prEN 1993-4-1
(Main)Eurocode 3 - Design of steel structures - Part 4-1: Silos
Eurocode 3 - Design of steel structures - Part 4-1: Silos
1.1 Scope of EN 1993 4 1
(1) prEN 1993 4 1 provides rules for the structural design of steel silos of circular or rectangular plan-form, being free-standing (on ground) or supported on a structural framework (elevated).
(2) prEN 1993 4 1 is applicable to silos constructed from isotropic rolled plates that are stiffened or unstiffened, from corrugated sheeting that is stiffened or unstiffened and from flat or corrugated plates assembled into box structures of different geometries. It applies to vertical walls, hoppers, roof structures, transition junctions and support structures.
(3) prEN 1993 4 1 does not apply to storage vessels for silage and haylage, or to the storage of materials that are not free-flowing (see EN 1991 4). This Part 4-1 also does not cover:
- resistance to fire;
- cylindrical silos with internal subdivisions;
- internal structures within a single silo (except for internal ties, as defined in 12.5);
- silos with capacity less than 100 kN (10 tonnes);
- hoppers that are supported on a structural framework;
- cases where special measures are necessary to limit the consequences of accidents.
(4) This document is applicable to silos within the following dimensional limits (see EN 1991-4):
- Silo aspect ratio hb/dc < 10
- Silo total height hb < 70 m
- Silo equivalent diameter dc < 60 m
NOTE These dimensional limitations are more limited than those of EN 1991-4 which also applies to silos constructed from other materials.
(5) Where this standard applies to circular planform silos, the geometric form is restricted to axisymmetric structures, but unsymmetrical actions on them and supports that induce forces in the silo structure that are not axisymmetric are included.
(6) This part is concerned only with the requirements for resistance and stability of steel silos. For other requirements (such as operational safety, functional performance, fabrication and erection, quality control, details like man-holes, flanges, filling devices, outlet gates and feeders, etc.), see other relevant standards and information.
(7) This part is concerned with both isolated silo structures and silos that are connected to others to form a battery of silos, but throughout this document the term silo refers to a single cell within a battery.
(8) Provisions relating to special requirements of seismic design are provided in EN 1998 4, which complements or adapts the provisions of Eurocode 3 specifically for this purpose.
(9) The structural design of supporting structures for the silo are dealt with in EN 1993 1 1. The supporting structure is deemed to consist of all structural elements beneath the bottom flange of the lowest ring of the silo (see Figure 1.1), though information on some forms of support structure is given in Clause 8 of this document.
(10) Foundations in reinforced concrete for steel silos are dealt with in EN 1992 (all parts) and EN 1997 (all parts).
1.2 Assumptions
(1) Unless specifically stated, the provisions of EN 1990, EN 1991 (all parts) and EN 1993 1 (all parts) apply.
(2) The design methods given in EN 1993 4 1 are applicable if:
- the execution quality is as specified in EN 1090 2, and
- the construction materials and products used are as specified in the relevant parts of EN 1993 (all parts), or in the relevant material and product specifications.
Figure 1.1 - Terminology used in silo structures
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Eurocode 3 - Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 4-1: Silos
1.1 Anwendungsbereich zu EN 1993-4-1
(1) prEN 1993 4 1 enthält Regeln für die Tragwerksplanung von (auf dem Baugrund) freistehenden oder auf Rahmentragwerken aufgelagerten (aufgeständerten) Stahlsilos mit kreisförmigem oder rechteckigem Grundriss.
(2) prEN 1993 4 1 gilt für Silos aus isotropen Walzblechen mit oder ohne Versteifung, aus Profilblechen mit oder ohne Versteifung sowie aus Flach- oder Profilblechen, die zu Kastentragwerken unterschiedlicher Geometrien zusammengesetzt werden. prEN 1993 4 1 gilt für vertikale Wände, Trichter, Dächer, Abzweigungen und Tragkonstruktionen.
