Dansk Betonforening april 2007 - · PDF file• Eurocode 0: Projekteringsgrundlag for bærende konstruktioner. ... 2006 • Sikkerhedsniveau lig sikkerhedsniveau i reviderede konstruktionsnormer

1

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 410.

2

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 58

2

3

EN 1990 & EN 1991

Eurocode 0:• EN 1990: Basis of Structural Design

Eurocode 1: Actions on Structures:• EN 1991-1-1: Densities, self-weight, imposed loads for buildings• EN 1991-1-2: Fire• EN 1991-1-3: Snow loads• EN 1991-1-4: Wind actions• EN 1991-1-5: Thermal actions• EN 1991-1-6: Actions during execution• EN 1991-1-7: Accidental actions from impact and explosions

• EN 1991-2: Traffic loads on bridges• EN 1991-3: Actions induced by cranes and machinery• EN 1991-4: Actions in silos and tanks

4

Nationale standarder, der implementerer EurocodesNationale standarder vil indeholde:

• Eurocodens tekst

• evt. en national forside og et nationalt forord

• et nationalt anneks

3

5

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.

6

EN 1990 & EN 1991Regningsmæssige værdier for lasterBestemmelse af regningsmæssige lasteffekter:Gd (ρ, γG) permanent lastQk (v, s, t, γQ, ψ) variabel last

Sikkerheds elementer[National beslutning]:ψ kombinations faktorerγG,γQ partialkoefficienter

Regionale klimaparametre mm.[National beslutning]:ρ densitet, geometriv vindhastigheds snelastt trafik

Wind load Snow load

Sustainedload

Transient load

Wind load Snow load

Sustainedload

Transient loadPermanent load

Wind load Snow load

Sustainedload

Transient load

Wind load Snow load

Sustainedload


4

7

EN 1992, EN 1993, …Regningsmæssige værdier for bæreevnerBestemmelse af regningsmæssige materialeparametre og bæreevner:

materialeparameter

bæreevne

Sikkerheds elementer[National beslutning]:γm,γM partialkoefficienter

m

kd

XXγ

=

( )M

dkd aXRRγ1,=

8

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 2008

5

9

Nationale valg i Eurocodes

antalEN 1990: Basis of Structural Design 7

EN 1991-1-1: Imposed loads,… 10EN 1991-1-2: Actions on structures exposed to fire 10EN 1991-1-3: Snow loads 23EN 1991-1-4: Wind actions 51EN 1991-1-7: Accidental actions 37

EN 1992-1-1: Design of concrete structures 120EN 1993-1-1: Design of steel structures 25EN 1994-1-1: Design of composite steel and concrete structures 19EN 1995-1-1: Design of timber structures 12EN 1996-1-1: Design of masonry structures 13EN 1997-1-1: Geotechnical design 40

10

Den Europæiske sikkerhedsnorm EN 1990 – Basis of structural designEN 1990 – Projekteringsgrundlag for konstruktioner

• Oversigt • Lastkombinationer• Partialkoefficienter• DK Nationalt anneks

6

11

Indhold EN 19901 Generelt2 Krav3 Principper for grænsetilstandsprojektering4 Grundlæggende variable5 Analyse af konstruktioner og projektering understøttet af forsøg6 Eftervisning ved partialkoefficientmetoden

6.1 Generelt6.2 Begrænsninger6.3 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 konstruktionssikkerhedAnneks C (informative) Grundlag for fastsættelse af partialkoefficienter og

sikkerhedsanalyseAnneks D (informative) Projektering understøttet af forsøg

12

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.

7

13

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 konsekvenseraf lokal svigt

• Seismiske dimensioneringstilfælde - vandret masselast

14

Grundlæggende variable – LasterKarakteristisk værdier

Permanente laster: Gk• hvis variationen af G er lille (COV < 5-10%) anvendes en enkelt værdi Gk• hvis variationen af G er stor anvendes to værdier:

– øvre værdi Gk,sup (95% fraktil) – nedre værdi Gk,inf (5% fraktil)

8

15

Grundlæggende variable – LasterVariable laster:• Karakteristisk værdi Qk (98% fraktil i fordeling af årlig max last

– 50 år returperiode)Andre repræsentative værdier:• kombinationsværdi ψ0Qk

• hyppig værdi ψ1Qk (overskrides i 1% af referenceperioden)• kvasi-permanent værdi ψ2Qk (overskrides i 50% af referenceperioden)

