2.2(2)
- difference between the design temperature (normally 10 °C) and the ambient temperature when cutting to length
- long term cable creep under loads
- additional elongation of cable after installation of cable clamps
- deformation after first loading.
NOTE: Cable creep and cone setting will continue after installation, therefore higher loads may be required during erection to account for cable creep and setting of the pouring cone after cooling of molten metal and after the initial load is applied.
3.5 Мірні по довжині відрізки та допуски
при виготовленні
Розмічання повної довжини канату і всіх
виміряних точок для кріплення сідел та зажимів
виконується під певним попереднім натяжінням.
Примітка: Нанесення додаткових контрольних міток дозволяє здійснювати більш пізні перевірки точності довжини після установки частин на місце.
(2) Допуски при виготовленні повинні бути прийнятими після попереднього розтягнення і циклічного навантаження та розвантаження.
(3) Якщо конструкції чутливі до відхилень від номінальних геометричних величин (наприклад, внаслідок повзучості) необхідно передбачити налаштування для регулювання.
(1)The total length of the cable and all me-asuring points for the attachment of saddles and clamps should be marked under a defined preload.
NOTE: The provisions of additional control markings allow for later checks of the exact length after parts have been installed.
(2) The fabrication tolerances should be taken into account after pre-stretching and cyclic loading and unloading.
3.6 Коефіцієнт тертя
(1) Коефіцієнт тертя між канатами закритого сплетіння і сталевим улаштуванням (зажимами, сідлами, фітінгами) визначається на основі результатів випробувань.
Примітка: Сили тертя можуть бути знижені шляхом зменшення діаметра, якщо зусилля розтягу збільшується.
(2) Коефіцієнт тертя для інших типів канатів також визначається на основі випробувань, див. додаток А.
(1) The friction coefficient between fully locked coil cables and steel attachments (clamps, saddles, fittings) should be determined from tests.
NOTE: The friction forces may be reduced by reduction of the diameter if tension is increased.
(2) The friction coefficient for other types of cables should also be determined from tests, see Annex A.
4.1 Загальні вимоги
(1) Для розтягнутих елементів груп В і С з класами дій 2, 4 і 5, згідно таблиці 2.1, система захисту від корозії повинна бути такою:
1 окремі дроти повинні бути захищеними від корозії;
2 внутрішні шари канату повинні бути захищеними від проникнення вологи;
3 зовнішній шар канату повинен мати антикорозійний захист.
(2) Розтягнуті елементи групи С, як визначено в таблиці 1.1, повинні мати два взаємопов’язаних шари антикорозійного захисту або бути із внутрішнім наповнювачем поміж двома системами.
(3) В місцях установки зажимів або закріплень необхідно вживати додаткові засоби щодо антикорозійного захисту для запобігання проникнення вологи.
(4) Транспортування, складування та обслуговування – див. додаток В.
(1) For Group B and C tension components with exposure classes 2, 4 and 5 according to Table 2.1 the corrosion protection system should be as follows:
1. Individual wires should be protected against corrosion;
2. The rope interior should be protected to stop the ingress of moisture;
3. The outer surface should be protected against corrosion.
(2) Group C tension components as defined in Table 1.1 should have two layers of corrosion protection systems with an interface or inner filler between the two systems.
(3) At clamps and anchorages additional corrosion protection should be applied to prevent water penetration.
(4) For transport, storage and handling, see Annex B.
4.2 Антикорозійний захист окремих
дротів
(1) Кожний сталевий дріт у складі розтягнутих елементів груп В і С повинен мати покриття на основі цинкового сплаву.
(2) В розтягнутих елементах групи В покрит-тя на основі цинку або на основі цинкового сплаву для дротів круглого перерізу повинно бути виконано згідно з EN 10246-2, клас А. Для дротів фігурного перерізу таке покриття повинно відповідати вимогам EN 10264-3, клас А.
Примітка 1: Z- подібний в перерізі дріт звичайно має більш товсте гальванічне покриття із розрахунку 300 г/м2 враховуючи можливість зменшення товщини покриття на гострих кутах.
Примітка 2 : Антикорозійний захист дроту із цинкового сплаву Zn95А15 є більш надійним, ніж захист із цинку однакової товщини. Сплав Zn 95 А 15 може використовується для покриття круглого і Z-подібного в перерізі дроту як основний по вазі компонент.
(3) Антикорозійний захист дротів елементів, що розтягуються групи С здійснюється відповідно до EN 10138.
(1) Each steel wire within group B and C tension components should be coated with either zinc or zinc alloy compound.
(2) For group B tension components zinc or zinc alloy coating for round wires should be in accordance with EN 10264-2, class A. For shaped wires coating should comply with EN 10264-3, class A.
NOTE 1: Generally Z-shaped wires are galvanized with a thicker coating thickness of up to 300g/m² to allow for a reduction in thickness on sharp corners.
NOTE 2: Wires coated with a Zn95Al5 alloy have a much improved corrosion protection than galvanizing with zinc of the same coating thickness. Round and Z-shaped wires can be coated with a Zn95Al5 basis weight.
4.3 Захист від корозії внутрішньої частини
розтягнутих елементів, групи В
(1) Всі внутрішні канатні пустоти заповнюються активним або пасивним наповнювачем, що протидіє волозі, високій температурі або вібрації.
Примітка 1 : До класу активних наповнювачів відноситься поліуретанове масло з підстильним шаром із фарби з цинковим пилом.
Примітка 2 : Як пасивний внутрішній наповнювач може використовуватись перманентний еластично-пластичний віск або вуглеводний полімер із алюмінієвим наповнювачам.
Примітка 3 : Внутрішнє заповнення, виконане під час виготовлення розтягнутого елементу, може видавлюватись при його навантаженні, тому з часом необхідно передбачити інші заходи антикорозійного захисту.
Примітка 4: Внутрішнє заповнення повинно бути підібраним таким чином, щоб уникнути будь-якої несумісності з іншими заходами антикорозійного захисту, що застосовуються для даного канату.
(1) All interior voids within cables should be filled with an active or passive inner filling that should not be displaced by water, heat or vibration.
NOTE 1: Active fillers are polyurethane-oil based with zinc dust paint.
NOTE 2: Passive inner fillers can be permanent elastic-plastic wax or aluminium flake in hydrocarbon resin.
NOTE 3: The inner filling applied during the manufacture of the tension components can extrude when the component is loaded (bleeding), so that other corrosion protection measures should be timed accordingly.
NOTE 4: The inner filling should be selected to avoid any incompatibility with the other corrosion protection measures being applied to the cable.
4.4 Антикорозійний захист зовнішньої
частини розтягнутих елементів
групи В
(1) Після завершення будівництва приймаються додаткові заходи щодо захисту від корозії із метою компенсації можливого пошкодження протикорозійного захисту та утрати цинку.
Примітка: Таким захистом може бути поліетиленова ізоляція чи збагачена цинком фарба. Мінімальна товщина поліетилену повинна бути рівною зовнішньому діаметру канату, поділеному на 15, але не менша ніж 3 мм.
Система захисту на основі фарби повинна, як мінімум, включаючи в себе:
– два ґрунтувальних шари поліуретану товщиною 50 мкм із цинковим пилом;
– два завершальних шари поліуретану товщиною 125 мкм із слюдою, що містить в собі залізо.
(2) Канати із нержавіючого дроту і кінцеві муфти із нержавіючої сталі без додаткового захисту від корозії мають відповідати певному класу корозійної стійкості.
Примітка 1: Національний Додаток може установлювати класи корозійної стійкості для нержавіючої сталі.
Примітка 2: Дріт з покриттям із сплаву Zn95А15 забезпечує в ідентичних умовах в 3 рази кращу опірність корозії, ніж покриття із більшим вмістом лише одного цинку.
(1) After construction additional corrosion protection measures should be applied to compensate for any damage incurred and for the loss of zinc.
NOTE: This protection may consist of polyethylene sheathing or zinc rich paint. The minimum thickness of polyethylene should be equal to the outer rope diameter divided by 15 and should not be less than 3 mm.
The paint system should comprise a minimum of:
– 2 × 50 µ m polyurethane with zinc dust prime coats;
– 2 × 125 µ m polyurethane with iron mica finishing coats.
(2) Cables with stainless steel wires and stainless steel terminations without additional corrosion protection should comply with the relevant corrosion resistance class.
NOTE 1: The National Annex may specify the corrosion resistance classes for stainless steel.
NOTE 2: Zn95Al5-coated wires provide up to 3 times better resistance compared with heavy zinc coated wires under identical conditions.
4.5 Захист від корозії розтягнутих
елементів групи С
Розтягнуті елементи групи С звичайно замикають в захисну оболонку із сталевої або поліетиленової трубки, яка задовольняє вимозі відповідних стандартів, а простір між внутрішньою поверхнею заповнюють сумішшю з антикорозійними властивостями або рідким цементним розчином.
Як альтернатива може бути використана поліетиленова оболонка, сформована безпосередньо на канаті, або епоксидне покриття, нанесене поверх окремих жмутів або канатів.
Оболонки, що використовуються для захисту канатів, мають бути виконані непроникненими в місцях з’єднань їх із кінцевими для кріплення до конструкції. Місця кріплень повинні бути зконструйованими так, щоб не з’являлися на них розриви у випадках, коли оболонка підлягає дії зусиль розтягу.
Пустоти мають бути заповненими суцільними водонепрохідним матеріалом, що не чинить шкідливих дій на розтягувані елементи, як альтернатива, канати мають бути захищеними шляхом циркуляції під оболонкою сухого повітря.
