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文档简介

1、NA 005-08-19 AA N 55欧洲标准NORME EUROPÉENNE EUROPÄiSCHE NORM2007年2月ICS 91.010.30; 91.080.10取代ENV 1993-5:1998标准英文版欧洲规范 3-钢结构设计-第 5 部分:桩基Eurocode 3 - Calcul des structures en acier - Partie 5:Pieux et palplanchesEurocode 3 - Bemessung und Konstruktion vonStahlbauten - Teil 5: Pfähle und Sp

2、undwände本欧洲标准于2006年6月12日通过欧洲标准化委员会(CEN)审批。CEN成员均须遵守CEN/CENELEC内部条例,其条款规定了此欧洲标准在不做任何变更的前提下即与各国具有同等效力的条件。若要索取有关的最新目录和参考书目,可向CEN管理中心或任何CEN成员国提出申请。本欧洲标准有三种官方版本(英文版、法文版和德文版)。任何由CEN成员国负责翻译成本国语言的版本在向CEN管理中心备案之后,即具有与官方版本相同的地位。CEN成员为各国机构,奥地利、时、保加利亚、塞浦路斯、捷克、丹麦、爱、芬兰、法国、德国、希腊、匈牙利、冰岛、爱尔兰、意大利、拉脱维亚、立陶宛、卢森堡、马耳

3、他、荷兰、挪威、波兰、葡萄牙、罗马尼亚、斯洛伐克、斯洛文尼亚、西班牙、瑞典、英国。和欧洲标准化委员会管理中心地址:rue de Stassart, 36 B-1050 Brussels© 2007 CENCEN 成员国保留在全球范围内以或参考编号 EN 1993-5:2007: E方式进行使用的所利。EN 1993-5: 2007 (E)目录页码前言5欧洲规范计划相关背景5欧洲规范的地位和应用领域6执行欧洲规范的.6欧洲规范和统一技术规范之间的(EN 和 ETA)7EN 1993-5 标准的具体附加.7EN 1993-5 的版附录81概述91.11.21.31.41.51.61.71

4、.81.9适用范围9标准性参考文件10假设11原则和适用规则之间的差别11定义11符号11.13术语13板桩坐标轴的规定222设计基础232.12.22.32.42.52.62.7概述23承载能力极限状态标准23正常使用极限状态标准24工地勘测和土体参数24分析24试验辅助设计26沉桩能力263材料特性283.13.23.33.43.53.63.73.83.9概述28承重桩28热轧钢板桩28钢板桩29用作支腰支撑的型钢29连接装置29用作锚杆的钢构件29用于组合墙的钢构件29断裂韧性304耐久性314.1 概述314.2 承重桩的耐久性要求322EN 1993-5: 2007 (E)4.3 板

5、桩的耐久性要求334.4 设计用腐蚀速率335承载能力极限状态365.15.25.35.45.5基础36板桩36承重桩51高模量墙53组合墙536正常使用极限状态566.16.26.36.4基础56挡土墙的位移56承重桩的位移56钢板桩结构方面的问题567锚杆、支腰梁、支撑和连接件587.17.27.37.4概述58锚固装置58支腰支撑60连接件608施工688.18.28.38.48.5概述68钢板桩68承重桩68锚固装置68支腰梁、支撑和连接件68A 【标准性】-薄壁钢板桩69A.1A.2A.3A.4A.5A.6A.7概述69设计基础70材料和横截面特性70局部屈曲73横截面的抗力75计算

6、辅助设计79试验辅助设计80B 【资料性】-薄壁钢板桩试验82B.1B.2B.3B.4B.5概述82单跨梁试验82中间支承试验83双跨梁试验84试验结果评定85C 【资料性】-钢板桩设计指导原则873EN 1993-5: 2007 (E)C.1 承载能力极限状态下板桩横截面的设计87C.2 正常使用极限状态90D【资料性】-组合墙的主要.92D.1D.2的工字钢92的管桩94用作主要用作主要4EN 1993-5: 2007 (E)前言本欧洲标准EN 1993-5欧洲规范3:钢结构设计:第5部分-桩基由CEN/TC250“欧洲结构规范”技术委员会编制,其处由BSI监管。CEN/TC250对所有欧

7、洲结构规范负责。通过相同文本的或确认,最迟在2007年8月之前,本欧洲标准应具有与应最迟于2010年3月废止。同等效力,而与之相的本欧洲规范取代ENV 1993-5:1998。根据CEN/CENELEC内部条例,下列的时、保加利亚、塞浦路斯、捷克、丹麦、爱机构必须执行此欧洲标准:奥地利、芬兰、法国、德国、希腊、匈牙利、冰岛、爱尔兰、意大利、拉脱维亚、立陶宛、卢森堡、马耳他、荷兰、挪威、波兰、葡萄牙、罗马尼亚、斯洛伐克、斯洛文尼亚、西班牙、瑞典、和英国。欧洲规范计划相关背景1975年,欧共体委员会在条约第95条的基础上确定了建设领域的一项行动计划。该计划旨在消除行业的技术壁垒并统一技术规范。在此

