Eurocodice 1 - Azioni sulle strutture - Parte 1-5: Azioni in generale - Azioni termiche / Eurocode 1 - Actions on structures - Part 1-5: General actions - Thermal actions [EC 1991 Part 1-5, UNI EN 1991-1-5:2004 ed.]

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UNIedil Strutture 2007.1

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NRIF AA020841 IDcompl

ITEM3

UNI EN 1991-1-5:2004 - 01-10-2004 - Eurocodice 1 - Azioni sulle strutture - Parte 1-5: Azioni in generale - Azioni termiche

INGEGNERIA STRUTTURALE

NORMA TECNICA DATA

UNI EN 1991-1-5:2004 01/10/2004

AUTORI

INGEGNERIA STRUTTURALE

TITOLO

Eurocodice 1 - Azioni sulle strutture - Parte 1-5: Azioni in generale - Azioni termiche Eurocode 1 - Actions on structures - Part 1-5: General actions - Thermal actions

SOMMARIO

La presente norma è la versione ufficiale della norma europea EN 1991-1-5 (edizione novembre 2003). La norma fornisce i principi e le regole per il calcolo delle azioni termiche su edifici, ponti e altre strutture, inclusi i loro elementi strutturali. Sono inoltre forniti i principi necessari per il rivestimento di facciate con elementi discontinui. La norma descrive le variazioni nella temperatura degli elementi strutturali. I valori caratteristici delle azioni termiche sono presentati per l'impiego nella progettazione di strutture esposte a variazioni climatiche quotidiane e stagionali.

TESTO DELLA NORMA CLASSIFICAZIONE ICS CLASSIFICAZIONE ARGOMENTO

91.010.30 91.080.01 AA10B0201

PARZIALMENTE SOSTITUITA GRADO DI COGENZA STATO DI VALIDITA' COLLEGAMENTI INTERNAZIONALI

In vigore EN 1991-1-5:2003

LINGUA

Inglese e Italiano

PAGINE

56

PREZZO EURO

Non Soci 66,00 Euro - Soci 33,00 Euro

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Eurocodice 1 NORMA EUROPEA

Azioni sulle strutture Parte 1-5: Azioni in generale - Azioni termiche

UNI EN 1991-1-5

OTTOBRE 2004 Eurocode 1

Versione bilingue del febbraio 2005

Actions on structures Part 1-5: General actions - Thermal actions La norma fornisce i principi e le regole per il calcolo delle azioni termiche su edifici, ponti e altre strutture, inclusi i loro elementi strutturali. Sono inoltre forniti i principi necessari per il rivestimento di facciate con elementi discontinui. La norma descrive le variazioni nella temperatura degli elementi strutturali. I valori caratteristici delle azioni termiche sono presentati per l’impiego nella progettazione di strutture esposte a variazioni climatiche quotidiane e stagionali.

TESTO INGLESE E ITALIANO

La presente norma è la versione ufficiale in lingua inglese e italiana della norma europea EN 1991-1-5 (edizione novembre 2003). La presente norma sostituisce la UNI ENV 1991-2-5:2001.

ICS UNI Ente Nazionale Italiano di Unificazione Via Battistotti Sassi, 11B 20133 Milano, Italia

91.010.30; 91.080.01

© UNI Riproduzione vietata. Tutti i diritti sono riservati. Nessuna parte del presente documento può essere riprodotta o diffusa con un mezzo qualsiasi, fotocopie, microfilm o altro, senza il consenso scritto dell’UNI. www.uni.com UNI EN 1991-1-5:2004

Pagina I

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PREMESSA NAZIONALE La presente norma costituisce il recepimento, in lingua inglese e italiana, della norma europea EN 1991-1-5 (edizione novembre 2003), che assume così lo status di norma nazionale italiana. La presente norma è stata elaborata sotto la competenza della Commissione Tecnica UNI Ingegneria strutturale La presente norma è stata ratificata dal Presidente dell’UNI, con delibera del 10 dicembre 2004.

Le norme UNI sono elaborate cercando di tenere conto dei punti di vista di tutte le parti interessate e di conciliare ogni aspetto conflittuale, per rappresentare il reale stato dell’arte della materia ed il necessario grado di consenso. Chiunque ritenesse, a seguito dell’applicazione di questa norma, di poter fornire suggerimenti per un suo miglioramento o per un suo adeguamento ad uno stato dell’arte in evoluzione è pregato di inviare i propri contributi all’UNI, Ente Nazionale Italiano di Unificazione, che li terrà in considerazione per l’eventuale revisione della norma stessa. Le norme UNI sono revisionate, quando necessario, con la pubblicazione di nuove edizioni o di aggiornamenti. È importante pertanto che gli utilizzatori delle stesse si accertino di essere in possesso dell’ultima edizione e degli eventuali aggiornamenti. Si invitano inoltre gli utilizzatori a verificare l’esistenza di norme UNI corrispondenti alle norme EN o ISO ove citate nei riferimenti normativi. UNI EN 1991-1-5:2004

