SVENSK STANDARD SS-EN 1993-1-7:2007 Fastställd/Approved: 2007-05-04 Publicerad/Published: 2015-06-11 Utgåva/Edition: 1 Språk/Language: svenska/swedish ICS: 91.010.30; 91.070.03; 91.070.80; 91.080.10 Eurokod 3: Dimensionering av stålkonstruktioner Del 1-7: Plana plåtkonstruktioner med transversallast Eurocode 3: Design of steel structures Part 1-7: Plated structures subject to out of plane loading
Standarder får världen att fungera SIS (Swedish Standards Institute) är en fristående ideell förening med medlemmar från både privat och offentlig sektor. Vi är en del av det europeiska och globala nätverk som utarbetar internationella standarder. Standarder är dokumenterad kunskap utvecklad av framstående aktörer inom industri, näringsliv och samhälle och befrämjar handel över gränser, bidrar till att processer och produkter blir säkrare samt effektiviserar din verksamhet. Delta och påverka Som medlem i SIS har du möjlighet att påverka framtida standarder inom ditt område på nationell, europeisk och global nivå. Du får samtidigt tillgång till tidig information om utvecklingen inom din bransch. Ta del av det färdiga arbetet Vi erbjuder våra kunder allt som rör standarder och deras tillämpning. Hos oss kan du köpa alla publikationer du behöver allt från enskilda standarder, tekniska rapporter och standardpaket till handböcker och onlinetjänster. Genom vår webbtjänst e-nav får du tillgång till ett lättnavigerat bibliotek där alla standarder som är aktuella för ditt företag finns tillgängliga. Standarder och handböcker är källor till kunskap. Vi säljer dem. Utveckla din kompetens och lyckas bättre i ditt arbete Hos SIS kan du gå öppna eller företagsinterna utbildningar kring innehåll och tillämpning av standarder. Genom vår närhet till den internationella utvecklingen och ISO får du rätt kunskap i rätt tid, direkt från källan. Med vår kunskap om standarders möjligheter hjälper vi våra kunder att skapa verklig nytta och lönsamhet i sina verksamheter. Vill du veta mer om SIS eller hur standarder kan effektivisera din verksamhet är du välkommen in på www.sis.se eller ta kontakt med oss på tel 08-555 523 00. Standards make the world go round SIS (Swedish Standards Institute) is an independent non-profit organisation with members from both the private and public sectors. We are part of the European and global network that draws up international standards. Standards consist of documented knowledge developed by prominent actors within the industry, business world and society. They promote cross-border trade, they help to make processes and products safer and they streamline your organisation. Take part and have influence As a member of SIS you will have the possibility to participate in standardization activities on national, European and global level. The membership in SIS will give you the opportunity to influence future standards and gain access to early stage information about developments within your field. Get to know the finished work We offer our customers everything in connection with standards and their application. You can purchase all the publications you need from us - everything from individual standards, technical reports and standard packages through to manuals and online services. Our web service e-nav gives you access to an easy-to-navigate library where all standards that are relevant to your company are available. Standards and manuals are sources of knowledge. We sell them. Increase understanding and improve perception With SIS you can undergo either shared or in-house training in the content and application of standards. Thanks to our proximity to international development and ISO you receive the right knowledge at the right time, direct from the source. With our knowledge about the potential of standards, we assist our customers in creating tangible benefit and profitability in their organisations. If you want to know more about SIS, or how standards can streamline your organisation, please visit www.sis.se or contact us on phone +46 (0)8-555 523 00
Europastandarden EN 1993-1-7:2006 gäller som svensk standard. Standarden fastställdes 2007-05-04 som SS-EN 1993-1-7:2007 och har utgivits i engelsk språkversion. Detta dokument återger EN 1993-1-7:2006 i svensk språkversion. De båda språkversionerna gäller parallellt. SS-EN 1993-1-7:2007, utgåva 1 och SS-ENV 1993-1-7, utgåva 1, gäller parallellt längst till 2010-03-30. I denna standard är dokumentet EN 1993-1-7:2007/AC:2009 är inarbetat. The European Standard EN 1993-1-7:2006 has the status of a Swedish Standard. The standard was 2007-05-04 approved and published as SS-EN 1993-1-7:2007 in English. This document contains a Swedish language version of EN 1993-1-7:2006. The two versions are valid in parallel. SS-EN 1993-1-7:2007, edition 1 and SS-ENV 1993-1-7, edition 1, are valid for and run parallel longest to 2010-03-30. In this standard the document EN 1993-1-7:2007/AC:2009 is incorporated. Nationellt förord Flera länder, däribland Sverige, har av olika anledningar frångått principen att publicera de nationella valen i eurokodernas NA-bilagor. I Sverige är det Boverket och Transportstyrelsen som beslutar om och publicerar de nationella valen, se http://www.boverket.se och http://www.transportstyrelsen.se/pbl. Copyright/Upphovsrätten till denna produkt tillhör SIS, Swedish Standards Institute, Stockholm, Sverige. Användningen av denna produkt regleras av slutanvändarlicensen som återfinns i denna produkt, se standardens sista sidor. Copyright SIS, Swedish Standards Institute, Stockholm, Sweden. All rights reserved. The use of this product is governed by the end-user licence for this product. You will find the licence in the end of this document. Upplysningar om sakinnehållet i standarden lämnas av SIS, Swedish Standards Institute, telefon 08-555 520 00. Standarder kan beställas hos SIS Förlag AB som även lämnar allmänna upplysningar om svensk och utländsk standard. Information about the content of the standard is available from the Swedish Standards Institute (SIS), telephone +46 8 555 520 00. Standards may be ordered from SIS Förlag AB, who can also provide general information about Swedish and foreign standards. Standarden är framtagen av kommittén för Stål- och aluminiumkonstruktioner samt samverkanskonstruktioner i stål och betong, SIS/TK 188. Har du synpunkter på innehållet i den här standarden, vill du delta i ett kommande revideringsarbete eller vara med och ta fram andra standarder inom området? Gå in på www.sis.se - där hittar du mer information.
