Oversigt over Eurocodes

Transkript

1 Eurocode systemet Oversigt over Eurocodes Tidsplan for implementering Nationale annekser Forkortede udgaver Eurocode 0: Projekteringsgrundlag for bærende konstruktioner. Ændringer i forhold til DS 409:? Eurocode 1: Last på konstruktioner. Ændringer i forhold til DS Oversigt over Eurocodes antal dele EN 1990: EC 0: Basis of Structural Design 1 EN 1991: EC 1: Actions on structures 10 EN 1992: EC 2: Design of concrete structures 4 EN 1993: EC 3: Design of steel structures 20 EN 1994: EC 4: Design of composite steel and concrete structures 3 EN 1995: EC 5: Design of timber structures 3 EN 1996: EC 6: Design of masonry structures 4 EN 1997: EC 7: Geotechnical design 2 EN 1998: EC 8: Design of structures for earthquake resistance 6 EN 1999: EC 9: Design of aluminum structures 5 Ialt

2 EN 1990 & EN 1991 Eurocode 0: EN 1990: Basis of Structural Design Eurocode 1: Actions on Structures: EN : Densities, self-weight, imposed loads for buildings EN : Fire EN : Snow loads EN : Wind actions EN : Thermal actions EN : Actions during execution EN : Accidental actions from impact and explosions EN : Traffic loads on bridges EN : Actions induced by cranes and machinery EN : Actions in silos and tanks 3 Nationale standarder, der implementerer Eurocodes Nationale standarder vil indeholde: Eurocodens tekst evt. en national forside og et nationalt forord et nationalt anneks 4 2

3 Nationale annekser Må kun indeholde oplysninger om de parametre, for hvilke der i Eurocoden er givet mulighed for national valgfrihed, kaldet nationalt bestemte parametre (NDP): værdier og/eller klasser, hvor Eurocoden indeholder alternativer, værdier, der skal anvendes, hvor der kun er angivet et symbol i Eurocoden, landespecifikke data (geografiske, klimatiske, osv.) fx snekort, fremgangsmåder, der skal følges, hvis der er angivet alternative fremgangsmåder i Eurocoden. Kan også indeholde beslutninger om anvendelsen af informative annekser, henvisninger til ikke - modstridende supplerende oplysninger Hvis der ikke i det Nationale anneks er anført valg af en blandt flere alternative metoder, er det den projekterendes ansvar at vælge metode. 5 EN 1990 & EN 1991 Regningsmæssige værdier for laster Bestemmelse af regningsmæssige lasteffekter: G d (ρ, γ G ) permanent last Q k (v, s, t, γ Q, ψ) variabel last Sikkerheds elementer [National beslutning]: ψ kombinations faktorer γ G,γ Q partialkoefficienter Regionale klimaparametre mm. [National beslutning]: ρ densitet, geometri v vindhastighed s snelast t trafik Wind load Snow load Sustainedload Transientload Permanent load 6 3

4 EN 1992, EN 1993, Regningsmæssige værdier for bæreevner Bestemmelse af regningsmæssige materialeparametre og bæreevner: X k X d = materialeparameter R d γ m = R( X, a ) k d 1 γ M bæreevne Sikkerheds elementer [National beslutning]: γ m,γ M partialkoefficienter 7 Nationale annekser Danmark Nationale annekser baseres på de reviderede konstruktionsnormer: 2006 Sikkerhedsniveau lig sikkerhedsniveau i reviderede konstruktionsnormer Nationale annekser: Høring: januar-marts 2007 Udgivelse: efterår 2007 Kan bruges: 1. januar

5 Nationale valg i Eurocodes antal EN 1990: Basis of Structural Design 7 EN : Imposed loads, 10 EN : Actions on structures exposed to fire 10 EN : Snow loads 23 EN : Wind actions 51 EN : Accidental actions 37 EN : Design of concrete structures 120 EN : Design of steel structures 25 EN : Design of composite steel and concrete structures 19 EN : Design of timber structures 12 EN : Design of masonry structures 13 EN : Geotechnical design 40 9 Den Europæiske sikkerhedsnorm EN 1990 Basis of structural design EN 1990 Projekteringsgrundlag for konstruktioner Oversigt Lastkombinationer Partialkoefficienter DK Nationalt anneks 10 5