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EUROPEAN STANDARD NORME EUROPÉENNE EUROPÄISCHE NORM ICS

EN 1991-1-5 November 2003 Supersedes ENV 1991-2-5:1997

91.010.30

English version

Eurocode 1: Actions on structures - Part 1-5: General actions - Thermal actions

Eurocode 1: - Actions sur les structures - Partie 1-5: Actions générales - Actions thermiques

Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 1-5: Allgemeine Einwirkungen - Temperatureinwirkungen

This European Standard was approved by CEN on 18 September 2003. CEN members are bound to comply with the CEN/CENELEC Internal Regulations which stipulate the conditions for giving this European Standard the status of a national standard without any alteration. Up-to-date lists and bibliographical references concerning such national standards may be obtained on application to the Management Centre or to any CEN member. This European Standard exists in three official versions (English, French, German). A version in any other language made by translation under the responsibility of a CEN member into its own language and notified to the Management Centre has the same status as the official versions. CEN members are the national standards bodies of Austria, Belgium, Czech Republic, Denmark, Finland, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway, Portugal, Slovakia, Spain, Sweden, Switzerland and United Kingdom.

EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG Management Centre: rue de Stassart, 36 B-1050 Brussels

© 2003 CEN

All rights of exploitation in any form and by any means reserved worldwide for CEN national Members.

Ref. No. EN 1991-1-5:2003 E

UNI EN 1991-1-5:2004

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CONTENTS FOREWORD 1 Background to the Eurocode Programme .................................................................................... 1 Status and field of application of Eurocodes............................................................................... 3 National Standards implementing Eurocodes ............................................................................ 3 Links between Eurocodes and product harmonized technical specifications (ENs and ETAs) .......................................................................................................................................... 3 Additional information specific to EN 1991-1-5 ......................................................................... 5 National annex for EN 1991-1-5 ........................................................................................................ 5 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6

GENERAL 7 Scope .............................................................................................................................................................. 7 Normative references ............................................................................................................................. 7 Assumptions ................................................................................................................................................ 7 Distinction between principles and application rules ............................................................. 7 Terms and definitions ............................................................................................................................. 7 Symbols ......................................................................................................................................................... 9

2

CLASSIFICATION OF ACTIONS

11

3

DESIGN SITUATIONS

11

4

REPRESENTATION OF ACTIONS figure

4.1

5 5.1 5.2 5.3 table

5.1

table

5.2

table

5.3

6 6.1

figure

6.1

Correlation between minimum/maximum shade air temperature(Tmin/Tmax) and minimum/maximum uniform bridge temperature component (Te.min/Te.max) ................................ 21 Temperature difference components .................................................................................................. 23

table

6.1

Recommended values of linear temperature difference component for different types of bridge decks for road, foot and railway bridges .......................................................................... 25

6.1.4

6.2 6.2.1 6.2.2

TEMPERATURE CHANGES IN BUILDINGS 15 General ........................................................................................................................................................ 15 Determination of temperatures ....................................................................................................... 15 Determination of temperature profiles ........................................................................................ 17 Indicative temperatures of inner environment Tin ........................................................................... 17 Indicative temperatures Tout for buildings above the ground level ........................................... 17 Indicative temperatures Tout for underground parts of buildings ............................................... 17 TEMPERATURE CHANGES IN BRIDGES 19 Bridge decks ............................................................................................................................................. 19 Bridge deck types ...................................................................................................................................... 19 Consideration of thermal actions .......................................................................................................... 19 Uniform temperature component.......................................................................................................... 19

6.1.1 6.1.2 6.1.3

6.1.5 6.1.6

13 Diagrammatic representation of constituent components of a temperature profile ............ 13

table

6.2

Recommended values of ksur to account for different surfacing thickness ............................ 25

figure

6.2a

Temperature differences for bridge decks - Type 1: Steel Decks ............................................. 27

figure

6.2b

Temperature differences for bridge decks - Type 2: Composite Decks .................................. 29

figure

6.2c

Temperature differences for bridge decks - Type 3: Composite Decks .................................. 31 Simultaneity of uniform and temperature difference components ............................................ 33 Differences in the uniform temperature component between different structural elements ....................................................................................................................................................... 33

Bridge Piers .............................................................................................................................................. 33 Consideration of thermal actions .......................................................................................................... 33 Temperature differences ......................................................................................................................... 33