Примітка 1: Суцільні водонепрохідні матеріали бувають м’якими наповнювачами (масла, віск або м’який полімер) або твердими (цемент). Придатність наповнювачів повинна бути встановлена шляхом випробувань. Перелік прийнятих наповнювачів може бути вказаний у Національному Додатку.
Примітка 2 : Захист від корозії несучих вант висячих мостів потребує спеціального підходу. Після обтиснення канату несучої ванти до певного поперечного перерізу його щільно обертають із натяжінням м’яким дротом з гальванічним покриттям, що накладається на шар захисної пасти, достатній для повного заповнення пустот між дротами зовнішнього шару канату та обмотувального дроту. Після видалення надлишків пасти з зовнішньої сторони обмотувального дроту покрита гальванічним цинком поверхня зачищається і фарбується. Особливого відношення потребують місця кріплень вант висячих мостів, де обмотувальний дріт відсутній. Розповсюдженим способом захисту є сушіння навколо жмутів канату.
(1) Group C tension components should normally be sheathed using steel or polyethylene tube complying to relevant standards with the space between the inside of the sheath and the cable filled with a suitable corrosion protection compound or cement grout.
(2) Alternatively polyethylene sheathing extruded directly or epoxy coating over the individual strands or cables may be used.
(3) The sheaths used for the cables should be made impermeable at the connections to the anchorages. The joints should be designed so that they do not break, when the sheath is subjected to tension.
(4) Voids should be filled with continuous hydrophobic materials with no detrimental effects on the tension components. Alternatively, the cable may be protected by circulation of the dry air within the sheath.
NOTE 1: Continuous hydrophobic materials are soft fillers, such as grease, wax or soft resin, or hard fillers, such as cement. The suitability of the fillers should be proved by tests. The choice of the acceptable fillers may be specified in the National Annex.
NOTE 2: Corrosion protection of main cables of suspension bridges requires a special approach. After compacting the main cable into the required cross-sectional area the cable is closely wrapped with tensioned galvanized soft wire laid in a suitable paste sufficient to fill completely the voids between the outer cable wires and the wrapping wire. After removal of the surplus paste from outside of the wrapping wire the zinc-coated surface is cleaned and painted. Special treatment is required for suspension bridge cable anchorages where the wrapping wire is removed. Dehumidification of the air around the wires is a common method of protection.
4.6 Захист від корозії в місцях з’єднань
Повинні бути прийняті заходи застереження для того, щоб запобігати попаданню дощової води, що збігає по канату, в зажими, сідла і місця анкерування.
Місця кріплень вант до конструкції мають бути загерметизовані.
(1) Provision should be made to prevent rainwater running down the cable from entering the clamps, saddles and anchorages.
(2) Cable structure connections should be sealed.
5.1 Загальні положення
(1) Розрахунок виконується по граничним станам для таких розрахункових ситуацій:
1 перехідна фаза будівництва;
2 тривалі умови експлуатації після завершення будівництва.
5.2 Перехідна фаза будівництва
(1) Процес будівництва, що включає виготовлення, попереднє натяжіння і геометричну схему споруди, необхідно планувати таким чином, щоб забезпечити досягнення таких станів:
- геометрична схема споруди, що вимагається;
- розподілення постійно діючих зусиль таким чином, щоб вони задовольняли вимогам експлуатаційної надійності і безпеки для всіх граничних розрахункових ситуацій конструкції.
(2) Для контролю відповідності заходам, здійснюваним на протязі всього процесу будівництва (тобто вимірюванням зовнішніх розмірів, схилів, деформацій, частот і сил від будь-яких можливих дій), всі розрахунки повинні здійснюватись з урахуванням постійних навантажень, деформацій та інших дій.
(3) Там, де граничні стани по безпеці під час попереднього натяжіння контролюються диференційованими діями гравітаційних сил
“G” і попереднього натяжіння “P”, частковий коефіцієнт безпеки γFi, що використовується для Рі повинен бути визначений для даного конкретного стану.
Примітка : У Національному Додатку можуть бути вказані γPі, (рекомендується γPі=1,00).
(1) The analysis shall be carried out for the limit states considered for the following design conditions:
1. the transient construction phase
2. the persistent service conditions after completion of construction.
(1) The construction process including forming cables, pre-stressing and the geometry of the structure should be planned such that the following conditions are attained:
- the required geometric form
- a permanent stress distribution that satisfies the serviceability and ultimate limit state conditions for all design situations.
(2) For compliance with control measures throughout the entire construction process (e.g. measurements of shape, gradients, deformations, frequencies or forces) all calculations should be carried out using characteristic values of permanent loads, imposed deformations and any imposed actions.
(3) Where ultimate limit states during pre-stressing are controlled by the differential effects of gravity loads “G” and prestress “P”, the partial factor γP to be applied to “P” should be defined for that situation.
NOTE: The National Annex may define γP, the value of γP = 1,00 is recommended.
5.3 Постійні розрахункові стани
конструкцій під час експлуатації
Для будь-якої розрахункової ситуації в процесі експлуатації постійні дії G від сил тяжіння і попереднє навантаження або попереднє натяжіння Р повинні бути об’єднанні в постійну дію G + P, яка відповідає постійній зовнішній геометрії споруди.
(2) Для перевірки граничних станів, які забезпечують умови експлуатації, дія G+P повинна бути включена в відповідну комбінацію навантажень. Для перевірки граничного стану EQU або STR (див. EN 1990) постійні дії G+P повинні бути помножені на частковий коефіцієнт безпеки γG sup , якщо вплив постійної дії і змінних дій виявляється несприятливим. Якщо постійні дії G+P виявляються сприятливими, то вони повинні бути помножені на частковий коефіцієнт безпеки γG inf.
Примітка : В Національному Додатку можуть приводитися вказівки на те , в яких випадках за межею області використання EN 1993 може бути застосований частковий коефіцієнт безпеки γG для G+P.
(3) Якщо в процесі експлуатації нелінійні дефекти внаслідок деформацій елементів виявляться значними, то ці впливи повинні бути враховані при розрахунках, див. 5.4.
(1) For any persistent design situation during the service the permanent actions “G” from gravity and preloads or prestressing “P” should be combined in a single permanent action “G + P” corresponding to the permanent shape of the structure.
γG sup, when the effects of permanent action and of variable actions are adverse. If the permanent actions “G + P” are favourable they should be multiplied by the partial factor γG inf.
NOTE: The National Annex may give guidance where outside the scope of EN 1993 the partial factor γG to “G+ P” may be used.
3) When nonlinear action effects from deformations are significant during service these effects should be taken into account, see 5.4.
5.4 Нелінійні впливи при урахуванні
деформації
5.4.1 Загальні положення
(1) При розрахунку конструкцій повинні бути ураховані впливи деформацій від ланцюгових ефектів, а також укорочення і подовження внаслідок повзучості.
5.4.2 Ланцюгові ефекти
(1) Ланцюгові ефекти можуть прийматися до уваги шляхом використання модуля Et для кожного канату або його сегменту
5.4.1 General
(1) The effects of deformations from catenary effects and the shortening and lengthening of the components including the effects due to creep should be taken into account.
5.4.2 Catenary effects
(1) Catenary effects may be taken into account by using the effective modulus Et to each cable or its segment:
12 σ3
де Е – модуль пружності канату, Н/мм2;
w – питома вага, що приймається по таблиці
2.2, Н/мм3;
ℓ – довжина канату;
σ – напруження в ванті, Н/мм2, для станів,
вказаних в 5.3, приймається рівним σG+P.
E is the modulus of elasticity of the cable in N/mm²
w is the unit weight according to Table 2.2 in N/mm³
ℓ is the horizontal span of the cable in mm
σ is the stress in the cable in N/mm². For situations according to 5.3 it is σG+P .
5.4.3 Вплив деформацій на конструкцію
(1) В розрахунках із ефектами другого порядку (урахування деформаційної геометрії конструкції) вплив змінних навантажень повинен враховувати початкову деформовану геометричну форму конструкції від постійного навантаження для даної температури То.
(2) Для розрахунків із ефектами другого порядку при оцінці граничних станів експлуатаційної надійності ці впливи повинні визначатися з використанням характерного сполучення навантажень. Цей вплив може бути використаний для перевірки граничних станів по безпеці згідно 7.2.
(3) В розрахунках із ефектами другого порядку для оцінки нелінійної поведінки конструкції (нелінійна реакція конструкції) при визначенні граничної міцності потрібна постійна геометрична форма конструкції при початковій температурі То повинна прийматися в комбінаціях навантажень “γG (G + P)”. Розрахункові значення змінних впливів γ Q Qk1 + γ Qψ 2Qk 2 можуть прийматися із відповідними допусками на недосконалість конструкції.
Примітка : Для визначення γG див. 5.3 (2).
5.4.3 Effects of deformations on the
structure
(1) For the 2nd order analysis the action effects due to variable loads should take into account the initial geometrical form of the structure due to the permanent loading “G + P” for a given temperature T0.
(2) For the 2nd order analysis at serviceability limit state the action effects should be determined using the characteristic load combination. These action effects may also be used for ultimate limit state verifications according to 7.2.
(3) For 2nd order analysis for the non-linear behaviour of structures (over-linear structural response) at the ultimate limit state the required permanent geometrical form of the structure at the reference temperature T0 should be combined with the stresses due to “γG (G + P)”. Design values of the variable actions γ Q Qk1 + γ Qψ 2Qk 2 may be applied together with the appropriate assumptions for the imperfection of the structure.
NOTE: For γG see 5.3(2).