8、行动计划中,欧洲委员会首先建立一套统一的建设工程设计的技术规则。此技术规则在第一阶段作为各成员国现行规则的一种替代方案,并将最终取代各成员国的现行规则。在成员国代表指导委员会的帮助下,欧洲委员会用15年的时间制定了欧洲规范计划,于20世纪80年代诞生了第一套欧洲规范。,欧洲委员会、欧盟成员国和欧洲贸易联盟根据欧盟委员会和CEN之间的协议1,决定通过一系列将欧洲规范的编制和任务移交给CEN,以便使其在将来具备欧洲标准(EN)的地位。这实际上将欧洲规范与理事会及欧委会所有与欧洲标准相规定和指令(如:理事会的CPD)指令89/106/EEC和理事会的公共工程和服务指令93/37/EEC、92/50/

9、EEC、89/440/EEC及等效的欧洲贸易联盟用以建立内部市场的指令)起来。欧洲结构规范计划以下标准,通常由几个部分组成:EN 1990欧洲规范:结构设计基础EN 1991欧洲规范1:结构上的作用EN 1992欧洲规范2:混凝土结构设计EN 1993欧洲规范3:钢结构设计EN 1994欧洲规范4:钢于混凝土组合结构设计EN 1995欧洲规范5:木结构设计1欧共体委员会和欧洲标准化委员会(CEN)之间有关和土木工程设计欧洲规范(BC/CEN/03/89)工作的协定。5EN 1993-5: 2007 (E)EN 1996欧洲规范6:砌体结构设计EN 1997欧洲规范7:岩土工程设计EN 1998

10、欧洲规范8:结构抗震设计EN 1999欧洲规范9:铝结构设计欧洲规范标准确认每个成员国监管部门的责任,并保障其确定规定安全事项的各项数值(因)的权利。欧洲规范的地位和应用领域欧盟各成员国和欧洲贸易联盟承认欧洲规范作为参考文件,用于下列用途:-作为证明和土木工程符合理事会指令 89/106/EEC 的基本要求的一种,尤其是基本要求 N°1力学抗力和性以及基本要求 N°2火灾下的安全性;-作为确定工程及相关工程服务合同的基础;-作为制定统一技术规范的框架(EN 和 ETA)。标准2性质不同,但就其对工程本身而言,欧洲规范与CPD第12尽管欧洲规范条所述的解释性文件3有直接。因此

11、,从事标准工作的CEN技术委员会和/或EOTA工作组必须充分考虑到因欧洲规范所产生的技术问题,以期实现这些技术规范与欧洲规范的完全一致。欧洲规范标准各种传统和新型的日用整体结构和部件设计,提供了共同的结构设计规则。未具体涉及独特的形式或设计条件,若有上述情况,设计者需另行咨询建议。执行欧洲规范的执行欧洲规范的应CEN的欧洲规范(所有附录)的全部文本,前面是国家版的标题页和版前言,最后可加上版附录(资料性)。版的附录(资料性)可能只包含欧洲规范中留待各国自行选择的参数,即确定参数,这些参数将用于有关拟进行的和土木工程的设计,即:2根据CPD第3.3条的规定,基本要求(ER)在解释性文件中应有具体

12、内容,以在基本要求和之间建立必要的联系EN和ETAG/ETA。3根据CPD第12条的规定,解释性文件应:(a)通过统一术语和技术基础,并在必要时指出各要求的类别或级别,来给出具体的基本要求;(b)说明将这些类别或级别的要求与技术规范相的,如计算和检验的、项目设计的技术规则等;(c)作为建立统一标准和欧洲技术审批指南的参考。实际上,欧洲规范在整个基本要求1和部分基本要求2的范围内发挥了相似的作用。6EN 1993-5: 2007 (E)-欧洲规范中给出的各种备用分项系数值和/或级别;-欧洲规范中只给出符号之处要用到的值;-各成员国特定的地理和气候数据,如:雪图;-欧洲规范中给出了替代时所使用的。

13、-非性补充资料的参考,以协助用户使用欧洲规范。(EN 和 ETA)欧洲规范和统一技术规范之间的的统一技术规范和工程的技术规则4之间有必要保持一致。此外,所有与欧洲规范的的CE标记一同出现的应明确地说明所考虑的是哪些确定参数。EN 1993-5 标准的具体附加EN 1993-5标准给出了有关钢板桩和承重桩的设计规则,用以对EN 1993-1中的充。规则进行补EN 1993-5标准旨在与以下标准共同使用:欧洲规范EN 1990-结构设计、EN 1991-结构上的作用以及EN 1997标准-岩土工程设计第1部分上述文件中已涉及的内容不再赘述。EN 1993-5的目标使用者为:-起草设计相关标准、试验