6 Indhold EN Generelt 2 Krav 3 Principper for grænsetilstandsprojektering 4 Grundlæggende variable 5 Analyse af konstruktioner og projektering understøttet af forsøg 6 Eftervisning ved partialkoefficientmetoden 6.1 Generelt 6.2 Begrænsninger 6.3 Regningsmæssige værdier 6.4 Brudgrænsetilstande 6.5 Anvendelsesgrænsetilstande Anneks A1 (normative) Anvendelse for bygningskonstruktion (Anneks A2 (normative) Anvendelse for broer) (Anneks A (normative) Anvendelse for ) Anneks B (informative) Styring af bygværkers konstruktionssikkerhed Anneks C (informative) Grundlag for fastsættelse af partialkoefficienter og sikkerhedsanalyse Anneks D (informative) Projektering understøttet af forsøg 11 Grundlæggende krav En konstruktion skal dimensioneres og udføres på en sådan måde, at den i løbet at den forventede levetid med rimelig pålidelighed og på økonomisk måde vil kunne modstå alle laster og påvirkninger, der sandsynligvis vil forekomme under opførelse og brug, og forblive egnet til det krævede formål. En konstruktion skal dimensioneres således, at den har tilstrækkelig Bæreevne Funktionsegenskaber, og Holdbarhed. 12 6

7 Principper for grænsetilstandsprojektering Grænsetilstande: Brud Anvendelse Dimensioneringstilfælde: Vedvarende dimensioneringstilfælde - normal brug Midlertidige dimensioneringstilfælde - f.eks. opførelse eller reparation Ulykkesdimensioneringstilfælde - usædvanlige betingelser f.eks. brand, eksplosion, påkørsel, nedstyrtning eller konsekvenser af lokal svigt Seismiske dimensioneringstilfælde - vandret masselast 13 Grundlæggende variable Laster Karakteristisk værdier Permanente laster: G k hvis variationen af G er lille (COV < 5-10%) anvendes en enkelt værdi G k hvis variationen af G er stor anvendes to værdier: øvre værdi G k,sup (95% fraktil) nedre værdi G k,inf (5% fraktil) 14 7

8 Grundlæggende variable Laster Variable laster: Karakteristisk værdi Q k (98% fraktil i fordeling af årlig max last 50 år returperiode) Andre repræsentative værdier: kombinationsværdi ψ 0 Q k hyppig værdi ψ 1 Q k (overskrides i 1% af referenceperioden) kvasi-permanent værdi ψ 2 Q k (overskrides i 50% af referenceperioden) 15 Grundlæggende variable Materialer Karakteristisk værdi for styrkeparameter X k 5% fraktilværdi = X k,inf eller 95% fraktilværdi = X k,sup Værdier af styrkeparametre kan bestemmes ud fra forsøg anneks D ( = anneks A i DS409:2006) X k,inf μ X k,sup 16 8

9 Projektering understøttet af forsøg Projektering kan baseres på en kombination af forsøg og beregninger. Forsøg kan eksempelvis udføres under følgende omstændigheder: hvis fyldestgørende beregningsmodeller ikke er tilgængelige hvis der skal anvendes et stort antal lignende komponenter. Se anneks D bestemmelse af karakteristiske værdier ved anvendelse af Bayesiansk statistik 17 Regningsmæssige lastværdier Regningsmæssig lastværdi: F d = γ F f rep F k F rep γ f karakteristiske værdi repræsentative værdi af lasten partialkoefficient for lasten F rep Fk = ψ Fk ψ = ψ 0, ψ 1 eller ψ

10 Regningsmæssige styrkeparametre X X k η γ m d X =η γ k m karakteristisk værdi for materiale eller produkt egenskab konverterings faktor - størrelses effekter - effekter fra fugt, temperatur, mm. partialkoefficient 19 Regningsmæssig bæreevne Model 1: γ R R(.) Simplifikation: R d 1 X k,1 X k,2 = R η1, η2,... γ R γ m,1 γ m,2 partialkoefficient (beregningsmodel + geometriske afvigelser) beregningsmodel R d X k,1 X k,2 = R η,,... 1 η2 γ M γ 1 M 2 hvor γ M,i = γ m,i γ R Model 2: (anvendes f.eks. hvor bæreevne findes på basis af forsøg) Rk Rd = γ M γ M R k partialkoefficient for bæreevne karakteristisk værdi af bæreevne anneks A 20 10