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INDICE 7

PREMESSA 2 Cronistoria del programma degli Eurocodici ............................................................................... 2 Status e campo di applicazione degli Eurocodici ..................................................................... 4 Norme Nazionali che implementano gli Eurocodici ................................................................. 4 Collegamenti tra gli Eurocodici e le specifiche tecniche armonizzate (EN e ETA) relative ai prodotti........................................................................................................................................ 4 Informazioni aggiuntive specifiche alla EN 1991-1-5 ............................................................. 6 Appendice nazionale per la EN 1991-1-5................................................................................... 6 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6

GENERALITÀ 8 Scopo e campo di applicazione ........................................................................................................ 8 Riferimenti normativi ............................................................................................................................... 8 Assunzioni .................................................................................................................................................... 8 Distinzione tra principi e regole di applicazione ....................................................................... 8 Termini e definizioni................................................................................................................................. 8 Simboli ......................................................................................................................................................... 10

2

CLASSIFICAZIONE DELLE AZIONI

12

3

SITUAZIONI DI PROGETTO

12

4

RAPPRESENTAZIONE DELLE AZIONI figura

4.1

5 5.1 5.2 5.3 prospetto

5.1

prospetto

5.2

prospetto

5.3

6 6.1

figura

6.1

Correlazione tra temperatura dell’aria all’ombra minima/massima (Tmin/Tmax) e componente di temperatura uniforme del ponte minima/massima (Te.min/Te.max) ............... 22 Componenti di differenza di temperatura .......................................................................................... 24

prospetto

6.1

Valori raccomandati della componente di differenza di temperatura lineare per differenti tipi di impalcati da ponte per ponti stradali, pedonali e ferroviari .............................................. 26

6.1.4

6.2

Valori raccomandati di ksur per tenere conto dei diversi spessori di rivestimento ............... 26

figura

6.2a

Differenze di temperatura per impalcati da ponte - Tipo 1: Impalcati di acciaio .................. 28

figura

6.2b

Differenze di temperatura per impalcati da ponte - Tipo 2: Impalcati a struttura composta ...... 30

figura

6.2c

Differenze di temperatura per impalcati da ponte - Tipo 3: Impalcati di calcestruzzo........ 32 Simultaneità delle componenti uniformi e delle componenti di differenza di temperatura 34 Differenze nella componente di temperatura uniforme tra differenti elementi strutturali ... 34

prospetto

6.2 6.2.1 6.2.2

VARIAZIONI DI TEMPERATURA NEGLI EDIFICI 16 Generalità................................................................................................................................................... 16 Determinazione delle temperature ............................................................................................... 16 Determinazione dei profili di temperatura ................................................................................. 18 Temperature indicative di ambiente interno Tin............................................................................... 18 Temperature indicative per edifici sopra il livello del terreno Tout ............................................. 18 Temperature indicative per le parti sottoterra di edifici Tout ........................................................ 18 VARIAZIONI DI TEMPERATURA NEI PONTI 20 Impalcati da ponte ................................................................................................................................. 20 Tipologie di impalcati da ponte ............................................................................................................. 20 Considerazione delle azioni termiche ................................................................................................. 20 Componente di temperatura uniforme ................................................................................................ 20

6.1.1 6.1.2 6.1.3

6.1.5 6.1.6

14 Rappresentazione diagrammatica delle componenti costituenti di un profilo di temperatura ... 14

Pile da ponte............................................................................................................................................. 34 Considerazione delle azioni termiche ................................................................................................. 34 Differenze di temperatura ....................................................................................................................... 34

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7.1 7.2 7.2.1 7.2.2 7.2.3

7.3 7.4 7.5 7.6 figure

ANNEX (normative) A.1 A.2 figure

ANNEX (normative)

7.1

A

A.1

B

TEMPERATURE CHANGES IN INDUSTRIAL CHIMNEYS, PIPELINES, SILOS, TANKS AND COOLING TOWERS 35 General ........................................................................................................................................................ 35 Temperature components ................................................................................................................. 35 Shade air temperature ............................................................................................................................. 35 Flue gas, heated liquids and heated materials temperature ....................................................... 35 Element temperature ................................................................................................................................ 35 Consideration of temperature components ............................................................................. 35 Determination of temperature components ............................................................................. 37 Values of temperature components (indicative values) .................................................... 37 Simultaneity of temperature components ................................................................................. 37 Relevant temperature components for pipelines, silos, tanks and cooling towers .............. 39 ISOTHERMS OF NATIONAL MINIMUM AND MAXIMUM SHADE AIR TEMPERATURES 41 General ......................................................................................................................................................... 41 Maximum and minimum shade air temperature values with an annual probability of being exceeded p other than 0,02 ............................................................................................ 41 Ratios Tmax,p / Tmax and Tmin,p / Tmin ................................................................................................. 43 TEMPERATURE DIFFERENCES FOR VARIOUS SURFACING DEPTHS

45

table

B.1

Recommended values of ∆T for deck type 1.................................................................................. 45

table

B.2

Recommended values of ∆T for deck type 2.................................................................................. 45

table

B.3

Recommended values of ∆T for deck type 3.................................................................................. 47