14、标准和执行标准的委员会;-客户(例如,为确定其具体要求);-设计和施工;-相关监管部门。建议将分项系数和其他参数的数值作为提供合格安全等级的基值。这些数值是在工艺和质量管理水平的情况下选择出来的。适用适当已编制出附录A和B,用以对EN1993-1-3标准中有关第4类钢板桩的规定进行补充。附录C给出了钢板桩支护结构的塑性设计指南。附录D给出了一套潜在可行的组合墙主要设计规则。有规范未涉及的岩土工程设计,应参照EN 1997中的相关规定。4见CPD 第 3.3 条和第 12 条,以及解释性文件 N°1 的第 4.2 条、4.3.1 条、4.3.2 条和 5.2 条。7EN 1993-5:

15、 2007 (E)EN 1993-5 的版附录本标准提供了替代、数值和类别建议并在各国可自行做出选择之处给出备注。因此,执行EN1993-5的应有一个包含全部确定参数的版附录,用于各有关即将施工的和土木工程的设计。EN 1993-5标准中的下列条款各国自行进行选择:3.7 (1)3.9 (1)P5.2.2(13)5.2.5(7)7.2.3(2)7.4.2(4)4.4 (1)5.5.4(2)A.3.1(3)5.1.1(4)6.4 (3)B.5.4(1)5.2.2(2)7.1 (4)D.2.2(5)8EN 1993-5: 2007 (E)1 概述1.1 适用范围(1)EN 1993 的第 5 部分

16、给出了有关钢制承重桩和板桩结构设计的原则和应用规则。(2)EN 1993 的第 5 部分还给出了基础和挡土墙的构造示例。(3)适用于:-水上土木工程用钢桩基础;-钢桩工程所需的临时或永久性结构;-由钢板桩的临时或永久性支护结构(各类组合墙)。(4)不适用于:-近海平台;-系缆桩。(5)EN 1993 的第 5 部分也混凝土灌注钢桩的应用规则。(6)引起的地层效应,参见 EN 1998。未涉及特殊抗震设计要求。有关(7)同样给出了有腰梁、支撑和锚固装置的设计条款,见第 7 节。(8)第 5 和 6 节中给出了使用 1、2 和 3 类横截面的钢板桩的设计,而附录 A 则涵盖了 4 类横截面钢板桩的

17、设计。注:附录B中了第4类板桩试验的内容。(9)弯曲 U 型桩和直腹板式钢板桩的设计骤,参见 EN 10248。运用了从试验中得出的设计抗力。有关试验步(10)未涉及岩土工程方面的内容,相关问题,参见 EN 1997。(11) 第 4 节中给出了关于在桩基设计中考虑腐蚀作用的规定。(12) 第 5.2 节考虑了 EN1993-1-1 第 5.4.3 节中所述的塑性整体分析。注:附录C中给出了考虑塑性整体分析的钢板桩墙的设计指南。(13) 第 5 节中给出了承载能力极限状态下组合墙的设计,主要的通用设计条款。注:附录D中给出了用作主要的管桩和工字型钢的设计指南。9EN 1993-5: 2007

18、(E)1.2 标准性参考文件本欧洲标准以注明日期或未注明日期的参考文件的形式将其它物发布的规定包含在内。本文中在适当的地方了这些标准性参考文件,并在下面列出了这些物。对于注明了日期的参考文件,仅在通过修改或修订将这些物的后续修改或修订包含在本欧洲标准中之后,方可将其用于此欧洲标准。对于未注明日期的参考文件,只适用所涉及的最新版本EN 1990欧洲规范:结构设计基础EN 1991欧洲规范1:结构上的作用EN 1992欧洲规范2:混凝土结构设计EN 1993欧洲规范3:钢结构设计第1.1部分:规则:规则和规则;第1.2部分:规则:结构防火设计;第1.3部分:规则:薄壁型钢构件和薄板的补充规则;第1

19、.5部分:规则:板式构件;第1.6部分:规则:壳体结构的强度和性第1.8部分:规则:节点设计第1.9部分:规则:疲劳第1.10部分:规则:材料韧性和全厚度特性第1.11部分:规则:带钢制受拉部件的结构的设计EN 1994欧洲规范4:钢与混凝土组合结构设计EN 1997欧洲规范7:岩土工程设计EN 1998欧洲规范8:结构抗震设计;EN 10002金属材料;拉伸试验;EN 10027钢材标示法;EN 10210非合金细晶粒结构钢制热轧中空结构型材;EN 10219非合金细晶粒结构钢制中空结构型材;EN 10248非合金钢制热轧板桩;EN 10249非合金钢制板桩;EN 1536特殊岩土工程施工钻