6.1 Системи із розтягнутими стрижнями
(1) Системи із розтягнутими стрижнями повинні бути розраховані із урахуванням граничних станів по безпеці згідно EN 1993-1-4 в залежності від марок сталі, що використовується.
(1) Tension rod systems should be designed for the ultimate limit state according to EN 1993-1-1 or EN 1993-1-4 depending on the type of steel used.
6.2 Попередньо напружені стрижні та
складові елементи системи груп В і С
(1) Р Для граничного стану по міцності повинна виконуватись умова
(1) P For the ultimate limit state it shall be verified that
FEd ≤ 1 , (6.1)
FRd
де FEd – розрахункове значення основного зусилля, що діє на канати;
FRd – розрахунковий опір розтягуванню.
where FEd is the design value of the axial rope force
(6.2)
де Fuk – нормативне значення розривного зусилля;
Fk – нормативне значення граничного зусилля розтягнутого елемента, згідно таблиці 6.1
γR – частковий коефіцієнт безпеки.
where Fuk is the characteristic value of the breaking strength,
Fk is the characteristic value of the proof strength of the tension component as given in Table 6.1;
γR is the partial factor.
Таблиця 6.1-Допустимий опір розтягнутого елемента
Table 6.1- Proof strength of tension components
Група
Group
Відповідний стандарт
Relevant standard
Допустимий опір Fk
Proof strength Fk
A
EN 10138-1
F0,1k *)
B
EN 10264
F0,2k
C
EN 10138-1
F0,1k
*) Для попередньо напружених станів див.EN 1993-1-1 і EN 1993-1-4
*) For prestressing bars see EN 1993-1-1 and EN 1993-1-4
Примітка 1: Fuk відповідає нормативному значенню максимальної міцності на розтяг.
Примітка 2: Перевірка Fk гарантує, що цей елемент залишається гнучким, коли впливи досягнуть їх розрахункового значення. Для елементів (наприклад, канати закритого сплетіння), де Fk ≥ Fuk /1,5, ця перевірка не потрібна.
Примітка 3 : По результатам випробувань при доставці вказується, що експериментальні показники Fukе і Fkе задовольняють вимозі:
Fukе > Fuk;
Fkе > Fk.
Див. EN 12385, частина 1.
Примітка 4 : Частковий коефіцієнт безпеки γR може бути вказаний у Національному Додатку. Його значення залежить від того, приймаються або ні заходи до кінцевиків вант, щоб зменшити згинальні елементи від їх скручення, див. 7.1. Значення γR в таблиці 6.2 мають рекомендаційний характер.
NOTE 1: Fuk corresponds to the characteristic value of the ultimate tensile strength.
NOTE 2: The check against Fk ensures that the component will remain elastic when the actions attain their
design value. For components (e.g. fully locked coil ropes) where Fk ≥ Fuk /1,5 this check is not required.
NOTE 3: By tests on delivery it is demonstrated that the experimental values Fuke and Fke satisfy the requirement
Fukе > Fuk;
Fkе > Fk.
see EN 12385, Part 1.
NOTE 4: The partial factor γR may be specified in the National Annex. The value is dependent on whether or not measures are applied at the rope ends to reduce bending moments from cable rotations, see 7.1(4). The values for γR in Table 6.2 are recommended.
Таблиця 6.2 - Значення γR, що рекомендуються
Table 6.2 - Recommended γR, values
Заходи щодо згинальних моментів в місцях закріплення
Measures to minimize bending stresses at the anchorage
γR
Так
Yes 0,90
Ні
No 1,00
(3) Для попередньо напружених станів і розтягнутих елементів групи С нормативне значення міцності на розрив визначається по формулі
(3) For prestressing bars and group C tension components the characteristic value of the breaking strength should be determined from:
Fuk = Am fuk , (6.3)
де Am площа поперечного перерізу металевої частини, див. 2.3.1;
fuk - нормативне значення міцності на розрив стрижнів дроту або попередньо напружених жмутів, згідно відповідному стандарту.
where Am is the metallic cross-section, see 2.3.1;
fuk is the characteristic value of the tensile strength of bars, wires or (prestressing) strands according to the relevant standard.
(4) Для розтягнутих елементів групи В Fuk визначається таким чином
(4) For group B tension components Fuk should be calculated as:
Fuk = Fmin ke , (6.4)
де ke – коефіцієнт втрат, приведений в таблиці 6.3 для деяких типів кінцевих зажимів (муфт);
Fmin – визначається згідно EN 12385-2:
ke is the loss factor given in Table
where Fmin is determined according to EN 12385-2 as:
, (6.5)
де К – мінімальний коефіцієнт впливання на розрив, приймаючи до уваги втрати при зкручуванні;
d – номінальний діаметр канату, мм;
Rr – марка канату, Н/мм2.
Примітка: k, d, Rr вказані для всіх канатів згідно з EN 12385-2.
where K is the minimum breaking force factor taking account of the spinning loss;
d is the nominal diameter of the rope in mm;
Rr is the rope grade in N/mm².
NOTE: K, d, Rr are specified for all ropes in the EN 12385-2.
Таблиця 6.3 - Коефіцієнт втрат kе
Table 6.3 - Loss factors ke
Тип зажиму
Type of termination
Коефіцієнт втрат ke
Loss factor ke
Канатний замок, ущільнений металом
Metal filled socket
1,0
Канатний замок, ущільнений полімером/емаллю
Resin filled socket
1,0
Петля із обтисненою муфтою
Ferrule-secured eye
0,9
Штампований замок
Swaged socket
0,9
U – подібний болт/хомут
U-bolt grip
0,8 *)
*) Для U – подібного болта – хомута можливе значення попереднього натяжіння
*) For U-bolt grip a reduction of preload is possible.
6.3 Сідла
6.3.1 Геометричні умови
(1) На рисунку 6.1, а також в (2) і (3) приведені геометричні вимоги, коли напруженнями внаслідок кривизни дроту в розрахунку можна знехтувати
6.3.1 Geometrical conditions
1 – канат;
2 – сідло;
L2 – довжина жмута/канату між двома теоретичними тангенціальними дотичними точками Т1 при найбільш несприятливому характерному сполученні навантажень і ланцюгових впливів.
∆L2 – додаткова дуга обхвату;
d/- ширина контакту.
1 strand/rope
2 saddle
L2 length of strand/rope between the two theoretical tangent points T1 under the most unfavourable characteristic combination of loads and the catenary effects
∆L2 additional length of wrap
d/ is the contact width.
Рисунок 6.1 - Укладання канату по сідлу
Figure 6.1- Bedding of a strand/rope over a saddle
Примітка: Відповідність вимогам (1) приводить до зниження опору на розрив жмута і канату не більше 3%.
(2) Радіус сідла повинен бути не меншим, ніж більша з двох величин: 30d або r1 ≥ 400Ø;
де ∅ – діаметр дроту;
d – діаметр канату.
(3) Значення r1, може бути зменшено до 20d, якщо основа канату не менше ніж на 60 % діаметру покрита міцним металом або цинковим напиленням товщиною 1 мм.
(4) Менші радіуси можуть бути використані для спіральних канатів, якщо це підтверджується випробуваннями.
Примітка : Точки сідла Ті і Т2 повинні бути визначені для відповідних випадків навантаження, приймаючи до уваги рух опор і вант.
6.3.2 Проковзування вант в сідлах
(1) Щоб запобігати проковзуванню, необхідне виконання таких умов
NOTE: Compliance with the requirements in (1) above will result in the breaking resistance of the strand and rope being reduced by not more than 3 %.
(2) The radius r1 of the saddle should not be less than the greater of 30d or r1 ≥ 400∅, where
∅ is the diameter of wire;
d is the diameter of the cable;
(3) The value of r1 may be reduced to 20d when the bedding of the rope on at least 60% of the diameter is coated with soft metal or zinc spray with a minimum thickness of 1 mm.
(4) Smaller radii may be used for spiral ropes where justified by tests.
NOTE: The locations of T1 and T2 should be determined for the relevant load cases taking into account the movements of bearings and cables.
6.3.2 Slipping of cables over saddles
(1) To prevent slippages the following condition should be met:
max { FEd1 } ≤ e { µ α }, (6.6)
FEd2
γ м, f2
де FEd1 і FEd2 – розрахункові значення максимального і мінімального зусилля відповідно на кожній стороні ванти;
µ – коефіцієнт тертя між вантою і сідлом;
α – кут ванти, що проходить через сідло, рад;
γM,f2 – частковий коефіцієнт безпеки для опору тертю.
Примітка: Частковий коефіцієнт безпеки γM,fr може бути вказаним в Національному Додатку. Значення, що рекомендується γM,fr = 1,65.
(2) Якщо умова (1) не задовольняється, необхідно передбачити зажими для виникнення додаткової радіальної сили зажима Fr, такої, щоб
Where FEd1 and FEd2 are the design values of the maximum and minimum force respectively on either side of the cable;
µ is the coefficient of friction between cable and saddle;
α is the angle in radians, of the cable passing over the saddle;
γM,fr is the partial factor for friction.
NOTE: The partial factor γMfr may be given in the National Annex. The value γMfr = 1,65 is recommended.
(2) If (1) is not satisfied, clamps should be provided to impart an additional radial clamping force Fr such that
FEd1- k Fr μ ≤ e { μα } , (6.7)
γM, f2
γM, f2
FEd2
де k – звичайно дорівнює 2,0 , якщо має місце повне тертя між пазами/канавками сідла і зажимом, та Fr не перевищує опір ванти силам зажиму, див.6.3.3, інакше k = 1;
γM,fr – частковий коефіцієнт безпеки для опору тертя.
where k is normally as 2,0 where there is full friction developed between the saddle grooves and the clamp and Fr does not exceed the resistance of the cable to clamping forces, see 6.3.3, other k =1,0
γM,fr is the partial factor for friction resistance.