ANNEX (informative) table

ANNEX (informative) figure

C

COEFFICIENTS OF LINEAR EXPANSION

49

C.1

Coefficients of linear expansion ............................................................................................................ 49

D

TEMPERATURE PROFILES IN BUILDINGS AND OTHER CONSTRUCTION WORKS 51 Thermal profile of a two-layer element ............................................................................................... 53

D.1

BIBLIOGRAPHY

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7

VARIAZIONI DI TEMPERATURE IN CIMINIERE INDUSTRIALI, CONDUTTURE, SILOS, SERBATOI E TORRI DI RAFFREDDAMENTO 36 Generalità................................................................................................................................................... 36 Componenti di temperatura.............................................................................................................. 36 Temperatura dell’aria all’ombra ............................................................................................................ 36 Temperatura di gas di combustione, liquidi riscaldati e materiali riscaldati ........................... 36 Temperatura di elemento ........................................................................................................................ 36 Considerazione delle componenti di temperatura ............................................................... 36 Determinazione delle componenti di temperatura ............................................................... 38 Valori delle componenti di temperatura (valori indicativi) ................................................ 38 Simultaneità delle componenti di temperatura....................................................................... 38

7.1 7.2 7.2.1 7.2.2 7.2.3

7.3 7.4 7.5 7.6 figura

APPENDICE (normativa) A.1 A.2 figura

APPENDICE (normativa)

7.1

Componenti di temperatura significative per condutture, silos, serbatoi e torri di raffreddamento ........................................................................................................................................... 40

A

ISOTERME DELLE TEMPERATURE MINIME E MASSIME NAZIONALI DELL’ARIA ALL’OMBRA 42 Generalità.................................................................................................................................................... 42 Valori della massima e minima temperatura dell’aria all’ombra con una probabilità annua di essere superata p diversa da 0,02.................................................... 42 Rapporti Tmax,p / Tmax e Tmin,p / Tmin ................................................................................................. 44

A.1

B

prospetto B.1 prospetto B.2 prospetto B.3

APPENDICE (informativa)

C

prospetto C.1

APPENDICE (informativa) figura

DIFFERENZE DI TEMPERATURA PER DIVERSI SPESSORI DI RIVESTIMENTO

46 Valori raccomandati di ∆T per impalcato di tipo 1 ........................................................................ 46 Valori raccomandati di ∆T per impalcato di tipo 2 ........................................................................ 46 Valori raccomandati di ∆T per impalcato di tipo 3 ........................................................................ 48 COEFFICIENTI DI ESPANSIONE LINEARE

50

Coefficienti di espansione lineare ........................................................................................................ 50

D

PROFILI DI TEMPERATURA IN EDIFICI E IN ALTRI TIPI DI COSTRUZIONI 52

D.1

Profilo termico di un elemento a due strati. ...................................................................................... 54

BIBLIOGRAFIA

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FOREWORD This document (EN 1991-1-5) has been prepared by Technical Committee CEN/TC250 "Structural Eurocodes", the secretariat of which is held by BSI. This European Standard shall be given the status of a national standard, either by publication of an identical text or by endorsement, at the latest by May 2004, and conflicting national standards shall be withdrawn at the latest by March 2010. Annexes A and B are normative. Annexes C and D are informative. This document supersedes ENV 1991-2-5:1997. According to the CEN/CENELEC Internal Regulations, the national standards organizations of the following countries are bound to implement this European Standard: Austria, Belgium, Czech Republic, Denmark, Finland, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway, Portugal, Slovakia, Spain, Sweden, Switzerland and the United Kingdom.

Background to the Eurocode Programme In 1975, the Commission of the European Communities decided on an action programme in the field of construction, based on article 95 of the treaty. The objective of the programme was the elimination of technical obstacles to trade and the harmonization of technical specifications. Within this action programme, the Commission took the initiative to establish a set of harmonised technical rules for the design of construction works which, in a first stage, would serve as an alternative to the national rules in force in the Member States and, ultimately, would replace them. For fifteen years, the Commission, with the help of a Steering Committee with Representatives of Member States, conducted the development of the Eurocodes programme, which led to the first generation of European codes in the 1980's. In 1989, the Commission and the Member States of the EU and EFTA decided, on the basis of an agreement between the Commission and CEN, to transfer the preparation and the publication of the Eurocodes to CEN through a series of mandates, in order to provide them with a future status of European Standard (EN). This links de facto the Eurocode with the provisions of all the Council's Directives and/or Commission's Decisions dealing with European Standards (e.g. the Council Directive 89/106/EEC on construction products - CPD - and Council Directives 93/37/EEC, 92/50/EEC and 89/440/EEC on public works and services and equivalent EFTA Directives initiated in pursuit of settings up the internal market). The Structural Eurocode programme comprises the following standards generally consisting of a number of Parts: EN 1990 Eurocode: Basis of Structural Design EN 1991 Eurocode 1: Actions on structures EN 1992 Eurocode 2: Design of concrete structures EN 1993 EN 1994