20、孔桩;EN 1537特殊岩土工程施工地锚;EN 12063特殊岩土工程施工板桩墙;10EN 1993-5: 2007 (E)EN 12699特殊岩土工程施工打入桩;EN 14199特殊岩土工程施工微型桩;EN 10045金属材料;冲击试验;EN 1090-2钢结构和铝结构的施工,第2部分:钢结构的技术要求。1.3 假设(1) 除 EN 1990 中的假设外,还适用如下假设:钢桩和钢板桩的安装和符合 EN 12699、EN 14199 和 EN 12063 的规定。1.4 原则和适用规则之间的差别(1) P 应参照 EN 1990 第 1.4 节的规定。1.5 定义在本标准中,如下定义适用:1.

21、5.1 基础桩及其可能的桩帽的部分工程。1.5.2 支护结构一种挡土墙、类似材料和/或水,及(相)支护体系(例如,锚固装置)的。1.5.3 土层-结构的相互作用变形对土层和基础或支护结构的相互影响。1.6 符号(1) 除 EN 1993-1-1 中给出的符号外,还使用了如下主要符号:c钢板桩腹板的斜高,见图 5-1;腹板的倾角,见图 5-1。(2) 除 EN1993-1-1 中给出的下标外,还使用了如下下标:11EN 1993-5: 2007 (E)red折减。(3)除 EN1993-1-1 中给出的符号外,还使用了如下主要符号:Av剪切投影面积,见图 5-1;FEd锚杆拉力的设计值;FQ,E

22、d拟由板桩桩头抵抗的整体屈曲产生的附加水平力,用以考虑非侧移屈曲模式假设,见图 5-4;Ft,Rd锚杆的设计抗拉承载力;Ft,Ed围堰向拉力的设计值;Ft,ser规格荷载状态下锚杆内的轴力;Fta,Ed围堰的弧形格的设计拉力;Ftc,Ed围堰的共用隔墙内的设计拉力;Ftg,Rd锚杆的设计抗拉承载力;Ftm,Ed围堰的主格的设计拉力;Fts,Rd简单直腹板式钢板桩的设计抗拉承载力;Ftt,Rd锚杆螺纹的设计抗拉承载力;Rc,Rd板桩对局部横向力的设计抗力;Rtw,Rd板桩腹板对局部横向力进入的设计抗拉承载力;RVf,Rd缘对局部横向力进入的设计抗剪承载力;m,Ed作用于围堰的主格的内设计值;ra

23、围堰的弧形格孔的初始半径;rm围堰的主格孔的初始半径;tf钢板桩的公称翼缘厚度;tw钢板桩的公称腹板厚度;B考虑 U 型桩截面模量可能出现的折减(由锁口内的不充分剪力传递引起)的系数;D考虑 U 型桩抗弯可能出现的折减(由锁口内的不充分剪力传递引起)的系数;R考虑直腹板式钢板桩的锁口抗力的系数;T考虑承载能力极限状态下焊接接合板桩性能的系数;o,I考虑由管的椭圆变形引起的绕墙轴的截面惯性矩折减的系数;P考虑水压差对横向局部板弯曲的影响的系数。(4)其它的符号在其首次出现地方给出定义。12EN 1993-5: 2007 (E)1.7(1) 应按照 ISO 1000 的要求使用国际制。(2) 建议

24、在计算中使用如下:力和荷载:kN、kN/m、kN/m2; 质量:kg/m3;重量:kN/m3;和强度: N/mm2(MN/m2 或 MPa);-弯矩:kNm;-kNm。扭矩:1.8 术语在本标准中,使用如下术语:注: 图1-1图1-10仅为示例,其目的在于帮助读者理解所用术语的措辞意义。未详尽示例,所列示例不代表任何优选构造。1.8.1 锚固装置用于说明挡土墙背面锚固系统的通用术语,例如,锚定桩、锚板或锚定隔板、螺旋型地锚、地锚、锚桩和扩桩体。有关锚杆和板桩墙之间的连接示例,参见图1-1。1.8.2锚定墙指性取决于板桩打入地面的深度以及一层或多层锚杆的墙。1.8.3承重桩是指并入物基础或土木工