(3) При визначенні Fr від попередньо напружених болтів повинні бути розглянуті такі впливи:
а) тривала повзучість;
b) зменшення діаметру, якщо збільшується натяжіння;
с) стиснення ванти або овальність;
d) зменшення попереднього навантаження в болтах хомутів зовнішніми силами;
е) різниця температур.
6.3.3 Поперечний тиск
(1) Поперечний тиск qEd внаслідок радіальної сили зажиму повинен бути обмеженим до
(3) In determining Fr from preloaded bolts the following effects should be considered:
a) long term creep;
b) reduction of diameter if tension is increased;
c) compaction/bedding down of cable or ovalisation;
d) reduction of preload in clamp bolts by external forces;
e) differential temperature.
6.3.3 Transverse pressure
(1) P The transverse pressure qEd due to the radial clamping force Fr shall be limited to
≤ 1, (6.8)
dRd
де
where
qEd = Fn ,
d/L2
та
0,6d ≤ d /≤ d
тут qRk – граничне значення тиску в поперечному перерізі, яке має бути визначеним згідно результатів випробувань;
– частковий коефіцієнт безпеки.
Примітка: Для розрахунку qRd тиск від FEd, не потребує розгляду, бо це вже приведено в 6.3.1.
(2) При відсутності даних випробувань граничні значення тиску в поперечному перерізі qRk приймають по таблиці 6.4
Таблиця 6.4 – Граничні значення qRk
Table 6.4 - Limiting values qRk
qRk is the limiting value of the transverse pressure which shall be determined from tests;
is the partial factor.
NOTE: For calculating qRd the pressure from FEd1 need not be considered as it is covered by the rules in 6.3.1.
(2) In the absence of tests the limiting values of the transverse pressure qRk should be obtained from Table 6.4.
Тип ванти
Type of cable
qRk [Н/мм²]
qRk [N/mm²]
Сталеві муфти і сідла
Steel clamps and saddles
Амортизаційні зажими/муфти та сідла
Cushioned clamps and saddles
Канат закритого сплетіння
Fully locked coil rope
40
100
Канат спірально-жмутовий
Spiral strand rope
25
60
Примітка 1: Використання граничних значень qRk при γM,bed = 1,0 повинно привести до зменшення не більше ніж на 3 % міцності на розрив ванти.
Примітка 2: Зажими повинні мати захисний шар м’якого металу або напиленого цинкового покриття мінімальної товщини 1мм.
NOTE 1: The use of the limiting values qRk with γM,bed = 1,00 should lead to a reduction of not more than 3 % of the breaking strength of the cable.
NOTE 2: Cushioned clamps should have a layer of soft metal or sprayed zinc coating with a minimum thickness of 1 mm.
6.3.4 Проектування сідел
(1) Сідла розраховують на зусилля в ванті, яке дорівнює добутку коефіцієнту k на розривне зусилля Fuk канатів.
Примітка: Коефіцієнт k може бути вказаним у Національному Додатку; значення, що рекомендується, k=1,10.
6.3.4 Design of saddles
(1) Saddles should be designed for a cable force of k times the characteristic breaking strength Fuk of the cables.
NOTE: The factor k may be specified in the National Annex. The value of k = 1,10 is recommended.
6.4 Зажими
6.4.1 Проковзування зажимів
(1) Р Якщо зажими передають поздовжнє зусилля на ванти, а механічні частини не скріплені разом (рисунок 6.2), проковзування запобігається перевіркою
6.4.1 Slipping of clamps
(1) P Where clamps transmit longitudinal forces to a cable and the parts (see Figure 6.2) are not mechanically keyed together, slipping shall be prevented by verifying
FEd ≤ (FEd1 + Fr) μ , (6.9)
γ M f 2
де FEd – компонент зовнішнього розрахункового навантаження, паралельного ванті;
FEd1 – компонент зовнішнього розрахункового навантаження, перпендикулярно до напрямку ванти;
Fr – радіальна сила зажиму, яка може бути зменшена до 0;
µ - коефіцієнт тертя;
γM,f2 – частковий коефіцієнт безпеки для опору тертю.
Примітка 1: Частковий коефіцієнт безпеки γM,f2 може бути вказаний у Національному Додатку; значення, що рекомендується, γM,f2=1,65.
Примітка 2: Fr може бути збільшена або зменшена зовнішніми зусиллями згідно характеру їх прикладення до зажиму ванти.
where FEd is the component of external design load parallel to the cable;
FEd1 is the component of the external design load perpendicular to the cable;
Fr is the radial clamping force considered that may be reduced by items in 0(3);
µ is the coefficient of friction;
γM,f2 is the partial factor for friction.
NOTE 1: The partial factor γM,fr may be specified in the National Annex. γM,fr = 1,65 is recommended.
NOTE 2: Fr may be increased or reduced by external forces according to the manner in which they are applied to the cable clamp.
6.4.2 Поперечний тиск
(1) Поперечний тиск у зв’язку із тим, що може бути вжита більша із величини FEd1 або FEd1+ Fr, повинен задовольняти вимогам 6.3.3.
6.4.3 Проектування зажимів
(1) Зажими та з’єднувальні елементи (наприклад, підвіски до несучої ванти) розраховуються на теоретично розраховане зусилля, яке дорівнює добутку коефіцієнта 1,15 на нормативне значення граничного зусилля Fk розрахованих допоміжних елементів (див. рисунок 6.2).
Примітка: Fk не має прямого зв’язку із граничними станами (ULS). При використанні Fk виконується розрахунок на вплив максимального допустимого навантаження.
6.4.2 Transverse pressure
(1) The transverse pressure due to the application of the greater of FEd1 or
should meet the requirents of 6.3.3.
6.4.3 Design of clamps
(1) Clamps and their fittings connecting components such as hangers to a main cable should be designed for a notional force equal to 1,15 times the proof force Fk of the secondary components clamped, see Figure 6.2.
NOTE: Fk is not directly related to ULS. By the use of Fk capacity design is applied.
1 – отвір для попередньо натягнутих болтів;
2 – радіальна сила зажиму Fr від попереднього натяжіння болтів.
1 hole for preloaded bolts
2 preload Fr from preloaded bolts
Рисунок 6.2 - Зажим
Figure 6.2 - Clamp
7.1 Критерії здатності до нормальної
експлуатації
(1) Враховуються такі критерії до нормальної експлуатації:
1 деформації або вібрації;
2 пружні умови режиму роботи.
Примітка 1: Обмеження по деформаціям або вібраціям пов’язані із необхідністю нормування жорсткості конструктивної схеми, розмірів і попереднього натяжіння розтягнутих високоміцних елементів, а також величини опору проковзуванню кріплень.
Примітка 2: Обмеження по збереженню пружної роботи і довговічності пов’язані із максимальними і мінімальними зусиллями (напруженнями) для сполучень навантажень, суттєвих для придатності до нормальної експлуатації.
(2) Напруження вигину в зоні кріплення можуть бути зменшені відповідними заходами (наприклад, неопреновими підкладками для поперечного навантаження).
7.2 Граничні напруження
(1) Граничне напруження може бути вказано для розрахункових комбінацій навантажень з такими цілями:
– утримання напружень в межах пружних деформацій для відповідних ситуацій конструкцій на стадіях будівництва і під час експлуатації;
– обмеження деформацій, щоб запобігти можливому негативному впливанню на заходи захисту від корозії, тобто розтріскуванню оболонок, твердінню наповнювачів, розкриттю стиків і т. п., а також урахуванню неточності в розрахунках на утомленість;
– перевірок на ULS (граничних станів по безпеці) від лінійних та нелінійних реакцій на впливи.
(2) Граничні напруження залежать від міцності на розрив
(1) The following serviceability criteria should be considered.
1. Deformations or vibrations;
2. Elastic service conditions.
NOTE 1: Limits for deformations or vibrations may result in a stiffness requirement governed by the structural system, the dimensions and the preloading of high strength tension components, and by the slipping resistance of attachments.
NOTE 2: Limits to retain elastic behaviour and durability are related to maximum and minimum values of stresses for serviceability load combinations.
(2) Bending stresses in the anchorage zone may be reduced by suitable measures (e.g. neoprene pads for transverse loading).
(1) Limiting stress may be specified for the characteristic load combination for the following purposes:
– to keep stresses in the elastic range for the relevant design situations during construction and in the service phase;
– to limit strains such that corrosion control measures are not affected, i.e. cracking of sheaths, hard fillers, opening of joints etc., and also to cater for uncertainty in the fatigue design;
– ULS verifications for linear and sub-linear structural response to actions.
σuk = Fuk , (7.1)
Am
див. формулу (6.3).
Примітка 1: Національний Додаток може вказувати значення граничних напружень fсonst і fSLS . Значення граничних напружень, що рекомендуються, для стадії будівництва fсonst наведені в таблиці 7.1 та граничних напружень для умов експлуатації fSLS – в таблиці 7.2.
Примітка 2: Граничні напруження визначають по формулі
see equation (6.3)
NOTE 1: The National Annex may give values for stress limits fconst and fSLS. Recommended values for stress limits fconst are given in Table 7.1 for the construction phase and for stress limits fSLS in Table 7.2 for service conditions.