Eurocode 3: Eurocode 4:

EN 1995 EN 1996 EN 1997 EN 1998 EN 1999

Eurocode 5: Eurocode 6: Eurocode 7: Eurocode 8: Eurocode 9:

Design of steel structures Design of composite steel and concrete structures Design of timber structures Design of masonry structures Geotechnical design Design of structures for earthquake resistance Design of aluminium alloy structures

Eurocode standards recognize the responsibility of regulatory authorities in each Member State and have safeguarded their right to determine values related to regulatory safety matters at national level where these continue to vary from State to State.

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PREMESSA Il presente documento (EN 1991-1-5) è stato elaborato dal Comitato Tecnico CEN/TC 250 "Eurocodici Strutturali", la cui segreteria è affidata al BSI. Alla presente norma europea deve essere attribuito lo status di norma nazionale, o mediante pubblicazione di un testo identico o mediante notifica di adozione, entro maggio 2004, e le norme nazionali in contrasto devono essere ritirate entro maggio 2010. Le appendici A e B sono normative. Le appendici C e D sono informative. Il presente documento sostituisce la ENV 1991-2-5:1997. In conformità alle Regole Comuni CEN/CENELEC, gli enti nazionali di normazione dei seguenti Paesi sono tenuti a recepire la presente norma europea: Austria, Belgio, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Grecia, Irlanda, Islanda, Italia, Lussemburgo, Malta, Norvegia, Paesi Bassi, Portogallo, Regno Unito, Repubblica Ceca, Slovacchia, Spagna, Svezia, Svizzera e Ungheria.

Cronistoria del programma degli Eurocodici Nel 1975, la Commissione delle Comunità Europee decise di attuare un programma di azioni nel settore delle costruzioni, sulla base dell’articolo 95 del Trattato. L’obiettivo del programma era l’eliminazione degli ostacoli tecnici al commercio e l’armonizzazione delle specifiche tecniche. Nell’ambito di tale programma di azioni, la Commissione prese l’iniziativa di stabilire un insieme di regole tecniche armonizzate per la progettazione delle opere di costruzione che, in una prima fase, sarebbe servito come alternativa rispetto ai regolamenti nazionali in vigore negli Stati Membri ed, alla fine, li avrebbe sostituiti. Per quindici anni, la Commissione, con l’aiuto di un Comitato Direttivo composto da Rappresentanti degli Stati Membri, ha provveduto allo sviluppo del programma degli Eurocodici, che ha portato alla stesura della prima generazione di codici Europei negli anni ‘80. Nel 1989, la Commissione e gli Stati Membri della UE e della EFTA decisero, in base ad un accordo tra la Commissione ed il CEN, di trasferire il compito della preparazione e della pubblicazione degli Eurocodici al CEN attraverso una serie di Mandati, con l’obiettivo di attribuire ad essi nel futuro lo status di Norme Europee (EN). Questa decisione lega de facto gli Eurocodici alle prescrizioni di tutte le Direttive del Consiglio e/o le Decisioni della Commissione relative alle norme Europee (per esempio, la Direttiva del Consiglio 89/106/EEC sui prodotti da costruzione - CPD - e le Direttive del Consiglio 93/37/EEC, 92/50/EEC e 89/440/EEC sui lavori e sui servizi pubblici e le analoghe Direttive EFTA predisposte con l’obiettivo di stabilire il mercato interno). Il programma degli Eurocodici Strutturali comprende le seguenti norme, generalmente composte da un certo numero di Parti: EN 1990 Eurocodice: Basis of Structural Design EN 1991 Eurocodice 1: Actions on structures EN 1992 Eurocodice 2: Design of concrete structures EN 1993 Eurocodice 3: Design of steel structures EN 1994 Eurocodice 4: Design of composite steel and concrete structures EN 1995 Eurocodice 5: Design of timber structures EN 1996 Eurocodice 6: Design of masonry structures EN 1997 Eurocodice 7: Geotechnical design EN 1998 Eurocodice 8: Design of structures for earthquake resistance EN 1999 Eurocodice 9: Design of aluminium structures Gli Eurocodici riconoscono la responsabilità delle autorità regolamentari in ogni Stato Membro ed hanno salvaguardato il loro diritto a determinare a livello nazionale valori correlati ad aspetti di sicurezza regolamentari, potendo essi variare da Stato a Stato.