25、程的结构构件(空心型、H型、十字形或X型横截面),用于抵抗轴向或拉力、和横向(剪)力(见表1-1)。通过基座承载力或表面摩擦或二者的结合来达到承压强度。1.8.4 支撑是指垂直于挡土墙正面或与其成一角度的撑杆,用于支撑墙体并通常与支腰梁连接(见图1-2)。13EN 1993-5: 2007 (E)1.8.5 悬臂墙是指性仅取决于钢板桩打入地面的深度的墙。1.8.6围堰是指由直腹板式型材的围堰,其具有的互锁抗拉强度足以抵抗填土径向引起的格孔墙中的环向拉力(见图1-3)。这些格孔通过填土的自重获得性。两种基本类型的围堰为:-圆形格孔的围堰:这种围堰由通过较小直径弧拱连在一起的单个大直径格孔(见图

26、1- 4a);-横隔板格孔的围堰:这种围堰由通过垂直于围堰轴线的横隔板连在一起的两列圆弧拱(见图 1- 4b)。1.8.7组合墙是指由主要和次要的挡土墙。主要通常为钢管桩、工字型钢或组合式桩,这些沿着墙的长度均匀隔开。次要是指安装在主要间隙中的各类钢板桩,这些元件通过互锁装置连接(见图1-5)。1.8.8 双 U 型桩是指带有一个弯曲或焊接共用锁口的两个有螺纹的单U形板桩,其锁口用于传递剪力。1.8.9 沉桩能力是指在无有害影响的情况下将板桩或承重桩打入地层至所需贯入深度的能力。1.8.10 打桩是指将桩安装到地层内所需深度的各种,如锤击打桩、振动、挤压或螺旋、或者综合使用这些或其他。1.8.

27、11 高模量墙是指由几何形状相同的互锁钢构件成,以获得高截面模量。的高强度挡土墙。这些构件可由型材(见图1-6)构14EN 1993-5: 2007 (E)1.8.12 锁口是指通过拇指和手指这种构造或类似构造来使相邻构件连接,从而形成连续墙的钢板桩或其它薄板的部分。锁口可分为:-式:非弯曲或焊接式螺纹锁口;-弯曲式:已通过弯曲点进行力学连接的螺纹单桩的锁口;-焊接式:已通过连续焊或间断焊进行力学连接的螺纹单桩的锁口。1.8.13 错列墙是指特殊的板桩墙结构,此结构中单桩的布置方式要么用于提高板桩墙的惯性矩(见图1-7中的示例),要么用于适应特殊用途(见图1-8中的示例)。1.8.14 桩联接

28、器擦套,用于加长钢管桩或X形桩。是指一种1.8.15 支撑墙是指性取决于板桩打入地面的深度以及一层或多层支撑的挡土墙。1.8.16 护桩或主桩墙支挡桩或主桩墙由相隔一定距离打入的竖向桩(主桩、支护或竖桩),用于支承中间水平构件(木板、板材或支拱板条),见图1-9。主桩或支护桩可为轧制或焊接工字型材、管状型材或箱形型材。1.8.17钢桩是指非圆形由两件或两件以上纵向连续或间断焊接在一起的热轧型钢)(见表1-1)。1.8.18 钢管桩是指通过无缝、纵向或螺旋焊接工艺形成的圆形横截面桩(见表1-1)。15EN 1993-5: 2007 (E)1.8.19 钢板桩是指板桩墙的单个钢构件。表1-2中给出

29、了第5部分涵盖的钢板桩类型:Z板桩、U板桩和直腹板型材钢板桩;有成型板桩,见附录A中的表A-1。Z形桩的锁口位于板桩墙最外缘构造上,而U形和直腹板型材钢板桩的锁口则位于挡土墙的轴线上。1.8.20 钢板桩墙是指通过锁口的螺纹连接而形成连续墙的板桩隔板。1.8.21 T 形连接件是指通过较小直径弧拱(见图1-3)连接两个围堰的特殊构件(见图1-10)。1.8.22 三 U 型桩是指由带有两个弯曲或焊接共用锁口的三个螺纹单U型桩的板桩,其锁口用于传递剪力。1.8.23 支腰梁是指通常由钢或钢筋混凝土制成的水平梁,其固定在挡土墙上并用于将设计支承拉杆或撑杆内。墙传递到16EN 1993-5: 200

30、7 (E)表1-1承重钢桩的横截面示例表1-2钢板桩17横截面类型单桩双桩Z形型材U形型材直腹板型材注:关于锁口的构造,应参考EN 10248的规定。横截面类型典型图例空心型(示例),见备注H型X型注:关于施工细节,应参考EN 12699和EN 14199的规定。EN 1993-5: 2007 (E)A 拉杆;C 板桩;B 垫板;D 支腰梁图1-1锚杆和板桩墙之间的连接示例A 支腰梁;B 撑杆图1-2 支撑示例18EN 1993-5: 2007 (E)A T形连接;B 内;C 环向拉力图1-3围堰a)由圆形格孔的结构b)由横隔板格孔的结构图1-4 格结构示例19EN 1993-5: 2007