11 Konsekvensklasser Nat. Anneks 21 Brudgrænsetilstande EQU: STR: GEO: FAT: tab af statisk ligevægt af konstruktionen eller dele af denne, idet konstruktionen betragtes om et stift legeme mindre variationer i værdien eller den rumlige fordeling af laster fra en enkelt kilde er væsentlige, OG styrken af konstruktionsmaterialer eller jord generelt ikke er bestemmende indvendigt svigt eller meget store deformationer af konstruktionen eller konstruktionsdele, herunder fundamenter, pæle, kældervægge, osv. styrken af konstruktionsmaterialerne er bestemmende svigt eller meget store deformationer af jorden jordbundens styrke er væsentlig for tilvejebringelsen af bæreevnen udmattelsessvigt af konstruktionen eller konstruktionsdele 22 11

12 Brudgrænsetilstande STR GEO: EQU: 23 Brudgrænsetilstande Eftervisning af statisk ligevægt - EQU S d,dst S d,stb S d,dst S d,stb regningsmæssig værdi af virkningen af destabiliserende kræfter regningsmæssig værdi af virkningen af stabiliserende kræfter Eftervisning af tilstrækkelig bæreevne STR / GEO S d R d S d R d regningsmæssig værdi af lastvirkningen som fx snitkraft, moment regningsmæssig værdi af den tilsvarende bæreevne 24 12

13 Brudgrænsetilstande Kombination af laster Nationalt valg mellem A, B og C: A: Sd " = " γ GGk " + " γ Q Q, 1" + " 0,2,2" + " 0,3, 3" + "... (6.10) 1 k γ Q ψ Q 2 k γ Qψ Q 3 k eller B: Sd " = " γ GGk " + " γ Qψ 0,1Q,1 " + " 0,2,2" + " 0,3, 3" + "... 1 k γ Q ψ Q 2 k γ Qψ Q 3 k (6.10a) permanent last dominerende B: Sd " = " ξγ GGk " + " γ Q Q " " " " " "... 1 k, 1 + γ Q ψ 0,2Q 2 k,2 + γ Qψ 3 0,3Qk, 3 + (6.10b) variabel last dominerende eller C: som B, men ingen variabel last i (6.10a) ξ Reduktionsfaktor DK valg: C 25 Brudgrænsetilstande Nationalt Anneks Kombination af laster - vedvarende eller midlertidige dimensioneringstilfælde STR/GEO: S " γ G " + " γ Q " + " γ ψ Q " + " γ ψ Q " "... LK 2.A d " = G k Q1 k, 1 Q2 0,2 k,2 Q3 0,3 k, 3 + S "=" γ G d G k LK 2.B EQU: S d " = k 3 " γ GGk" + " γ Q Q, 1" + " 0,2,2" + " 0,3, " + "... 1 k γ Q ψ Q 2 k γ Qψ Q 3 LK 2.C 26 13

14 Brudgrænsetilstande Kombination af laster - ulykkes designsituationer S ( ψ eller ψ ) Q " + " ψ Q " + " ψ Q... d " = " Gk" + " Ad " + " 1,1 2,1 k,1 2,2 k,2 2,3 k, 3 + (6.11b) G Q J A d ψ permanent last variabel last nr. J ulykkeslast lastkombinationsfaktor 27 Anvendelsesgrænsetilstande Kombination af laster Karakteristisk kombination: irreversible grænsetilstande Sd " = " Gk " + " Qk 1" + " ψ 0,2Qk,2" + " ψ 0,3Qk, 3, +... Wind load Snow load Sustainedload Ofte forekommende kombination reversible grænsetilstande S " G " + " ψ Q " + " ψ Q " + " ψ d " = k 1,1 k,1 2,2 k,2 2,3Qk, Transientload Permanent load Kvasi-statisk kombination langtids effekter og udseende S " G " + " ψ Q " + " ψ Q " + " ψ d " = k 2,1 k,1 2,2 k,2 2,3Qk,

15 Lastkombinationsfaktorer - anbefalede 29 Lastkombinationsfaktorer Nat. Anneks 30 15

16 Partialkoefficienter EQU Nat. Anneks 31 Brudgrænsetilstande EQU - eksempel EQU: 32 16

17 Brudgrænsetilstande EQU - eksempel EQU? 33 Partialkoefficienter STR Nat. Anneks 34 17

18 Partialkoefficienter STR Nat. Anneks 35 Partialkoefficienter STR Nat. Anneks NOTE 3 De karakteristiske værdier af alle permanente laster fra en enkelt kilde multipliceres med γ Gj,sup, hvis den samlede resulterende lastvirkning er ugunstig, og med γ Gj,inf, hvis den samlede resulterende lastvirkning er gunstig. Eksempelvis kan alle laster hidrørende fra konstruktionens egenlast anses for at komme fra én kilde; dette gælder også, hvis der indgår forskellige materialer