(3) prEN 1993 4 1 gilt weder für Lagerbehälter für Silage und Anwelksilage noch für die Lagerung von nicht frei fließenden Materialien (siehe EN 1991 4). Dieser Teil 4 1 deckt auch nicht Folgendes ab:
- Feuerwiderstandsfähigkeit (Brandschutz);
- zylindrische Silos mit inneren Unterteilungen;
- Innenkonstruktionen innerhalb eines einzelnen Silos (ausgenommen bei innen liegenden Zugankern nach 12.5);
- Silos mit einer Tragfähigkeit kleiner als 100 kN (10 Tonnen);
- auf einem Rahmentragwerk aufgelagerte Trichter;
- Fälle, in denen spezielle Maßnahmen zur Begrenzung von Schadensfolgen erforderlich sind.
(4) Dieses Dokument ist anwendbar auf Silos innerhalb der folgenden Maßgrenzen (siehe EN 1991 4):
- Verhältnis von Höhe zu Durchmesser des Silos hb/dc < 10
- Gesamthöhe des Silos hb < 70 m
- äquivalenter Durchmesser des Silos dc < 60 m
ANMERKUNG Diese Maßgrenzen sind enger gefasst als jene nach EN 1991 4, die auch für Silos aus anderen Baustoffen gelten.
(5) In den Abschnitten dieser Norm, die für Silos mit kreisförmigem Grundriss gelten, ist die geometrische Form zwar auf rotationssymmetrische Tragwerke beschränkt, diese können jedoch unsymmetrischen Einwirkungen ausgesetzt sein und Auflager enthalten, welche nicht rotationssymmetrische Kräfte in das Silobauwerk eintragen.
(6) Dieser Teil behandelt ausschließlich die Anforderungen an Tragwiderstand und Stabilität von Stahlsilos. Zu weiteren Anforderungen (z. B. an die Betriebssicherheit, Funktionstüchtigkeit, Herstellung und Montage, Qualitätskontrolle, Details wie Mannlöcher, Stutzen, Fülleinrichtungen, Austragsöffnungen, Förderanlagen usw.) siehe sonstige einschlägige Normen und Angaben.
(7) Dieser Teil behandelt sowohl einzeln stehende Silotragwerke als auch Silos, die mit anderen zu einer Batterie verbunden sind; in dieser gesamten Norm bezieht sich jedoch der Begriff Silo auf eine einzelne Zelle innerhalb einer Silobatterie.
(8) Bestimmungen für die speziellen Anforderungen der Bemessung gegen Erdbeben sind in EN 1998 4 enthalten, wodurch die Bestimmungen nach Eurocode 3 speziell für diesen Zweck ergänzt oder angepasst werden.
(9) Die Tragwerksplanung von Tragkonstruktionen für Silos wird in EN 1993 1 1 behandelt. Als zur Tragkonstruktion gehörend werden alle tragenden Bauteile unterhalb des Untergurtes des untersten Silorings (siehe Bild 1.1) angesehen, wobei Abschnitt 8 dieses Dokuments Angaben zu einigen Formen von Tragkonstruktionen enthält.
(10) Stahlbetonfundamente für Stahlsilos werden in EN 1992 (alle Teile) und EN 1997 (alle Teile) behandelt.
1.2 Voraussetzungen
(1) Sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, gelten die Bestimmungen nach EN 1990, EN 1991 (alle Teile) und EN 1993 1 (alle Teile).
(2) Die in EN 1993 4 1 angegebenen Bemessungsverfahren sind anwendbar, wenn:
- die Qualität der Ausführung den Festlegungen nach EN 1090 2 entspricht; und
- die verwendeten Baustoffe und Bauprodukte den Festlegungen nach den maßgebenden Teilen von EN 1993 (alle Teile) oder nach den maßgebenden Baustoff- und Produktspezifikationen entsprechen.
Eurocode 3 - Calcul des structures en acier - Partie 4-1: Silos
1.1 Domaine d'application de l'EN 1993 4 1
(1) Le prEN 1993 4 1 fournit des règles relatives aux calculs structuraux des silos en acier de forme circulaire ou rectangulaire, qu'ils soient autoportants (au sol) ou soutenus par une ossature structurale (surélevés).
(2) Le prEN 1993 4 1 est applicable aux silos construits à partir de tôles laminées isotropes raidies ou non, de tôles ondulées raidies ou non et de plaques planes ou ondulées assemblées dans des structures en caisson de différentes géométries. Il est applicable aux parois verticales, aux trémies, aux structures de toit, aux zones de transition et aux structures porteuses.