NOTE 2: The stress limits follow from
Fconst = σ uk = 0,66 σ uk , (7.2)
1,50 γR γF
γR γF
при
=1,0x1,10=1,10 – для короткотривалих станів;
=1,0x1,20=1,20 – для довготривалих станів.
with
=1,0x1,10=1,10 for short term situations
=1,0x1,20=1,20 for long term situations
Примітка 3: Граничні напруження визначають по формулі
NOTE 3: The stress limits follow from
σ uk
=
0,66 σ uk
1,50 γ R γ F
γ R γ F
, (7.3)
=0,9x1,48=1,33 – з урахуванням напружень від вигину;
=1,0x1,48=1,48 – без урахування напружень від вигину.
1,48
використовують для випробовувань, див. додаток А.
=0,9x1,48=1,33 with bending stresses
=1,0x1,48=1,48 without bending stresses where
1,48
NOTE 4: The stress limit fSLS = 0,45 σuk is used for testing, see Annex A.
Таблиця 7.1 - Граничні напруження для стадії будівництва fсonst
Table 7.1 - Stress limits fconst for the construction phase
Стадія монтажу
Stage of installation
fconst.
При установці перших елементів на протязі кількох годин
First tension components for only a few hours
0,60 σuk
Після установки інших елементів
After instalment of other tension components
0,55 σuk
Таблиця 7.2 - Граничні напруження для умов експлуатації
Table 7.2 - Stress limits fSLS for service conditions
Умови навантаження
Loading conditions
fSLS
Розрахунок втомленості з урахуванням напружень від вигину*)
Fatigue design including bending stresses *)
0,50 σuk
Розрахунок втомленості без урахування напружень від вигину
Fatigue design without bending stresses
0,45 σuk
Напруження вигину можуть бути зменшеними локальними заходами , див. 7.1(4)
*) Bending stresses may be reduced by detailing measures, see 7.1(4).
8.1 Загальні відомості
(1) Для вант, схильних до зовнішніх впливів (наприклад, відтяжки) перевіряються будь-які вібрації, що виникають від дії вітру (під час будівництва або експлуатації), а також їх впливання на безпеку.
(2) Аеродинамічні впливи на ванти можуть бути заподіяні:
а) поштовхами (від дії турбулентності повітряного потоку);
b) від вихроутворення (від вихрів Кармана в потоках повітря за вантою);
c) галопуванням (від самоіндукції);
d) потоковим галопуванням (пружно-текуча взаємодія сусідніх вант);
e) взаємодія ванти з вітром та дощем.
Примітка : Галопування неможливе для ванти з круговим поперечним перерізом у зв’язку із симетрією.
Це явище може виникнути для вант, у яких зовнішня форма змінилась із-за виникнення на них шарів льоду або пилу. Впливи, які викликані прогинами, перерахованими в п.п. c), d), e), є функцією руху ванти (оборотній зв’язок) і виникають внаслідок аеропружної нестабільності, яка призводить до вібрації з великою амплітудою, що починається при деякій критичній швидкості вітру. У зв’язку з тим, що для надійного прогнозування механізм динамічного збудження не може бути змодельованим з достатньою точністю, повинні бути вжиті заходи для обмеження непередбачених вібрацій.
(3) Вібрації вант можуть бути також викликані динамічними силами, що діють на інші частини конструкції ( головну балку, пілон, тощо).
Примітка : Це явище часто називають «параметричним збудженням» і воно є відповідальним за вібрації з великою амплітудою, де власні частоти вант та всією конструкції накладаються одне на одного.
8.2 Заходи щодо обмежень вібрації канатів
(1) Конструкції, що підтримуються вантами, повинні знаходитись під моніторингом у зв’язку з вібраціями, викликаними надмірними дощовими і вітровими навантаженнями, шляхом візуального огляду або іншими способами, які дозволяють більш точне визначення їх амплітуд, режимів роботи та частот.
(2) При проектуванні конструкцій вант необхідно передбачити можливість збільшення заходів контролю за вібрацією під час будівництва і після його закінчення.
(3) Такі заходи можуть включати в себе:
а) модифікацію поверхні ванти з приданням їй аеродинамічної форми;
b) демпфіруюче облаштування;
c) стабілізуючі ванти (наприклад, кріпильні канати із відповідними з’єднувальними облаштуваннями).
8.3 Оцінка ризиків
(1) Вібраціям вант під дією дощу і вітру треба запобігати конструктивними заходами; вони можуть включати використання вант, поверхні яких надана задана фактура.
(2) Небезпека вібрації збільшується при більшій довжині вант-відтяжок. Короткі ванти-відтяжки (довжиною менше ніж 70-80 м) звичайно не завдають ніякого ризику за виключенням випадку, коли внаслідок нестійкої конструкції (дефектна форма та гнучкий настил) може виникнути параметричний резонанс. Отже, для коротких вант-відтяжок демпфер не потрібний.
(3) Для вант-відтяжок великої довжини (≥80 м) необхідно, щоб критичний коефіцієнт затухання перевищував величину 0,5%. Демпфери можуть бути встановлені на вантах крайніх прогонів, де малоймовірні будь-які великі зміщення місць кріплення, оскільки довжина прогону не є великою.
(4) Ризик параметричного резонансу потрібно оцінювати на стадії проектування шляхом детального вивчення можливих типів вилучення конструкції і вант-відтяжок з урахуванням коефіцієнта кутових частот і зміщень місць кріплень для кожного типу.
n, необхідні спеціальні заходи. При необхідності стабілізуючі ванти можуть бути використані для зсування модульних кутових частот вант-відтяжок.
(6) Для забезпечення безпеки і зручності користувача амплітуда вібрації повинна бути обмеженою шляхом використання такого критерію реакції, щоб при помірній швидкості вітру (15 м/сек) амплітуда вібрації вант не перевищувала L/500, де L- довжина канату.
9.1 Загальні відомості
(1) Втомлювана міцність розтягуваних елементів для класів впливів 3, 4 і 5 повинна визначатись згідно таблиці 2.1 із використанням втомлюваних впливів по EN 1991 і відповідної категорії конструктивних деталей.
(2) Втомлюване руйнування канатних систем звичайно здійснюється в місцях кріплення сідел і зажимів. Ефективну категорію деталей для цих місць рекомендується визначати по випробуванням, в яких відтворюються будь-які згинальні впливи або поперечні напруження, практично можливі. Оцінка даних випробувань повинна здійснюватись згідно EN 1990, додаток 1.
9.2 Флотаційні осьові навантаження
(1) При відсутності деяких випробувань, описаних в 9.1 (2), криві втомлюваної міцності і категорії деталей можуть бути одержані із рисунка 9.1 і таблиці 9.1 відповідно
(1) For cables exposed externally (e.g. stay cables) any wind-induced vibrations during and after erection and their impact on safety should be checked.
(2) Aerodynamic forces on the cable may be caused by:
a) buffeting (from turbulence in the air flow)
b) vortex shedding (from von Karman vortexes in the wake behind the cable)
c) galloping (self induction)
d) wake galloping (fluid-elastic interaction of neighbouring cables)
e) interaction of wind, rain and cable
NOTE: Galloping is not possible on a cable with a circular cross-section for symmetry reasons. This phenomenon may arise with cables where apparent shapes have altered, due to formation of layers of ice or dust. Forces due to c), d) and e) are a function of the motion of the cable (feedback) and are due to the ensuing aeroelastic instability leading to vibrations of large amplitudes starting at a critical wind speed. As the mechanism of dynamic excitation cannot yet be modelled with sufficient accuracy to make reliable predictions, measures should be provided to limit unforeseen vibrations.
(3) Cable vibrations may also be caused by dynamic forces acting on other parts of the structure (girder, pylon).
NOTE: This phenomenon is often referred to as “parametric excitation” and is responsible for large amplitude vibrations where the eigen-frequency of the cable stays and the structure overlap.
(1) Structures supported by cables should be monitored for excessive wind and rain induced vibrations either by visual inspection or other methods that allow a more accurate determination of their amplitudes, modes and frequencies.
(2) In the design of a cable structure provisions should be made for installing vibration controlling measures during or after erection.
(3) Such measures may include:
a) modification of cable surface (aerodynamic shape);
b) damping devices;
c) stabilizing cables (e.g. tie-down cables with appropriate connections).
(1) Vibration of cables due to rain and wind should be prevented by design; this can involve utilising cable stays with texturing.
(2) The risk of vibration increases with cable stay length. Short cable stays (less than about 70 m to 80 m) generally impose no risk, except that in the case of a particularly unstable structure (poorly shaped and flexible deck) parametric resonance occurs. Dampers are therefore not needed for short cable stays.
(3) For long cable stays with length greater than 80 m provisions should be made for the installation of dampers to ensure that the critical damping ratio exceeds 0,5 %. Dampers may be dispensed with on the back span cable stays where it is unlikely to have any major displacement of the anchorage as the span is short.
(4) The risk of parametric resonance should be assessed at the design stage by means of a detailed study of the buckling modes of the structure and cable stays, considering the ratio of angular frequencies and anchorage displacement for each mode.
n. If necessary, stability cables can be used to offset the modal angular frequencies of the cable stays.
(6) For users comfort and safety, the amplitude of cable stay vibration should be limited using a response criterion such that with a moderate wind velocity of 15 m/s the amplitude of cable stay vibration should not exceed L/500, where L is the length of the cable.
(1) The fatigue endurance of tension components in exposure classes 3, 4 or 5 to Table 2.1 should be determined using the fatigue actions from EN 1991 and the appropriate category of structural detail.