19 Partialkoefficienter FAT Nat. Anneks Regningsmæssige værdier for udmattelseslaster Usikkerhed på de enkelte spændingsvidder: variationskoefficient ca. 30 %: partialkoefficient =1,3 variationskoefficienten < 10 %: partialkoefficient =1,0 10% < variationskoefficienten < 30%: lineær interpolation Variationskoefficienten kan være anført i forbindelse med lastspecifikationen. 37 Anvendelsesgrænsetilstande Nat. Anneks 38 19

20 Anvendelsesgrænsetilstande Nat. Anneks 39 Anvendelsesgrænsetilstande Nat. Anneks 40 20

21 Anvendelsesgrænsetilstande Nat. Anneks 41 Projekteringskontrol Nat. Anneks Projekteringskontrol: som i DS409:

22 Inspektion under udførelse Nat. Anneks 43 Robusthed Årsager til svigt: Ekstrem høj last / ekstrem lav styrke: sker meget sjældent (sandsynlighed for svigt pr år ca ) Andre årsager: Projekteringsfejl Udførelsesfejl Nedbrydning af kritiske konstruktionsdele Robusthedskrav = krav i DS409:2006 i Nationalt Anneks Nørresundby, Denmark April

23 EN : Nyttelaster karakteristiske værdier Nat. anneks 45 Nyttelaster - Etagereduktionsfaktor Nationalt Anneks: Ved undersøgelse af fleretagers bygninger, hvor nyttelasten er klassificeret i kategorierne A - D reduceres den totale nyttelast fra flere etager med reduktionsfaktoren 46 23

24 Nyttelaster Eksempel 47 Nyttelaster Eksempel 48 24

25 Nyttelaster Eksempel 49 Nyttelaster Eksempel LK 2A: STR (6.10b) LK 2B: STR (6.10a) LK 2C: EQU 50 25

26 Nyttelaster Eksempel 51 Nyttelaster Eksempel 52 26

27 Nyttelaster Eksempel 53 Nyttelaster Eksempel 54 27

28 Nyttelaster Eksempel 55 EN : Snelast Snelast på jorden: s k DK: s k = 0.9 kn/m

29 Snelast på tage Formfaktorer for tage 57 Snelast på tage - lastarrangementer Pulttage 58 29

30 Snelast på tage - lastarrangementer Saddeltage Case (i): ingen driver jævnt fordelt Case (ii): driver vind fra venstre Case (iii): driver vind fra højre 59 Lasttilfælde Nationalt Anneks vridningsfølsomme konstruktioner Konstruktioner følsomme overfor variationer i snelasten, f.eks. konstruktioner med udkragninger vridningsfølsomme konstruktioner, Lasttilfælde, hvor halvdelen af snelasten regnes som bunden last og den anden halvdel af snelasten regnes som fri last. Der benyttes samme partialkoefficient for både den bundne og den frie del af snelasten. Dette lastarrangement undersøges også for pult tage og andre typer af tage

31 Lasttilfælde Nationalt Anneks vridningsfølsomme konstruktioner Tag med udkragninger: a) μ = μ 1 b) 61 Lasttilfælde Nationalt Anneks vridningsfølsomme konstruktioner Vridningsfølsom konstruktion: eks. på lastsituation μ = μ

32 EN : Vindlast 63 Characteristic peak wind velocities 64 32

33 Meteorological predictions Where an execution stage design prescribes limiting climatic conditions, or weather window, the characteristic climatic actions should be determined taking into account: -Duration of the execution stage, -The reliability of meteorological predictions, -Time to organise protection measures. 65 Wind load on roof elements 66 33

34 34 67 Structural factor ) ( 7 1 ) ( 2 1 ) ( 7 1 ) ( 7 1 ) ( 7 1 ) ( 2 1 B z I R B z I k c z I B z I c z I R B z I k c c s v s v p d s v s v s s v s v p d s = + + = = 68 Background factor procedure 2 2 ) ( ) ( 2 ) ( 2 ) ( = z s L h z s L b z s L h z s L b B

35 Signboards 69 35