31、(E)A 主要;B 次要图1-5组合墙示例A BC焊接至工字型钢的板桩; 工字型钢;焊接至工字型钢的连接件图1-6 高模量墙示例20EN 1993-5: 2007 (E)A焊接到一个双桩上的连接件;B 弯曲锁口图1-7 U形型材的错列墙示例图1-8 Z形型材的错列墙示例A 支拱板条、木板、板材;B 竖桩、主桩或支护桩图1-9 竖桩墙示例21EN 1993-5: 2007 (E)a) 栓接b) 焊接图1-10 T形连接示例1.9 板桩坐标轴的规定(1)对于板桩,使用如下坐标轴规定:-情况下:-x x为桩的纵轴;-y y为平行于挡土墙的横截面轴;-z z为其它横截面轴;-必要时:-u u为距离挡土

32、墙平面最近的主轴(不与y-y轴重合的情况下);-v v为其它主轴(不与z-z轴重合的情况下)。注: 本规定区别于EN1993-1-1中使用的坐标轴规定。因此,交互参照第1.1部分的规定时,需特别注意。22EN 1993-5: 2007 (E)2 设计基础2.1 概述(1)P 关于承重桩和板桩的设计(支腰梁、支撑和锚固装置的设计),EN 1990 的相关规定适用,但本文件中给出不同规定的情况除外。(2)下文中给出了有关承重桩和板桩设计的特别规定,以满足正常使用和承载能力极限状态下的耐久性要求。(3)应按照 EN 1997-1 的规定确定地面的承压强度。(4)P 应考虑所有设计情形,施工和使用的各

33、阶段,见 EN 1990。(5)结构设计中应考虑承重桩和板桩的沉桩能力,见 2.7。(6)除非另有规定(见 EN 1990),否则,本文件中给出的规定同等适用于临时和永久结构。(7)下文对相承重桩和挡土墙进行了区分。(8)有腰梁、支承、连接件和锚杆的规定,参见第 7 节。2.2 承载能力极限状态标准(1)P 应考虑如下承载能力极限状态标准:a)土层破坏引起的破坏(超过了土层的承载力);b)结构破坏;c)土层破坏和结构破坏的组合。注: 因挖方产生的变形可能会导致相邻结构的破坏。如果相邻结构易受到变形的影响,则可此项目给出该情形的处理建议。(2)应按照 EN 1997-1 的规定进行与承载能力极限

34、状态标准有验证。(3)据设计情形,对下述一种或多种结构破坏模式进行验证:-对于承重桩:-弯曲和/或轴起的破坏;-总体弯曲屈曲引起的破坏(考虑地面和连接处的支承结构提供的约束);-加载点处的局部破坏;-疲劳。-对于挡土墙:23EN 1993-5: 2007 (E)-弯曲和/或轴起的破坏;-总体弯曲屈曲引起的破坏(考虑土层提供的约束);-总体弯曲引起的局部屈曲;-加载点处的局部破坏(例如,腹板断裂);-疲劳。2.3 正常使用极限状态标准(1)除非另有规定,否则,应考虑如下正常使用极限状态标准:-对于承重桩:-与支承结构相配所需的竖向沉降或水平位移的限度;-与直接连接到承重桩或与其承重桩相邻的结构相

35、配所需的振动限度。-对于挡土墙:-与挡土墙自身的正常使用性能相配所需的变形限度;与直接连接到挡土墙本身或与挡土墙本身相邻的结构相配所需的水平位移、竖向沉降或振动的限度。(2)应各项目,根据 EN 1990 的规定考虑(1)中给出的、与作用组合相限值。(3)的限值。EN 1997-1 中给出了确定这些极限如果相关,应各项目确定由相邻结构值的指导准则。注: 正常使用极限状态标准可为设计用标准。2.4 工地勘测和土体参数(1) P据 EN 1997 所述的土工调查确定土体和/或回填土参数。2.5 分析2.5.1 概述(1)整体分析,以确定整体或部分结构上的作用效应(内力和、应变和位移)。应在必要的地

36、方,例如,加载点、连接处等,对结构进行额外的局部分析。(2)宜使用理想化的几何形状、结构性能和土体性能来进行分析设计情形选择理想化值。(3)除了设计易受到变化效应影响的情况外,可基于几何数据的公称值来评估桩基础和板桩墙内的作用效应。24EN 1993-5: 2007 (E)(4) 应通过 EN1993-1-2 和 EN1991-1-2 的规定来考虑结构防火设计。2.5.2 作用评估(1)如果相关,应考虑 EN 1991 中所述的作用,否则,应些作用。项目、通过与客户商定来确定这(2)对于桩基础,应按照 EN 1997-1 的规定评估地面垂直或横向移动(例如,下拉等)引起的作用。(3)应通过使用