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Status and field of application of Eurocodes The Member States of the EU and EFTA recognize that Eurocodes serve as reference documents for the following purposes: -

as a means of providing compliance of building and civil engineering works with the essential requirements of Council Directive 89/106/EEC, particularly Essential Requirement No1 - Mechanical resistance and stability - and Essential Requirement No2 - Safety in case of fire;

-

as a basis for specifying contracts for construction works and related engineering services;

-

as a framework for drawing up harmonized technical specifications for construction products (ENs and ETAs).

The Eurocodes, as far as they concern the construction works themselves, have a direct relationship with the Interpretative Documents referred to in Article 12 of the CPD, although they are of a different nature from harmonized product standards. Therefore, technical aspects arising from the Eurocodes work need to be adequately considered by CEN Technical Committees and/or EOTA Working Groups working on product standards with a view to achieving a full compatibility of these technical specifications with the Eurocodes. The Eurocode standards provide common structural design rules for everyday use for the design of whole structures and component products of both a traditional and an innovative nature. Unusual forms of construction design conditions are not specifically covered and additional expert consideration will be required by the designer in such cases.

National Standards implementing Eurocodes The National Standards implementing Eurocodes will comprise the full text of the Eurocode (including any annexes), as published by CEN, which may be preceded by a National title page and National foreword, and may be followed by a National annex (informative). The National annex (informative) may only contain information on those parameters which are left open in the Eurocode for national choice, known as Nationally Determined parameters, to be used for the design of buildings and civil engineering works to be constructed in the country concerned, i.e.: -

values and/or classes where alternatives are given in the Eurocode,

-

values to be used where a symbol only is given in the Eurocode,

-

country specific data (geographical, climatic, etc.), e.g. snow map,

-

the procedure to be used where alternative procedures are given in the EN Eurocode.

It may also contain: -

decisions on the application of informative annexes,

-

references to non-contradictory complementary information to assist the user to apply the Eurocode.

Links between Eurocodes and product harmonized technical specifications (ENs and ETAs) There is a need for consistency between the harmonized technical specifications for construction products and the technical rules for works. Furthermore, all the information accompanying the CE Marking of the construction products which refer to Eurocodes should clearly mention which Nationally Determined Parameters have been taken into account.

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Status e campo di applicazione degli Eurocodici Gli Stati Membri della UE e della EFTA riconoscono che gli Eurocodici servono come documenti di riferimento per i seguenti scopi: -

come un mezzo per verificare la rispondenza degli edifici e delle opere di ingegneria civile ai requisiti essenziali della Direttiva del Consiglio 89/106/EEC, in particolare il Requisito Essenziale N° 1 - Resistenza meccanica e stabilità - ed il Requisito Essenziale N° 2 - Sicurezza in caso di incendio;

-

come una base per la redazione dei contratti relativi ai lavori di costruzione ed ai servizi di ingegneria correlati;

-

come un quadro di riferimento per definire specifiche tecniche armonizzate per i prodotti da costruzione (EN e ETA).

Gli Eurocodici, poiché riguardano le opere di costruzione stesse, sono in relazione diretta con i Documenti Interpretativi a cui si fa riferimento nell’Articolo 12 della CPD, sebbene siano di natura differente rispetto alle norme armonizzate di prodotto. Pertanto, gli aspetti tecnici che scaturiscono dal lavoro degli Eurocodici devono essere presi in adeguata considerazione dai Comitati Tecnici CEN e/o dai Gruppi di Lavoro EOTA che lavorano sulle norme di prodotto, nell’intento di ottenere una piena compatibilità di queste specifiche tecniche con gli Eurocodici. Gli Eurocodici forniscono regole comuni per la progettazione strutturale, di uso corrente, nella progettazione di strutture, nel loro complesso, e di componenti strutturali, di tipologia tradizionale o innovativa. Forme di costruzione o condizioni di progetto inusuali non sono trattate in modo specifico; per tali casi è richiesto dal progettista il contributo aggiuntivo da parte di esperti.

Norme Nazionali che implementano gli Eurocodici Le Norme Nazionali che implementano gli Eurocodici contengono il testo completo dell’Eurocodice (comprese tutte le appendici), così come pubblicato dal CEN, il quale può essere preceduto da una copertina Nazionale e da una premessa Nazionale, e può essere seguito da una appendice Nazionale. L’appendice Nazionale può contenere solo informazioni su quei parametri, noti come Parametri Determinati a livello Nazionale, che in ogni Eurocodice sono lasciati aperti ad una scelta a livello Nazionale, da impiegarsi nella progettazione degli edifici e delle opere di ingegneria civile da realizzarsi nella singola nazione, cioè: -

valori e/o classi per i quali nell’Eurocodice sono fornite alternative;

-

valori da impiegare, per i quali nell’Eurocodice è fornito solo un simbolo;

-

dati specifici della singola nazione (geografici, climatici, ecc.), per esempio, la mappa della neve;

-

la procedura da impiegare quando nell’Eurocodice ne sono proposte diverse in alternativa.