(2) Fatigue failure of cable systems usually occurs at anchorages, saddles or clamps. The effective category of detail at these locations should preferably be determined from tests representing the actual configuration used and reproducing any flexural effect or transverse stresses likely to occur in practice. The test evaluation should be carried out according to EN 1990 – Annex D.
(1) In the absence of the tests described in 9.1(2) above, fatigue strength curves and detail categories may be obtained from Figure 9.1 and Table 9.1, respectively.
Рисунок 9.1- Криві втомлюваної міцності для розтягнутих елементів конструкції
Figure 9.1- Fatigue strength curves for tension components
Таблиця 9.1- Конструкції деталей для втомлюваної міцності, згідно EN 1993-1-9.
Table 9.1- Detail categories for fatigue strength according to EN 1993-1-9
Група
Grouррp
Розтягнуті елементи
Tension components
Категорія деталей
Detail category ∆σc [N/mm²]
A
1
Попередньо напружені стрижні
Prestressing bars
105
B
2
Канат закритого сплетіння з металевим або полімерним муфтовим з’єднанням
Fully locked coil rope with metal or resin socketing
150
3
Спіральні жмути із металевим або полімерним муфтовим з’єднанням
Spiral strands with metal or resin socketing
150
C
4
Пучок із паралельних дротових жмутів із епоксидним муфтовим з’єднанням
Parallel wire strands with epoxy socketing
160
5
Зв’язка паралельних жмутів
Bundle of parallel strands
160
6
Зв’язка паралельних дротів
Bundle of parallel wires
160
Примітка : Категорія деталей в таблиці 9.1 відноситься до класів несприятливих впливів 3 і 4 згідно таблиці 2.1. Для осьових і поперечних втомлюваних впливів (клас впливу 5 згідно таблиці 2.1) необхідні додаткові захисні заходи для того, щоб звести згинальні напруження до мінімуму.
(2) категорії деталей, приведені в (1), дійсні при таких умовах:
а) ванти з муфтами відповідають основним вимогам додатку А;
b) конструкції вант, сідел та зажимів відповідають розділу 6;
c) значні аеродинамічні коливання вант обмежені, див. розділ 8;
d) забезпечують відповідний захист від корозії, див. розділ 4.
(3) Оцінка втомленості див. EN 1993-1-9.
NOTE: The detail categories in Table 9.1 refer to exposure classes 3 and 4 according to Table 2.1. For axial and lateral fatigue actions (exposure class 5 according to Table 2.1) additional protective measures are required in order to minimise bending stresses.
(2) The categories given in (1) are only valid when the following conditions apply:
a) cables with sockets comply with the basic requirements in Annex A;
b) the design of cables, saddles and clamps complies with 6;
c) large aerodynamic oscillations of cables are prevented, see 8;
d) adequate protection against corrosion is provided, see 4.
(довідковий)
[informative]
А.1 Сфера застосування
(1) В даному Додатку наведені вимоги до виробів для розтягнутих елементів та їх кінцевих закріплень, які використовуються в будівлях та інженерних спорудах
(2) Вимоги базуються на специфічних аспектах використання збірних розтягнутих елементів з урахуванням умов оточуючого середовища та навантажень.
(3) Наведені наступні групи збірних розтягнутих елементів:
– Група А: розтягнуті стрижневі системи, окремі стрижні;
– Група С: пучки паралельних дротів, пучки стрижнів, пучки паралельних жмутів
А.2 Основні вимоги
(1) Розтягнуті елементи повинні відповідати таким критеріям:
1 забезпечувати міцність та гнучкість канатної системи і її кінцевих закріплень;
2 бути витривалими до дії коливань від осьових навантажень, згинальних напружень кутових відхилень, ланцюгових впливів від вітрових навантажень та дефектам монтажу;
3 їх поздовжня та згинальна жорсткість повинна забезпечувати стійкість вантової системи (наприклад за допомогою гарантованого попереднього натяжіння);
4 забезпечувати захист ванти і місць її кріплення від корозії;
5 стійкість до стирання в місцях контакту рухомих сталевих деталей.
(2) Кінцеві муфти та місця кріплення розтягнутих елементів повинні бути запроектовані таким чином, щоб:
1 несуча здатність розтягнутого елемента досягалась до появи будь-якої пластичної або іншої остаточної деформації в місцях анкерування або на кожному несучому елементі;
2 їх розрахунковий опір утомленості переви-щував міцність елементів при розрахунках на втомленість;
3 були передбачені засоби для регулювання довжини елемента, щоб були виконані вимоги щодо попереднього навантаження геометричних допусків тощо;
4 в місцях закріплення було передбачено досить рухоме з’єднання для компенсації неточностей при виготовлені і монтажу;
5 мати можливість заміни розтягнутих елемен-тів при перенатяжінні.
(3) Вищенаведені вимоги повинні забезпечува-тись таким чином:
– відповідним підбором матеріалів для дротів жмутів сталевих елементів і захисних покриттів;
– вибором форми конструкцій з врахуванням необхідних міцності, жорсткості, пластичності, довговічності та надійності при виготовленні, транспортуванні, відвантаженні та монтажу;
– контролем якості точного виконання кінцевих закріплень для забезпечення точної центрації розтягнутого елемента в умовах експлуатації.
(4) Виконання вищенаведених вимог необхідно перевіряти шляхом випробування, яке є частиною відповідної системи керування якістю.
А.3 Матеріали
(1) Всі матеріали, які використовуються, повинні задовольняти відповідним європейським технічним специфікаціям
(2) Придатність системи захисту від корозії, з виключенням надійності заповнювачів та захисних матеріалів, повинна бути підтверджена відповідними випробуваннями.
Примітка: Випробування можуть підтвердити таке:
– захист від агресивного середовища (хімічні реагенти, корозійне розтріскування в результаті перенатяжіння, ультрафіолетового випромінювання);
– водонепроникність (гнучкість ванти і її надійність при згині);
– довговічність фарби (при необхідності).
А.4 Вимоги до випробувань
А.4.1 Загальні положення
(1) Випробування дротів, жмутів, прутиків розтягнутих елементів в зборі повинні гарантувати їх роботу у відповідності з необхідними вимогами.
(2) Fke та Fuke (див. 6.2) слід визначити в період випробування на розтяг при дії статичного навантаження. За необхідності (наприклад, для розрізу по довжині (див. 3. 4) і розрахунку будівельних конструкцій (див. розділ 5) випробування повинні орієнтуватись на передбачений рівень натяжіння ванти в конструкції для виміру всіх необхідних параметрів.
F, таблиця А.4.1.
Примітка: Випробування на втомленість слід виконувати при контролі навантаження, а не контролі видовження.
A.1 Scope
1) This annex gives the product requirements for tension components and their terminations to be used for buildings and civil engineering works.
(2) The requirements are based on the specific use of the prefabricated tension component including environmental and loading conditions.
(3) The following types of prefabricated tension components are covered:
– Group A: tension rod systems, bars;
– Group C: bundle of parallel wires, bundle of bars, bundle of parallel strands.
A.2 Basic requirements
(1) Tension components should comply with the following criteria:
1. strength and ductility of the cable system and its terminations;
2. fatigue resistance due to axial load fluctuation, bending stresses, angular deviations caused by catenary effects, wind forces and erection imperfections;
3. stable condition of axial and flexural stiffness of the cable system (e.g. by guaranteed pre-stretching);
4. protection of cable and anchorages against corrosion;
5. resistance to fretting at any contact between steel parts.
(2) Terminations and anchorages of the tension components should be designed such that:
1. the ultimate resistance of the tension component would be reached before any yielding or other permanent deformation of the anchoring or any bearing elements would occur;
2. their fatigue resistance exceeds that of the components;
3. facilities for adjustment of the component length are provided to meet the requirements for preload, geometrical tolerances etc.;
4. sufficient articulation is provided in the anchorage to cater for manufacturing and erection imperfections;
5. the tension components can be replaced.
(3) The above requirements should be met by:
– appropriate choice of materials for wires, strands, steels and protective coatings;
– choice of the form of construction in respect of strength, stiffness, ductility, durability and robustness for manufacturing, transport, handling and installation;
– quality control of accurate fitting of the end termination to ensure the correct alignment of tension component in service.
(4) The compliance of the above requirements should be verified by testing as part of an appropriate quality management system.
A.3 Materials
(1) All materials used should comply with the relevant European technical specifications.
(2) The suitability of the corrosion protection system including the durability of fillers and protection materials should be proved by appropriate testing.
NOTE: The testing may prove the following:
– protection against aggressive agents (chemicals, stress corrosion cracking, UV);
– water tightness (flexibility and durability when cable bends);
– durability of colour (if required).
А.4 Requirements for tests
А.4.1 General
(1) The following tests on wire, strands, bars and complete tension components should ensure that they perform as required.
(2) Fke and Fuke (see 6.2) should be determined in a static tension test. If required (e.g. for cutting to length (see 3.4) and structural analysis (see 5)) the test should follow the predicted stress profile of the cable in the structure for measuring all relevant data.
σsup = 0,45σuk (see 7.2(2)) with different values of ∆F, see Table A.4.1.
NOTE: The fatigue testing should be carried out under load control and not under extension control.
Таблиця А.4.1 - Вимоги до випробувань на втомленість
Table A.4.1- Testing requirements for fatigue
Тип випробувань
Type of test
Навантаження при втомлюванності у випробуваннях до руйнації
Fatigue loading before fracture test
Випробування на дію осьового навантаження (класи 3 і 4)
axial test
(class 3 and 4)
σsup = 0,45σuk
∆σ відповідно ∆σc наведеному в табл. 9. 1 цикли навантажень
∆σ according to ∆σc given in Table 9.