16

Grundlæggende variable – Materialer

Karakteristisk værdi for styrkeparameter Xk

• 5% fraktilværdi = Xk,inf eller• 95% fraktilværdi = Xk,sup

Værdier af styrkeparametrekan bestemmes ud fra forsøg – anneks D ( = anneks A i DS409:2006)

Xk,inf μ Xk,sup

9

17

Projektering understøttet af forsøgProjektering 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

18

Regningsmæssige lastværdierRegningsmæssig lastværdi:

Fk karakteristiske værdiFrep repræsentative værdi af lastenγf partialkoefficient for lastenψ = ψ0 , ψ1 eller ψ2

repfd FF γ=

⎩⎨⎧

=k

krep F

FF

ψ

10

19

Regningsmæssige styrkeparametre

Xk karakteristisk værdi for materiale eller produkt egenskabη konverterings faktor

- størrelses effekter- effekter fra fugt, temperatur, mm.

γm partialkoefficient

m

kd

XXγ

η=

20

Regningsmæssig bæreevneModel 1:

γR partialkoefficient (beregningsmodel + geometriske afvigelser)R(.) beregningsmodel

Simplifikation:

hvor γM,i = γm,i γR

Model 2: (anvendes f.eks. hvor bæreevne findes på basis af forsøg)

γM partialkoefficient for bæreevneRk karakteristisk værdi af bæreevne – anneks A

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛= ,...,1

2,

2,2

1,

1,1

m

k

m

k

Rd

XXRR

γη

γη

γ

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛= ,...,

21

2,2

1,1

M

k

M

kd

XXRR

γη

γη

M

kd

RRγ

=

11

21

Konsekvensklasser – Nat. Anneks

22

Brudgrænsetilstande

EQU: tab af statisk ligevægt af konstruktionen eller dele afdenne, 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

STR: indvendigt svigt eller meget store deformationer afkonstruktionen eller konstruktionsdele, herunderfundamenter, pæle, kældervægge, osv. • styrken af konstruktionsmaterialerne er bestemmende

GEO: svigt eller meget store deformationer af jorden• jordbundens styrke er væsentlig for tilvejebringelsen af bæreevnen

FAT: udmattelsessvigt af konstruktionen eller konstruktionsdele

12

23

BrudgrænsetilstandeSTR – GEO:

EQU:

24

Brudgrænsetilstande

Eftervisning af statisk ligevægt - EQU

Sd,dst ≤ Sd,stb

Sd,dst regningsmæssig værdi af virkningen af destabiliserende kræfterSd,stb regningsmæssig værdi af virkningen af stabiliserende kræfter

Eftervisning af tilstrækkelig bæreevne – STR / GEO

Sd ≤ Rd

Sd regningsmæssig værdi af lastvirkningen som fx snitkraft, moment Rd regningsmæssig værdi af den tilsvarende bæreevne

13

25

BrudgrænsetilstandeKombination af laster – Nationalt valg mellem A, B og C:A: (6.10)eller

B: (6.10a) permanent last dominerende

B: (6.10b) variabel last dominerende

ellerC: som B, men ingen

variabel last i (6.10a)

ξ Reduktionsfaktor

DK valg: C

"...""""" "" "" 3,3,02,2,01, 321++++= kQkQkQkGd QQQGS ψγψγγγ

"...""" "" "" "" 3,3,02,2,01,1,0 321++++= kQkQkQkGd QQQGS ψγψγψγγ

"...""" "" "" "" 3,3,02,2,01, 321++++= kQkQkQkGd QQQGS ψγψγγξγ

26

Brudgrænsetilstande – Nationalt AnneksKombination af laster - vedvarende eller midlertidige dimensioneringstilfældeSTR/GEO:

LK 2.A

LK 2.B

EQU:LK 2.C

"...""""""""" 3,3,02,2,01, 321++++= kQkQkQkGd QQQGS ψγψγγγ

kGd GS γ""=

"...""""""""" 3,3,02,2,01, 321++++= kQkQkQkGd QQQGS ψγψγγγ

14

27

BrudgrænsetilstandeKombination af laster - ulykkes designsituationer

(6.11b)