(3) Le prEN 1993 4 1 n'est pas applicable aux récipients de stockage pour l'ensilage et l'ensilage préfané, ni au stockage de matières qui ne s'écoulent pas librement (voir l'EN 1991 4). La présente Partie 4-1 ne traite pas non plus les sujets suivants :
- la résistance au feu ;
- les silos cylindriques avec subdivisions internes ;
- les structures à l’intérieur d’une cellule de silo (à l'exception des tirants internes, tels que définis au paragraphe 12.5) ;
- les silos d'une capacité inférieure à 100 kN (10 tonnes) ;
- les trémies qui reposent sur une ossature structurale ;
- les cas où des mesures particulières sont nécessaires pour limiter les conséquences d'accidents.
(4) Le présent document est applicable aux silos dont les dimensions se situent dans les limites suivantes (voir EN 1991-4) :
- rapport de forme du silo hb/dc < 10 ;
- hauteur totale du silo hb < 70 m ;
- diamètre équivalent du silo dc < 60 m.
NOTE Ces limites dimensionnelles sont plus restreintes que celles de l'EN 1991-4 qui est applicable également aux silos construits à partir d'autres matériaux.
(5) Lorsque la présente norme est applicable aux silos de forme circulaire en plan, la forme géométrique est limitée aux structures axisymétriques, mais des actions non symétriques sur celles-ci et des appuis qui induisent des forces dans la structure du silo qui ne sont pas axisymétriques sont inclus.
(6) La présente partie ne concerne que les exigences relatives à la résistance et à la stabilité des silos en acier. Pour d’autres exigences (telles que la sécurité opérationnelle, la performance fonctionnelle, la fabrication et le montage, le contrôle qualité, les détails tels que les trous d'homme, les brides, les dispositifs de remplissage, les vannes de sortie et les alimentateurs, etc.), voir d’autres normes et informations pertinentes.
(7) La présente partie concerne à la fois les silos isolés et les silos reliés à d'autres pour former une batterie de silos, mais dans le présent document, le terme silo fait référence à une seule cellule au sein d'une batterie.
(8) Des dispositions concernant des exigences spéciales relatives au calcul sismique sont fournies dans l'EN 1998 4, qui complète ou adapte les dispositions de l'Eurocode 3 spécifiquement pour ce sujet.
(9) Les calculs structuraux des structures porteuses du silo sont traités dans l'EN 1993 1 1. La structure porteuse est considérée être constituée de tous les éléments structuraux situés sous la semelle inférieure de l’élément annulaire le plus bas du silo (voir Figure 1.1), bien que des informations sur certaines formes de structure porteuse soient données à l'Article 8 du présent document.
(10) Les fondations en béton armé pour les silos en acier sont traitées dans l'EN 1992 (toutes les parties) et l'EN 1997 (toutes les parties).
1.2 Hypothèses
(1) Sauf indication contraire, les dispositions de l'EN 1990, de l'EN 1991 (toutes les parties) et de l'EN 1993 1 (toutes les parties) s'appliquent.