Essa può anche contenere: -

decisioni riguardanti l’applicazione delle appendici informative;

-

riferimenti ad informazioni complementari non contraddittorie che aiutino l’utente ad applicare l’Eurocodice.

Collegamenti tra gli Eurocodici e le specifiche tecniche armonizzate (EN e ETA) relative ai prodotti Sussiste la necessità di coerenza tra le specifiche tecniche armonizzate per i prodotti da costruzione e le regole tecniche per le opere. Inoltre tutte le informazioni che accompagnano la marcatura CE dei prodotti da costruzione che fanno riferimento agli Eurocodici devono menzionare chiaramente quali Parametri Determinati a livello Nazionale sono stati presi in conto.

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Additional information specific to EN 1991-1-5 EN 1991-1-5 gives design guidance for thermal actions arising from climatic and operational conditions on buildings and civil engineering works. Information on thermal actions induced by fire is given in EN 1991-1-2. EN 1991-1-5 is intended for clients, designers, contractors and relevant authorities. EN 1991-1-5 is intended to be used with EN 1990, the other Parts of EN 1991 and EN 1992-1999 for the design of structures. In the case of bridges, the National annexes specify whether the general non-linear or the simplified linear temperature components should be used in design calculations. In the case of chimneys, references should be made to EN 13084-1 for thermal actions from operating processes.

National annex for EN 1991-1-5 This standard gives alternative procedures, values and recommendations for classes with notes indicating where national choices may have to be made. Therefore the National Standard implementing EN 1991-1-5 should have a National annex containing all Nationally Determined Parameters to be used for the design of buildings and civil engineering works to be constructed in the relevant country. National choice is allowed in EN 1991-1-5 through clauses: -

5.3(2) (tables 5.1, 5.2 and 5.3)

-

6.1.1 (1)

-

6.1.2(2)

-

6.1.3.1(4)

-

6.1.3.2(1)

-

6.1.3.3(3)

-

6.1.4(3)

-

6.1.4.1(1)

-

6.1.4.2(1)

-

6.1.4.3(1)

-

6.1.4.4(1)

-

6.1.5(1)

-

6.1.6(1)

-

6.2.1(1)P

-

6.2.2(1)

-

6.2.2(2)

-

7.2.1(1)

-

7.5(3)

-

7.5(4)

-

A.1(1)

-

A.1(3)

-

A.2(2)

-

B(1) (tables B.1, B.2 and B.3)

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Informazioni aggiuntive specifiche alla EN 1991-1-5 La EN 1991-1-5 fornisce una guida di progetto per le azioni termiche derivanti da condizioni climatiche e di esercizio su edifici e opere di ingegneria civile. Le informazioni sulle azioni termiche indotte dal fuoco sono date nella EN 1991-1-2. La EN 1991-1-5 è destinata a clienti, progettisti, imprese e autorità competenti. La EN 1991-1-5 è pensata per essere utilizzata con la EN 1990, con le altre parti della EN 1991 e con la EN 1992-1999 per la progettazione delle strutture. Nel caso dei ponti, le appendici nazionali specificano se, nei calcoli di progetto, si raccomanda l’utilizzo delle componenti generali non-lineari di temperatura o delle componenti semplificate lineari di temperatura. Nel caso di ciminiere, si raccomanda di fare riferimento alla EN 13084-1 per le azioni termiche da processi di produzione o operativi.

Appendice nazionale per la EN 1991-1-5 La presente norma fornisce procedure alternative, valori e raccomandazioni per classi con note indicanti dove le scelte nazionali possono essere fatte. Perciò si raccomanda che la norma nazionale che adotta la EN 1991-1-5 abbia un’appendice nazionale contenente tutti i Parametri Determinati a livello nazionale, da utilizzare per la progettazione di edifici e opere di ingegneria civile da costruire nei relativi Paesi. La scelta nazionale è consentita nella EN 1991-1-5 attraverso i punti: -

5.3(2) (Prospetti 5.1, 5.2 e 5.3) 6.1.1 (1) 6.1.2(2) 6.1.3.1(4) 6.1.3.2(1) 6.1.3.3(3) 6.1.4(3) 6.1.4.1(1) 6.1.4.2(1) 6.1.4.3(1) 6.1.4.4(1) 6.1.5(1) 6.1.6(1) 6.2.1(1)P 6.2.2(1) 6.2.2(2) 7.2.1(1) 7.5(3) 7.5(4) A.1(1) A.1(3) A.2(2) B(1) (Prospetti B.1, B.2 e B.3)

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1

GENERAL

1.1

Scope

1.2

(1)

EN 1991-1-5 gives principles and rules for calculating thermal actions on buildings, bridges and other structures including their structural elements. Principles needed for cladding and other appendages of buildings are also provided.