37、按 EN 1997-1 的规定选择的模型来评估穿过土层传递到结构中的作用,或者,应各项目来确定,并与客户商定。(4)必要时,应考虑因温度随时间变化或因 EN 1991 中未规定的特殊荷载而产生的作用效应。注1: 如果温度可能出现很大变化,则可能必须考虑撑杆之类构件上的温度效应。设计中可规定出措施,以减小温度变化的影响。注2: 特殊荷载示例如下:-坠落物或翻斗引起的荷载;挖掘机和起重机造成的荷载;-外加荷载,如泵、引道、中间撑杆、材料台架或钢筋束的堆放引起的荷载。(5)除非另有规定,否则,对于承受来自道路或铁道的荷载的挡土墙,可使用从桥梁模型中得出的此类荷载(例如,均布荷载)的简化模型,见 EN

38、 1991-2。2.5.3 结构分析2.5.3.1 概述(1)应使用 EN 1997-1 中规定的适当的土层-结构模型来进行结构分析。(2)根据设计情形,可将锚杆模拟成简单支承或弹簧。(3)如果连接件对内力和的分布产生较大影响,则应在结构分析中考虑这些连接件。2.5.3.2 承载能力极限状态(1) 对桩基础的承载能力极限状态进行的结构分析可基于正常使用极限状态所用的相同模型。(2) 若需要考虑意外情形,则可基于塑性模型,同时基桩中的作用效应。整体结构和土层-结构相互作用来评估注: 意外情形示例:船舶碰撞桥墩。25EN 1993-5: 2007 (E)(3) 应基于承载能力极限状态验证所用的相关

39、破坏模式,并使用 2.5.3.1(1)中确定的土层-结构相互作用模型来评估板桩挡土墙中的作用效应。2.5.3.3 正常使用极限状态(1) 对于板桩挡土墙及桩基础,整体分析应基于结构的线弹性模型及 2.5.3.1(1)中确定的土层-结构相互作用模型。(2) 应证明,正常使用荷载未导致结构中出现塑性变形。2.6 试验辅助设计2.6.1 概述(1) 应满足 EN 1990、EN1993-1-1 和 EN 1997-1 中给定的试验辅助设计通用规定。注:EN 1990的附录D中给出了通过试验确定设计承载力的指导原则。2.6.2 承重桩(1) 有关承重桩的试验准则,应参考 EN 1997-1、EN 12

40、699 和 EN 14199 的规定。2.6.3 钢板桩(1) 在工程施工期间(例如,在采用挖掘中作出的假设进行验证。的情况下),可通过现场试验分阶段对板桩设计(2) 有关施工期间计算模式和设计变更的校准,应参考 EN 1997-1 的规定。2.6.4 锚固装置(1) 应遵照 EN 1997-1、EN 1537 和 EN1993-1-11 中给定的适用于锚固装置的试验辅助设计通用规定。2.7 沉桩能力(1) P 在设计所有桩(承重桩或板桩)时,应考虑到将桩安装至所需贯入深度的实际情况。应参考 EN 12063、EN 12699 和 EN 14199 的规定。(2) 应结合安装和拔出桩所用打桩的

41、效能、以及打桩(打桩参数)来选择桩的类型、和构造,以适应必须将桩打入贯穿的地面的条件。26EN 1993-5: 2007 (E)(3)如果在安装过程中使用桩尖、加劲肋或减摩剂协助打桩或或降阻剂对使用条件下桩的性能的影响。,则应考虑桩尖、加劲肋27EN 1993-5: 2007 (E)3 材料特性3.1 概述(1)P EN 1993 第 5 部分应用于由符合 3.23.9 中所述标准的钢材制成的钢桩和钢制挡土墙的设计。(2)本文件也可用于其他结构钢,但是,要有充分的资料证明相关设计和规则适用的合理性。试验程序和试验评估应符合 EN 1993-1-1 第 2 节以及 EN 1990 的规定,并且试

42、验要求应与 3.23.9 中提到的相关标准中给定的要求一致。(3)P 再利用和次等桩应至少符合设计中规定的有关几何和材料特性的要求,并且应完好无损,不含可能影响强度和耐久性的有害物质。3.2 承重桩(1) 有关钢材特性,应参考 EN1993-1-1 的规定。(2) 有关钢板桩制成的钢桩的特性,参见 3.3 或 3.4 的规定。3.3 热轧钢板桩(1)P 热轧钢板桩应符合 EN 10248 的规定。(2)可从表 3-1 中得出热轧钢板桩的屈服强度 fy 和极限抗拉强度 fu 的公称值,其为10248-1 中给定的最小值。EN(3)关于延性要求,应参考 EN1993-1-1 第 3.2.2 节的规