EUROPASTANDARD EUROPEAN STANDARD NORME EUROPÉENNE EUROPÄISCHE NORM Provläsningsexemplar / Preview EN 1993-1-7 April 2007 ICS 91.010.30; 91.080.10 Ersätter ENV 1993-1-7:1999 Svensk version Eurokod 3 : Dimensionering av stålkonstruktioner - Del 1-7: Plana plåtkonstruktioner med transversallast Eurocode 3 - Calcul des structures en acier - Partie 1-7:Résistance et stabilité des structures en plaques planeschargées hors de leur plan Eurocode 3 - Design of steel structures - Part 1-7: Platedstructures subject to out of plane loading Eurocode 3 - Bemessung und Konstruktion vonstahlbauten - Teil 1-7: Plattenförmige Bauteile mitquerbelastung Denna standard är den officiella svenska versionen av EN 1993-1-7:2007. För översättningen svarar SIS. Denna Europastandard antogs av CEN den 12 juni 2006. CEN-medlemmarna är förpliktade att följa fordringarna i CEN/CENELECs interna bestämmelser som anger på vilka villkor denna Europastandard i oförändrat skick ska ges status som nationell standard. Aktuella förteckningar och bibliografiska referenser rörande sådana nationella standarder kan på begäran erhållas från CENs centralsekretariat eller från någon av CENs medlemmar. Denna Europastandard finns i tre officiella versioner (engelsk, fransk och tysk). En version på något annat språk, översatt under ansvar av en CENmedlem till sitt eget språk och anmäld till CENs centralsekretariat, har samma status som de officiella versionerna. CENs medlemmar är de nationella standardiseringsorganen i Belgien, Cypern, Danmark, Estland, Finland, Frankrike, Grekland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, Nederländerna, Norge, Polen, Portugal, Rumänien, Schweiz, Slovakien, Slovenien, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland, Ungern och Österrike. CEN European Committee for Standardization Comité Européen de Normalisation Europäisches Komitee für Normung Management Centre: Avenue Marnix 17, B-1000 BRUSSELS 2007 CEN All rights of exploitation in any form and by any means reserved worldwide for CEN national Members Ref. Nr. EN 1993-1-7:2007 Sv
Innehåll Förord 3 1 Allmänt... 4 1.1 Omfattning... 4 1.2 Normativa hänvisningar... 4 1.3 Termer och definitioner... 5 1.4 Beteckningar... 7 2 Grundläggande dimensioneringsregler... 9 2.1 Krav... 9 2.2 Principer för dimensionering i gränstillstånd... 9 2.3 Laster... 10 2.4 Dimensionering genom provning... 10 3 Materialegenskaper... 10 4 Beständighet... 10 5 Bärverksanalys... 10 5.1 Allmänt... 10 5.2 Spänningsresultanter i plåten... 11 6 Brottgränstillstånd... 16 6.1 Allmänt... 16 6.2 Plastiskt gränstillstånd... 16 6.3 Cyklisk plasticering... 17 6.4 Bärförmåga för buckling... 18 7 Utmattning... 19 8 Bruksgränstillstånd... 19 8.1 Allmänt... 19 8.2 Deformationer ut ur planet... 19 8.3 Stora vibrationer... 19 Bilaga A (informativ) Analysmetoder för dimensionering av plåtkonstruktioner... 20 A.1 Allmänt... 20 A.2 Linjärelastisk plattanalys (LA)... 20 A.3 Geometriskt olinjär analys (GNA)... 20 A.4 Materiellt olinjär analys (MNA)... 21 A.5 Geometriskt och materiellt olinjär analys (GMNA)... 21 A.6 Geometriskt olinjär elastisk analys med imperfektioner (GNIA)... 21 A.7 Geometriskt och materiellt olinjär analys med imperfektioner (GMNIA)... 21 Bilaga B (informativ) Inre spänningar i oavstyvade rektangulära plattor enligt teori för små deformationer... 22 B.1 Allmänt... 22 B.2 Beteckningar... 22 B.3 Jämnt fördelad last... 22 B.4 Centrisk lokal last... 26 Bilaga C (informativ) Inre spänningar i oavstyvade rektangulära plattor enligt teori för stora deformationer... 28 C.1 Allmänt... 28 C.2 Beteckningar... 28 C.3 Jämnt fördelad last över hela plattans yta... 28 C.4 Centrisk lokal last... 34 Sida 2