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Evrokod 3 - Projektiranje jeklenih konstrukcij - 4-1.del: Silosi
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
SLOVENSKI STANDARD
01-junij-2024
Nadomešča:
SIST EN 1993-4-1:2007
Evrokod 3 - Projektiranje jeklenih konstrukcij - 4-1.del: Silosi
Eurocode 3 - Design of steel structures - Part 4-1: Silos
Eurocode 3 - Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten - Teil 4-1: Silos
Eurocode 3 - Calcul des structures en acier - Partie 4-1: Silos
Ta slovenski standard je istoveten z: prEN 1993-4-1
ICS:
65.040.20 Poslopja in naprave za Buildings and installations for
predelavo in skladiščenje processing and storage of
kmetijskih pridelkov agricultural produce
91.010.30 Tehnični vidiki Technical aspects
91.080.13 Jeklene konstrukcije Steel structures
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
DRAFT
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
EUROPÄISCHE NORM
March 2024
ICS 65.040.20; 91.010.30; 91.080.13 Will supersede EN 1993-4-1:2007
English Version
Eurocode 3 - Design of steel structures - Part 4-1: Silos
Eurocode 3 - Calcul des structures en acier - Partie 4-1: Eurocode 3 - Bemessung und Konstruktion von
Silos Stahlbauten - Teil 4-1: Silos
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Contents Page
European foreword . 5
0 Introduction . 6
1 Scope . 9
1.1 Scope of EN 1993-4-1 . 9
1.2 Assumptions . 10
2 Normative references . 11
3 Terms, definitions, symbols, sign conventions and units . 11
3.1 Terms and definitions . 11
3.2 Symbols used in Part 4.1 of Eurocode 3 . 15
3.3 Sign conventions . 20
4 Basis of design . 28
4.1 Basic requirements . 28
4.2 Units . 28
4.3 Silo classifications . 29
4.4 Verification by the partial factor method . 32
4.5 Actions and environmental effects . 33
4.6 Geometrical data . 33
4.7 Modelling of the silo for determining action effects . 34
4.8 Design assisted by testing . 34
4.9 Action effects for limit state verifications . 34
4.10 Durability . 34
4.11 Fire resistance . 34
5 Properties of materials . 34
5.1 General. 34
5.2 Structural steels . 35
5.3 Stainless steels . 35
5.4 Special alloy steels . 35
5.5 Toughness requirements . 35
6 Basis for structural analysis . 36
6.1 Ultimate limit states . 36
6.2 Serviceability limit states . 37
6.3 Analysis of the structure of a shell silo . 37
6.4 Analysis of the box structure of a plate assembly silo . 40
6.5 Analysis treatment of corrugated sheeting . 41
7 Ultimate limit state design of cylindrical shell walls . 44
7.1 Basis . 44
7.2 Distinctions between cylindrical shell forms . 45
7.3 Resistance of isotropic welded or bolted cylindrical walls . 46
7.4 Resistance of isotropic cylindrical walls under axial compression . 48
7.5 Resistance of isotropic cylindrical walls under external pressure, internal partial vacuum
and wind . 55
7.6 Interactions between axial compression, circumferential compression and membrane
shear in isotropic walls . 62
7.7 Isotropic walls under cyclic loads . 62
7.8 Resistance of isotropic walls with vertical stiffeners . 62
7.9 Resistance of horizontally corrugated cylindrical walls . 66
7.10 Vertically corrugated cylindrical walls with ring stiffeners . 75
7.11 Detailing for openings in cylindrical walls . 76
8 Support conditions for cylindrical walls . 78
8.1 Shell with its base fully supported . 78
8.2 Isotropic shell supported by a skirt . 78
8.3 Isotropic cylindrical shell wall with engaged columns . 78
8.4 Framework support beneath an isotropic walled silo . 79
8.5 Discretely supported isotropic cylindrical shell without a ring girder . 81
8.6 Discretely supported isotropic cylindrical shell with a ring girder . 82
8.7 Discretely supported isotropic cylindrical shell with an intermediate ring . 83
8.8 Discretely supported isotropic silo with columns beneath the hopper . 87
8.9 Local support details and ribs for load introduction in isotropic cylindrical walls . 87
8.10 Anchorage at the base of an isotropic walled silo . 89
8.11 Isotropic walled cylindrical shells with vertical stiffeners with the base fully supported 90
8.12 Corrugated stiffened cylindrical shells with the base fully supported . 90
9 Ultimate limit state design of isotropic conical hoppers. 91
9.1 Basis. 91
9.2 Isotropic hopper wall design . 91
9.3 Resistance of isotropic conical hoppers . 92
9.4 Considerations for special hopper structures . 99
10 Ultimate limit state design of transition junctions and supporting ring girders in circular
silos . 100
10.1 Basis. 100
10.2 Analysis of the transition junction . 103
10.3 Structural resistances for isotropic junctions . 112
10.4 Limit state verifications for isotropic transition junctions . 117
10.5 Considerations concerning support arrangements for the junction . 120
11 Ultimate limit state design of circular conical roof structures . 120
11.1 Basis. 120
11.2 Distinctions between roof structural forms . 120
11.3 Resistance of circular conical isotropic silo roofs . 121
12 Ultimate limit state design of rectangular and planar-sided silos. 122
12.1 Basis. 122
12.2 Classification of planar sided structural forms .
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.