43、定。注:表3-1中列出的为满足这些要求的合格的钢材等级。表3-1 符合EN 10248-1规定的热轧钢板桩屈服强度 fy 和极限抗拉强度fu 的公称值28EN 10027中命名的钢材fy N/mm2fu N/mm2S240 GP S270 GP S320 GP S355 GP S390 GPS430 GP240270320355390430340410440480490510EN 1993-5: 2007 (E)3.4钢板桩(1)P钢板桩应符合 EN 10249 的规定。(2)可从表 3-2 中得出符合EN 10249-1 规定的度 fu 的公称值。钢板桩的基本屈服强度 fyb 和极限抗拉强注

44、: 基本屈服强度 fyb 为用于的碱性钢的公称屈服强度。(3)关于延性要求,应参考 A.3.1 的规定。表3-2 符合EN 10249-1规定的钢板桩基本屈服强度 fyb 和极限抗拉强度 fu 的公称值3.5 用作支腰支撑的型钢(1) 关于用作支腰支撑的钢材的特性,应参考 EN1993-1-1 第 3.1 和 3.2 节的规定。3.6 连接装置(1) 关于螺栓、螺母和垫圈以及焊接耗材的特性,应参考 EN1993-1-8 的规定。3.7 用作锚杆的钢构件(1)关于由具有规定最小屈服强度 fy,spec(不应大于 fy,spec,max)的高强度钢制成的锚杆,应参考EN 1537 的规定。fy,s

45、pec,max=500 N/mm2。fy,spec,max 的值。建议注:版附录中可给出(2)关于由非高强度钢制成的锚杆的材料特性,应参考 EN1993-1-1 第 3.2.1、3.2.2 节以及 EN1993-5 第 3.9 节的规定。3.8 用于组合墙的钢构件(1)P用作组合墙主要的特殊工字型钢的钢材特性应符合 EN 10248 的规定。(2)P的钢管应符合 EN 10210 或 EN 10219 的规定。用作组合墙主要(3)用作组合墙主要的组合式箱型桩的钢材特性应满足 3.2 中给出的要求。29EN 10027中命名的钢材fyb N/mm2fu N/mm2S235 JRC S275 JR

46、CS355 JOC235275355340410490EN 1993-5: 2007 (E)(4) 用于组合墙的次要的钢材特性应分别满足 3.3 或 3.4 中给出的要求。(5) P 板桩的热轧连接装置应符合 EN 10248 的规定。3.9 断裂韧性(1)P 材料应具有足够的韧性,以避免出现在结构设计使用温度下的脆性断裂。范围内预期会出现的最低使用注:版附录中可给出应考虑到的最低使用温度。(2)对于翼缘厚度不超过 25mm 的板桩,如果最低使用温度不低于 -30°C,则可使用具有表3-3 中所给定的T27J值的钢材。注1:关于其它情况,可参考EN1993-1-10的规定。注2:T2

47、7J 值是指产生导致V形缺口试样断裂所需的冲击能量KV(T)(大于27焦耳)时的试验温度。关于试验细节,见EN 10045。表3-3:确定钢桩断裂韧性的试验温度T27J30屈服强度 fy N/mm2240270320355390430T27J 值对于最低使用温度:-15°C35°35°35°15°15°15°对于最低使用温度:-30°C20°20°20°0°0°0°注:1) 如果受拉翼缘中 孔眼(如,用于安装锚杆),则应通过使用折减后的屈服强度或有效横截面

48、面积来考虑横截面抗力的折减。2) 已在不考虑动态效应的条件下, 最低使用温度和翼缘厚度不大于 25mm 的情况计算了这些值。对于翼缘厚度为 25 <tf 30 mm 的情况,如果最低使用温度为 -15,表中给出的有关T27J 的值应折减 5°;如果最低使用温度为 -30,应折减 10°。3) 如果预计要在温度低于-10的硬土层中打桩,则材料可能必需满足更高的韧性要求。EN 1993-5: 2007 (E)4 耐久性4.1 概述(1)P 如果拟预计钢材厚度会出现止腐蚀影响的措施。损耗,则据钢构件周围的介质的侵蚀性,来考虑防(2)如果在设计中拟通过折减厚度来考虑腐蚀性,应参考 4.4 的规定。(3)应考虑如下措施,用于延长结构使用:-将附加的钢材厚度用作腐蚀裕度;-静态预留量;-使用保护涂层(通常通过上漆、灌浆或镀锌);-使用阴极保(带或不带保护涂层);-在高腐蚀性区域中提供混凝土、砂浆或保护层。(4)如果规定的设计使用长于涂层保护效应的持续时间,则在进行正常使用和承载能力极限状态验证时,应考虑剩下的设计使用期间出现的厚度损耗

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