Förord Denna Europastandard EN 1993-1-7, Eurokod 3: Dimensionering av stålkonstruktioner: Del 1-7 Plana plåtkonstruktioner med transversallast, har utarbetats av den tekniska kommittén CEN/TC 250 "Structural Eurocodes". Sekretariatet hålls av BSI. CEN/TC 250 är ansvarig för alla Eurokoder. Denna Europastandard skall ges status som nationell standard, antingen genom publicering av en identisk text eller genom ikraftsättning senast i oktober 2007. Motstridande nationella standarder skall upphävas senast i mars 2010. Denna Europastandard ersätter ENV 1993-1-7. Enligt CEN/CENELECs interna bestämmelser skall följande länder fastställa denna Europastandard: Belgien, Bulgarien, Cypern, Danmark, Estland, Finland, Frankrike, Grekland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, Nederländerna, Norge, Polen, Portugal, Rumänien, Schweiz, Slovakien, Slovenien, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland, Ungern och Österrike. Nationell bilaga till EN 1993-1-7 Denna standard innehåller alternativa metoder, värden och rekommendationer med anmärkningar som anger var nationella val kan behöva göras. Den nationella standard som inför EN 1993-1-7 bör därför innehålla en nationell bilaga som anger alla nationellt valda parametrar som skall tillämpas vid dimensionering av stålkonstruktioner som skall uppföras i det aktuella landet. Nationella val är tillåtna i EN 1993-1-7 i följande avsnitt: 6.3.2(4) 3
1 Allmänt 1.1 Omfattning (1)P EN 1993-1-7 ger dimensioneringsregler för konstruktion av oavstyvade och avstyvade plåtar som ingår i plåtkonstruktioner som silos, cisterner och behållare som är belastade med laster ut ur planet. Den är avsedd att användas tillsammans med EN 1993-1-1 och relevanta tillämpningsstandarder. (2) I detta dokument definieras dimensioneringsvärden för bärförmåga: partialkoefficienter för bärförmåga kan hämtas från nationella bilagor till relevanta tillämpningsstandarder. Rekommenderade värden ges i de relevanta tillämpningsstandarderna. (3) Denna standard behandlar dimensioneringskrav för brottgränstillstånd för: plastisk kollaps; cyklisk plasticering; buckling; utmattning. (4) Regler för bärverkets jämvikt (glidning, lyftning, stjälpning) ingår inte i denna standard, men behandlas i EN 1993-1-1. Särskilda överväganden för specifika tillämpningar kan återfinnas i de relevanta tillämpningsdelarna av EN 1993. (5) Reglerna i denna standard avser komponenter i plåtkonstruktioner som kan vara avstyvade eller oavstyvade. Dessa komponenter kan vara enskilda plåtar eller utgöra delar av en plåtkonstruktion. De är belastade med laster ut ur planet. (6) För verifiering av oavstyvade och avstyvade plåtkonstruktioner belastade med laster i plåtens plan hänvisas till EN 1993-1-5. I EN 1993-1-7 ges regler för interaktion mellan effekter av laster i planet respektive ut ur planet. (7) För dimensionering av kallformade profiler och profilerad plåt hänvisas till EN 1993-1-3. (8) Det temperaturintervall inom vilket reglerna i denna standard kan tillämpas anges i de relevanta tillämpningsdelarna av EN 1993. (9) Reglerna i denna standard avser bärverk tillverkade och uppförda i enlighet med utförandeföreskrifterna i EN 1090-2. (10) Vindlaster och massflöden bör behandlas som kvasi-statiska laster. För utmattning ska dynamiska effekter beaktas enligt EN 1993-1-9. Spänningsresultanter orsakade av dynamiska effekter behandlas i denna del som kvasi-statiska. 1.2 Normativa hänvisningar (1) Denna Europastandard inkorporerar genom daterade eller odaterade hänvisningar bestämmelser från andra nedan förtecknade publikationer. Dessa normativa hänvisningar anges på de platser i texten där bestämmelserna skall tillämpas. För daterade hänvisningar gäller senare publicerade tillägg, ändringar eller reviderade utgåvor vid användning av denna Europastandard endast när de har inkorporerats i denna genom tillägg, revidering eller reviderad utgåva. För odaterade hänvisningar gäller senaste utgåvan. EN 1993 Eurocode 3: Design of steel structures: Part 1.1: Part 1.3: General rules and rules for buildings Cold-formed members and sheeting 4