∆α = 0
n= 2×106 цикли (cycles)
Випробування на дію осьового навантаження і випробування на дію згинальних моментів
(клас 5)
axial and flexural test
(class 5)
σsup = 0,45σuk
∆σ відповідно ∆σc наведеному в табл. 9. 1 цикли навантажень
∆σ according to ∆σc given in Table 9.1
∆α = 0 – 10 мілі радіани ( milli radians)
(0 – 0,7 градуси (degrees))
n= 2×106 цикли (cycles)
(4) Якщо розтягнутий елемент знаходиться під дією навантаження втомленості і опір втомленості перевіряється відповідно 9.2(2), то слід виконати хоча б по одному випробуванню для кожного діаметру елемента. Слід перевіряти, щоб при випробуваннях на дію осьового навантаження, якщо σsup = 0, 45 і ∆σ = 1, 25∆σc (див. табл. 9.1) кількість розірваних дротів після 2·106 циклів навантаження не перевищувало 2% від загальної кількості дротів. Під час випробувань на втомленість не повинно бути ніякого руйнування в анкерному матеріалі або в будь-якому елементі анкерування. Ніяке руйнування не допускається для стрижнів.
(5) Якщо радіус скруглення на вході канату в сідло складає менше 30d (див. малюнок 6.1), то необхідно провести випробування, як описано в (2) і (3), при цьому ∆α визначається по закругленому радіусу.
(6) Після навантаження втомлюваності зразок, який випробовується, слід завантажити до руйнування / злому і витримати мінімальне зусилля на розтяг, що дорівнює більшого з двох: 92 % від фактичної міцності на розтяг ванти або 95 % від мінімального опору на розтяг ванти. Деформація при такому навантаженні повинна бути не менше ніж 1,5%.
(7) Випробування на втомленість у відповідності з EN 10138 повинні проводитися на окремих жмутах, дротах або стрижнях, взятих із зразків для розтягуваних елементів кожної партії, яка виготовляється.
(4) If the tension component is to be subjected to fatigue loading and the fatigue resistance is verified according to 9.2(2) at least one test for each diameter of the component should be undertaken. It should be checked that in an axial test with σsup = 0,45 σuk and ∆σ = 1,25 ∆σc (see Table 9.1) the number of broken wires after 2⋅106 cycles is less than 2% of the total. No failure should occur in the anchorage material or in any component of the anchorage during the fatigue tests. No failure is acceptable for bars.
h ∆α being governed by the round-out radius.
(6) After fatigue loading, the test specimen should be loaded to fracture and should develop a minimum tensile force equal to 92% of the actual tensile strength of the cable or 95% of the minimum ultimate tensile strength of the cable, whichever is greater. The strain under this load should not be less than 1,5%.
(7) Fatigue tests in accordance with EN 10138 should be carried out on single strands, wires or bars taken from samples of each manufactured length of tension components.
А.4.2 Основні розтягнуті елементи
А.4.2.1 Дріт
(1) Дріт, покритий цинком або цинковим сплавом повинен випробуватись на сертифікованій випробувальній машині.
А.4.2.2 Жмути
(1) Повинні проводитись випробування на визначення опору на розтяг, 0,1 % від гарантованого опору і деформації видовження у відповідності з EN 10138.
А.4.2.3 Стрижні
(1) Повинні проводитись випробування на визначення опору на розтяг, 0,1 % від гарантованого опору і деформації видовження у відповідності з EN 10138.
А.4.3 Жмути і канати в зборі
(1) Якщо використовуються різні розміри одного типу жмутів або канатів, необхідно провести, як мінімум, три характерних випробування. Ванти випробовуються з усіма встановленими на них закріпленнями для передачі навантаження, і навантаження при випробуваннях прикладені таким же чином, як і в реальній конструкції.
А.4.4 Коефіцієнт тертя
(1) Якщо коефіцієнт тертя між жмутами і сідлами, зажимами, і тощо визначається випробуванням, то необхідно врахувати наступне:
- вплив осьових навантажень на діаметр жмутів;
-повзучість внаслідок попереднього поперечного навантаження (на матеріал заповнювача і цинкового покриття).
(2) При оцінці результатів випробувань слід враховувати той факт, що тертя може впливати як позитивно, так і негативно на взаємодії, які розглядаються.
А.4.5 Захист від корозії
А.4.5.1 Водонепроникність
(1) Довговічність вантової системи повинна перевірятись з використанням «штучного старіння», в якому штучно створені моделі циклів осьових навантажень, згину і температури.
Випробування повинні проводитись для характерної ділянки нижнього кінця ванти в зборі, включно з анкерними пристроями, вантовою захисною трубкою і тощо.
Примітка: Детальний опис таких випробувань надається в Національному Додатку.
А.4.5.2 Антикорозійний захист
Примітка: Детальний опис випробувань (наприклад, випробування на соляний туман) надається в Національному Додатку.
А.4.2 Main tension elements
А.4.2.1 Wires
(1) Wires coated in zinc or zinc alloy should be tested in an approved testing machine.
А.4.2.2 Strands
(1) Tests should be carried out for tensile strength, 0,1% proof strength and elongation according to EN 10138.
А.4.2.3 Bars
(1) Tests should be carried out for tensile strength, 0,1% proof strength and elongation according to EN 10138.
А.4.3 Strands and complete cables
(1) If different sizes of one type of strand or ropes are used at least 3 representative tests should be carried out. Cables should be tested with all load-bearing components attached to them and the test load should be applied in the same way as in the structure.
А.4.4 Coefficient of friction
(1) If the coefficient of friction between the strands and saddles, clamps etc. is determined by testing the following should be taken into account:
- the effects of axial loads on the diameter of the strands;
- the creep due to transverse preloading (on filler material and zinc coating).
(2) In the evaluation of the test results account should be taken of the fact, that friction can be either beneficia牯愠癤牥敳搠灥湥楤杮漠桴晥敦瑣戠楥杮挠湯楳敤敲
А.4.5 Corrosion protection
А.4.5.1 Waterproofing
(1) The durability of the cable system should be verified using “accelerated ageing” in which the cycles of axial loads and bending and temperatures can be simulated. The test should be carried out for a representative section of the complete lower end of the cable including anchoring devices, stay pipe etc.
NOTE: Details for tests may be given in the National Annex.
А.4.5.2 Corrosion protection barriers
NOTE: Details for tests, e.g. salt fog tests, may be given in the National Annex.
(довідковий)
(1) Спіральні жмути і канати закритого сплетіння поставляються в бухтах або намотаними на барабан.
Для того, щоб стримати дріт зовнішнього шару в сплетінні, мінімальний діаметр барабана повинен бути не менше 30-ти діаметрів для спірально-жмутового канату і 16-ти діаметрів – для канату із жмутів.
Примітка: Мінімальний діаметр залежить від ступеня захисту, терміну зберігання і температури. Слід бути обережним при закручуванні канатів при температурі нижче +5 оС.
Якщо ванти зберігаються в бухтах, то кожна бухта повинна мати відповідну вентиляцію (без прямого контакту з грунтом), щоб попередити створення білого нальоту від конденсату або вологи.
Підвищену обережність слід виявляти в поводженні з вантами. Під час встановлення бухти потрібен стіл, який повертається, для горизонтальної розмотки ванти.
Забороняється:
- видалення захисного покриття до установки вант;
- згин ванти радіусом менше 30-ти діаметрів ванти;
- перетягувати ванти через гострі кути;
- скручувати і розкручувати ванти (необхідно слідкувати за маркувальною лінією ванти).
Розтягнуті елементи підлягають контролю і огляду впродовж всього терміну експлуатації на предмет виявлення відхилень від проектних умов, корозії та пошкоджень.
Примітка: Національний стандарт може надавати додаткові рекомендації, вказівки по огляду та контролю.
[informative]
(1) Spiral strands and fully locked coil cables are supplied in either coils or on reels.
(2) To keep the out cover wires in lay the minimum diameter of the reel should not be less than 30 times the rope diameter of fully locked coil ropes, 24 times the rope diameter of spiral strand ropes and 16 times the diameter of strand ropes.
NOTE: The minimum diameter depends on the protection system, storage time and temperature. Caution should be taken when unreeling at temperatures below 5 °C.
(3) If cables are stored in coils each coil should be properly ventilated (no direct ground contact) to prevent any formation of white blister which may be caused by condensation or moisture.
(4) Cables should be handled with utmost care during installation. Coils require a turntable for horizontal unreeling.
(5) Cables should not:
- have their serving removed before they have been installed;
- be bent through a radius smaller than 30 × cable diameter;
- be pulled across sharp edges;
- be neither twisted or untwisted (observe cable marking line).
(6) Tension components should be monitored and inspected during working life for deviations to design conditions, corrosion and damage.
NOTE: The National Annex may give further guidance on monitoring and inspections.
(довідковий)
Примітка: див. EN 12385, частина 2
С.1 Вироби групи А
C.1 Products Group A
[informative]
NOTE: See EN 12385, Part 2.