G permanent lastQJ variabel last nr. JAd ulykkeslastψ lastkombinationsfaktor

( ) ..."""" eller """""" 3,3,22,2,21,1,21,1 +++++= kkkdkd QQQAGS ψψψψ

28

AnvendelsesgrænsetilstandeKombination af laster

Karakteristisk kombination:• irreversible grænsetilstande

Ofte forekommende kombination• reversible grænsetilstande

Kvasi-statisk kombination• langtids effekter og udseende

..."""""""" 3,3,02,2,01, ++++= kkkkd QQQGS ψψ

..."""""""" 3,3,22,2,21,1,1 ++++= kkkkd QQQGS ψψψ

..."""""""" 3,3,22,2,21,1,2 ++++= kkkkd QQQGS ψψψ

Wind load Snow load

Sustainedload

Transient load

Wind load Snow load

Sustainedload


Wind load Snow load

Sustainedload

Transient load

Wind load Snow load

Sustainedload


15

29

Lastkombinationsfaktorer - anbefalede

30

Lastkombinationsfaktorer – Nat. Anneks

16

31

Partialkoefficienter EQU – Nat. Anneks

32

Brudgrænsetilstande – EQU - eksempel

EQU:

17

33

Brudgrænsetilstande – EQU - eksempel

EQU ?

34

Partialkoefficienter STR – Nat. Anneks

18

35


36


NOTE 3 – De karakteristiske værdier af alle permanente laster fra en enkelt kilde multipliceres med γGj,sup, hvis den samlede resulterende lastvirkning er ugunstig, og med γGj,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

37

Partialkoefficienter FAT – Nat. AnneksRegningsmæssige 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.

38

Anvendelsesgrænsetilstande – Nat. Anneks

20

39


40


21

41


42

Projekteringskontrol – Nat. AnneksProjekteringskontrol: som i DS409:2006

22

43

Inspektion under udførelse – Nat. Anneks

44

RobusthedÅrsager til svigt:• Ekstrem høj last / ekstrem lav styrke: sker meget sjældent

(sandsynlighed for svigt pr år ca. 10-5 )

• Andre årsager:– Projekteringsfejl– Udførelsesfejl– Nedbrydning af kritiske konstruktionsdele

→Robusthedskrav = krav i DS409:2006 i Nationalt Anneks

Nørresundby, DenmarkApril 2006

23

45

EN 1991-1-1: Nyttelaster –karakteristiske værdier – Nat. anneks

46

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

24

47

Nyttelaster – Eksempel

48


25

49


50


LK 2A: STR (6.10b)LK 2B: STR (6.10a)LK 2C: EQU

26

51


52


27

53


54


28

55


56

Snelast på jorden: sk

DK: sk = 0.9 kN/m2

EN 1991-1-3: Snelast

29

57

Snelast på tageFormfaktorer for tage

58

Snelast på tage - lastarrangementerPulttage

30

59

Snelast på tage - lastarrangementerSaddeltage

Case (i): ingen driver – jævnt fordeltCase (ii): driver – vind fra venstreCase (iii): driver – vind fra højre

60

Lasttilfælde – Nationalt Anneks– vridningsfølsomme konstruktionerKonstruktioner 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 denfrie del af snelasten.

Dette lastarrangement undersøges også for pult tage og andre typer af tage.

31

61

Lasttilfælde – Nationalt Anneks– vridningsfølsomme konstruktionerTag med udkragninger:a)

μ = μ1

b)

62

Lasttilfælde – Nationalt Anneks– vridningsfølsomme konstruktionerVridningsfølsom konstruktion: eks. på lastsituation

μ = μ1

32

63

EN 1991-1-4: Vindlast

64

Characteristic peak wind velocities

33

65

Meteorological predictions

Where an execution stage design prescribeslimiting climatic conditions, or weatherwindow, 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.

66

Wind load on roof elements

34

67

Structural factor

2

22

2

22

)(71

)(21

)(71)(71

)(71)(21

BzI

RBzIkc

zIBzIc

zIRBzIk

cc

sv

svpd

sv

svs

sv

svpds

⋅⋅+

+⋅⋅⋅+=

⋅+⋅⋅+

=

⋅+

+⋅⋅⋅+=

68

Background factor – procedure 2

2

)()(

2

)(

2

)(2

31

12

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+++

=

szL

h

szL

b

szL

h

szL

b

B

35

69

Signboards

Documents

Dansk Betonforening april 2007 - · PDF file• Eurocode 0: Projekteringsgrundlag for bærende konstruktioner. ... 2006 • Sikkerhedsniveau lig sikkerhedsniveau i reviderede konstruktionsnormer