Part 1.4: Part 1.5: Part 1.6: Part 1.8: Part 1.9: Part 1.10: Part 1.12: Part 4.1: Part 4.2: Stainless steels Plated structural elements Strength and stability of shell structures Design of joints Fatigue strength of steel structures Selection of steel for fracture toughness and through-thickness properties Additional rules for the extension of EN 1993 up to steel grades S700 Silos Tanks 1.3 Termer och definitioner (1) Reglerna i EN 1990, avsnitt 1.5, gäller. (2) Följande termer och definitioner gäller i tillägg till de som används i EN 1993-1-1: 1.3.1 1.3.1.1 Bärverksutformning och geometri Plåtkonstruktion Ett bärverk uppbyggt av nominellt plana plåtar som är sammanfogade. Plåtarna kan vara avstyvade eller oavstyvade, se Figur 1.1. Förklaring 1 Tväravstyvning (genomgående eller sluten) 2 Plåtkonstruktion 3 Längsavstyvningar (öppna eller slutna) 4 Plåtkomponenter 5 Plåtfält Figur 1.1: Komponenter i en plåtkonstruktion 5
1.3.1.2 Plåtkomponent En plåtkomponent är en plan plåt som kan vara oavstyvad eller avstyvad. En plåtkomponent bör betraktas som en enskild del av en plåtkonstruktion. 1.3.1.3 Avstyvning En plåt eller profil fäst till plåten i syfte att förhindra buckling av plåten eller förstärka den mot lokala laster. En avstyvning benämns: längsgående om dess längsriktning sammanfaller med lasternas huvudriktning i det bärverkselement avstyvningen är fäst till. tvärgående om dess längsriktning är vinkelrätt lasternas huvudriktning i det bärverkselement avstyvningen är fäst till. 1.3.1.4 Avstyvad plåt Plåt med tvärgående och/eller längsgående avstyvningar. 1.3.1.5 Plåtfält Oavstyvad plåt omgiven av avstyvningar eller, på ett liv, av flänsar och/eller avstyvningar eller, på en fläns, av liv och/eller avstyvningar. 1.3.2 1.3.2.1 Terminologi Plastisk kollaps En brottmod i brottgränstillstånd där bärverket förlorar sin förmåga att bära ökad last på grund av utveckling av en plastisk mekanism. 1.3.2.2 Dragbrott En brottmod i brottgränstillstånd där brott i plåten orsakas av dragning. 1.3.2.3 Cyklisk plasticering Där upprepad plasticering orsakas av cykler av pålastning och avlastning. 1.3.2.4 Buckling Där bärverket förlorar sin stabilitet under tryck- och/eller skjuvbelastning. 1.3.2.5 Utmattning Där cyklisk belastning orsakar sprickbildning eller brott. 1.3.3 1.3.3.1 Laster Laster ut ur planet Laster som påförs vinkelrätt plåtkomponentens medelyta. 1.3.3.2 Laster i planet Laster som påförs parallellt med plåtkomponentens yta. De orsakas av lasteffekter i planet (till exempel temperatur eller friktion) eller av globala laster som belastar plåtkonstruktionen. 6
1.4 Beteckningar (1) I tillägg till de symboler som tillämpas i EN 1990 och EN 1993-1-1 används följande beteckningar: (2) Membranspänningar i rektangulära plattor, se Figur 1.2: σ mx är membrannormalspänningen i x-riktningen på grund av membrannormalspänningsresultanten per breddenhet n x ; σ my är membrannormalspänningen i y-riktningen på grund av membrannormalspänningsresultanten per breddenhet n y ; τ mxy är membranskjuvspänningen på grund av membranskjuvspänningsresultanten per breddenhet n xy. d x dy τ mx y n x σ mx τ m y x n y σ my Figur 1.2: Membranspänningar 3) Böj- och skjuvspänningar i rektangulära plattor på grund av böjning, se Figur 1.3: σ bx är spänningen i x-riktningen på grund av böjmoment per breddenhet m x ; σ by är spänningen i y-riktningen på grund av böjmoment per breddenhet m y ; τ bxy är skjuvspänningen på grund av vridmomentet per breddenhet m xy ; τ bxz τ byz är skjuvspänningen på grund av tvärkraft per breddenhet q x kopplad till böjning; är skjuvspänningen på grund av tvärkrafter q y kopplad till böjning. 7