Система з натягнутими стрижнями
Tension rod system
С.2 Вироби групи В
C.2 Products Group B
Канати спірально-жмутові
Spiral strand rope
11
Конструктивна формула
Construction
1 × 19
1 × 37
1 × 61
1 × 91
Діаметр ds [мм]
Diameter ds [mm]
3 до (to) 14
6 до (to) 36
20 до (to) 40
30 до (to) 52
Жмут
Strand
1
1
1
1
Кількість дротів на жмут
Wire per strand
19
37
61
91
Кількість дротів в зовнішньому шарі жмута
Outer wire per strand
12
18
24
30
Номінальний коефіцієнт площі поперечного перерізу металу С
Nominal metallic area factor C
0,6
0,59
0,58
0,58
Коефіцієнт впливу на розрив F
Breaking force factor K
0,525
0,52
0,51
0,51
Кінець талиці С.2
End of Table C.2
Канати із жмутів
Strand rope
11
11
11
Конструктивна формула
Construction
6 × 19 - CF
6 × 19 - CWS
Діаметр ds [мм]
Diameter ds [mm]
6 to 40
6 to 40
6 to 40
6 to 40
Кількість жмутів
Strand
6
6
6
6
Кількість дротів на жмут
Wire per strand
18
18
36
36
Кількість дротів в зовнішньому шару жмута
Outer wire per strand
12
12
14
14
Номінальний коефіцієнт площі поперечного перерізу металу С
Nominal metallic area factor C
0,357
0,414
0,393
0,455
Коефіцієнт впливу на розрив F
Breaking force factor K
0,307
0,332
0,329
0,355
Канати з повністю закритим сплетінням
Fully locked coil rope
11
11
11
Конструкція
Construction
1 шар Z-подібного дроту
1 layer Z-wires
1 шари Z-подібного дроту
2 layer Z-wires
≥ 3 шарам Z-подібного дроту ≥ 3 layer Z-wires
Діаметр ds [мм]
Diameter ds [mm]
20 до (to) 40
25до (to) 50
40 до (to) 180
Допустимі відхилення для ds Tolerance for ds
+5%
+5%
+5%
Номінальний коефіцієнт площі поперечного перерізу металу С
Nominal metallic area factor C
0,636
0,660
0,700
Коефіцієнт впливу на розривF
Breaking force factor K
0,585
0,607
0,643
Примітка: Національний коефіцієнт площі поперечного перерізу металевого дроту і коефіцієнт впливу на розрив приймаються у відповідності з EN 12385-2.
NOTE: Nominal metallic area factor and breaking force factor acc. EN 12385-2.
С.3 З’єднувачі кінців дротового канату
С.3 Wire rope end connectors
З’єднувачі дротових канатів – це кінцеві закріплення металеві або полімерні у відповідності з EN 13411-4
Wire rope end connectors - Metal or resin socketing acc. EN 13411-4
Відкрита оцинкована муфта
Open spelter socket
Циліндрична муфта
Cylindrical socket
Конічна муфта з внутрішньою різьбою і розтягнутим стрижнем
Conical socket with internal thread and tension rod
Циліндрична муфта з внутрішньою різьбою і розтягнутим стрижнем
Cylindrical socket with external thread and nut
Циліндрична муфта з зовнішньою і внутрішньою різьбою і гайкою
Cylindrical socket with internal and external thread and nut
Циліндрична муфта з зовнішньою різьбою і розтягнутим стержнем Cylindrical socket with internal thread and tension rod
Зєднувачі дротових канатів кінцеві, обжимні
Wire rope end connectors swaged
Відкрита обжимна муфта
Open swaged socket
Закрита обжимна муфта
Closed swaged socket
Обжимна кінцівка з різьбою
Swaged fitting with thread
Коуш з алюмінієвим обжимним ободом у відповідності з EN13411-3
Thimble with swaged aluminium ferrule acc.EN 13411-3
U – подібний болт з двома гайками для затиску каната у відповідності з EN 13411-5
U-bolt grip acc. EN 13411-5
С.4 Вироби групи С
С.4 Product Group C
Неізольовані жмути, жмути, покриті епоксидною смолою або поліестером
Bare strands, PE- or epoxy-coated strands
Анкерування наконечника (кінцівки ванти)
Live end anchorage
Анкерування за допомогою клинів і з’єднувальної муфти
Live end anchorage
Анкерування за допомогою клинів і з’єднувальної муфти з заправленням розчином – неізольовані жмути, покриті поліестером або епоксидною смолою
Anchorage with wedges and postgrouted bond socket – bare strands, PE- or epoxy-coated strands
Анкерування за допомогою клинів і ущільнюючих пластин – покриті поліестером жмути
Anchorage with wedges and sealing plates – PE-coated strands
Анкерування за допомогою клинів і трубки попередньо заповненої розчином – покриті поліестером жмути
Anchorage with wedges and pregrouted pipe – PE-coated strands
Анкерування за допомогою клинів і перехідної трубки, заповненої воском, - покриті поліестером жмути
Anchorage with wedges and wax filled transition pipe – PE-coated strands
Дроти
Wires
Анкерування наконечника (кінцівки ванти)
Live end anchorage
Анкерування наконечника (кінцівки ванти)
Live end anchorage
Анкерування з дротом і складним кінцевим кріпленням, залитим компаундом
Anchorage with wires and compound filled socket
Анкерування дротом і дисковими оголовками з заливкою епоксидною смолою
Anchorage with wires and button heads filled with epoxy resin
Стрижні
Wires
Анкерування наконечника (кінцівки ванти)
Live end anchorage
Анкерування наконечника (кінцівки ванти)
Live end anchorage
Анкерування одинарного стрижня
Anchorage with single bar
Кінець таблиці С.2
Анкерування декількох стрижнів зі сталевою обоймою з заправленням розчином
Anchorage with multiple bars and steel sheathing, grouted
(довідковий)
Позначення та назва європейського стандарту
Ступінь відповідності
Позначення та назва національного стандарту України (ДСТУ)
EN 1990 Eurocode - Basis of structural design
IDT
ДСТУ-Н Б EN 1990:2008«Єврокод. Основи проектування конструкцій (EN 1990:2002, IDT)»
1
2
3
EN 12385
IDT
EN 12385, Part 4 and
Part 10
EN 12385-2
EN 13411-3
IDT
EN 13411-4
IDT
EN 13411-5
IDT
EN 10138 Prestressing steels
Part 1 General requirements
Part 2 Wires
Part 3 Strands
Part 4 Bars
IDT
EN 10138. Попередньо напружені сталеві елементи
EN 12385 Steel wire ropes – safety
Part 1 General requirements
Part 2 Definitions, designation and classification
Part 3 Information for use and maintenance
Part 4 Stranded ropes for general lifting applications
Part 10 Spiral ropes for general structural applications
IDT
EN 12385. Сталеві дротові канати – безпека.
Частина 10. Канати спірального сплетіння для конструкційного застосування загального призначення.
1
2
3
EN 13411 Terminations for steel wire ropes – safety
Part 3 Ferrules and ferrule-securing
Part 4 Metal and resin socketing
Part 5 U-bolt wire rope grips
IDT
EN 13411. Кінцевики для сталевих дротових канатів – безпека.
EN 10264 Steel wire and wire products – Steel wire for ropes
Part 1 General requirements
Part 2 Cold drawn non-
alloyed steel wire for ropes for general applications
Part 3 Cold drawn and cold profiled non alloyed steel wire for
high tensile applications
Part 4 Stainless steel wires
IDT
EN 10264. Сталевий дріт і дротові вироби. Сталевий дріт для канатів
Частина 3. Холоднотягнутий нелегований сталевий дріт холодного формування для використання в виробах, що працюють в умовах високих розтягуючих зусиль
EN 10244 Steel wire and wire products – Non-ferrous metallic coatings on steel wire
Part 1 General requirements
Part 2 Zinc and zinc alloy coatings
Part 3 Aluminium coatings
IDT
EN 10244. Сталевий дріт і дротові вироби. Покриття із кольорових металів на сталевому дроті
EN 1991
IDT
EN 10264
IDT
EN 12385
IDT
EN 1993-1
IDT
EN 1993-1-1
IDT
EN 1993-1-4
IDT
EN 1993-1-9
IDT
Код УКНД : 91.010.30; 91.080.10; 93.040
Ключові слова: ванти, втомленість, жмути, канати, попередне напруження, прути, розтягнуті елементи.
Генеральний директор ТОВ «Укрінсталькон ім. В.М. Шимановського», д.т.н., проф.
О. Шимановський
Заступник генерального директора,
д.т.н., проф.
В. Гордеєв
Завідувач відділу ВЦПС, к.т.н., с.н.с.(науковий керівник)
Р. Харченко
Провідний виконавець
Б. Фурман
Головний інженер проекту
Р. Ганжа
Інженер ІІ категорії
І. Кривко
Інженер ІІІ категорії
Ю. Пермякова
пр.ДСТУ-Н Б EN 1993-1-11:201Х
EN 1993-1-11:2012
пр. ДСТУ-Н Б EN 1993-1-11:201Х
Тип канату
Коефіцієнт заповнення f
Fill factor f
Питома вага w x 10-7
Н/мм3
unit weight
w × 10-7
N/mm3
Дріт серцевина+ 1 шар із Z-подібного дроту
Core
wires + 1 layer Z - wires Дріт
серцевина+2 шари із Z -подібного дроту
Core
wires + 2 layer Z - wires Дріт серцевина+ більше 2х шарів із Z -подібного дроту
Core
wires + >2 layer Z - wires Кількість шарів дроту навколо серцевини Number of wire layers around core wire
1
2
3-6
>6
1 Канати спіральні жмутові
Spiral strand ropes
0,77 0,76 0,75 0,73 830
2 Канати закритого сплетіння
Fully locked coil
ropes
0,81
0,84
0,88
830
3 Канати жмутові із круглого дроту
Circular wire
strand ropes
0,56
930
ЕA