(2)

This Part describes the changes in the temperature of structural elements. Characteristic values of thermal actions are presented for use in the design of structures which are exposed to daily and seasonal climatic changes. Structures not so exposed may not need to be considered for thermal actions.

(3)

Structures in which thermal actions are mainly a function of their use (e.g. cooling towers, silos, tanks, warm and cold storage facilities, hot and cold services etc) are treated in Section 7. Chimneys are treated in EN 13084-1.

Normative references This European Standard incorporates, by dated or undated reference, provisions from other publications. These normative references are cited at the appropriate places in the text and the publications are listed hereafter. For dated references, subsequent amendments to or revisions of any of these publications apply to this European Standard only when incorporated in it by amendment or revision. For undated references the latest edition of the publication referred to applies (including amendments). EN 1990:2002 Eurocode: Basis of structural design prEN 1991-1-6 Eurocode 1: Actions on structures - General actions - Actions during execution EN 13084-1 Free-standing industrial chimneys - General requirements ISO 2394 General principles on reliability for structures ISO 3898 Bases of design of structures - Notations. General symbols ISO 8930 General principles on reliability for structures. List of equivalent terms

1.3

Assumptions (1)P The general assumptions of EN 1990 also apply to this Part.

1.4

Distinction between principles and application rules (1)P The rules in EN 1990:2002, 1.4 also apply to this Part.

1.5

Terms and definitions For the purposes of this European Standard, the definitions given in EN 1990, ISO 2394, ISO 3898 and ISO 8930 and the following apply.

1.5.1

thermal actions: Thermal actions on a structure or a structural element are those actions that arise from the changes of temperature fields within a specified time interval.

1.5.2

shade air temperature: The shade air temperature is the temperature measured by thermometers placed in a white painted louvred wooden box known as a "Stevenson screen".

1.5.3

maximum shade air temperature Tmax: Value of maximum shade air temperature with an annual probability of being exceeded of 0,02 (equivalent to a mean return period of 50 years), based on the maximum hourly values recorded.

1.5.4

minimum shade air temperature Tmin: Value of minimum shade air temperature with an annual probability of being exceeded of 0,02 (equivalent to a mean return period of 50 years), based on the minimum hourly values recorded.

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1

GENERALITÀ

1.1

Scopo e campo di applicazione

1.2

(1)

La EN 1991-1-5 fornisce principi e regole per calcolare le azioni termiche su edifici, ponti e altre strutture inclusi i loro elementi strutturali. Sono anche forniti i principi necessari per coperture protettive e altre parti aggiunte di edifici.

(2)

La presente Parte descrive le variazioni di temperatura degli elementi strutturali. Sono presentati i valori caratteristici delle azioni termiche per l’utilizzo nella progettazione di strutture che sono esposte a variazioni climatiche giornaliere e stagionali.

(3)

Le strutture in cui le azioni termiche sono principalmente una funzione del loro impiego (per esempio torri di raffreddamento, silos, serbatoi, strutture di immagazzinamento di caldo e freddo, impianti di caldo e freddo, ecc.) sono trattate nella Sezione 7. Le ciminiere sono trattate nella EN 13084-1.

Riferimenti normativi La presente norma europea rimanda, mediante riferimenti datati e non, a disposizioni contenute in altre pubblicazioni. Tali riferimenti normativi sono citati nei punti appropriati del testo e sono di seguito elencati. Per quanto riguarda i riferimenti datati, successive modifiche o revisioni apportate a dette pubblicazioni valgono unicamente se introdotte nella presente norma europea come aggiornamento o revisione. Per i riferimenti non datati vale l’ultima edizione della pubblicazione alla quale si fa riferimento (compresi gli aggiornamenti). EN 1990:2002 Eurocode: Basis of structural design prEN 1991-1-6 Eurocode 1: Actions on structures - General actions - Actions during execution EN 13084-1 Free-standing industrial chimneys - General requirements ISO 2394 General principles on reliability for structures ISO 3898 Bases of design of structures - Notations - Generla symbols ISO 8930 General principles on reliability for structures - List of equivalent terms

1.3

Assunzioni (1)P Le assunzioni generali della EN 1990 si applicano anche alla presente Parte.

1.4

Distinzione tra principi e regole di applicazione (1)P Le regole nella EN 1990:2002, punto 1.4 si applicano anche alla presente Parte.

1.5

Termini e definizioni Ai fini della presente norma europea, si applicano le definizioni date nelle EN 1990, ISO 2394, ISO 3898 e ISO 8930 e le seguenti.

1.5.1

azioni termiche: Le azioni termiche su una struttura o su un elemento strutturale sono quelle azioni che nascono dai cambiamenti dei campi di temperatura entro uno specifico intervallo di tempo.

1.5.2

temperatura dell’aria all’ombra: La temperatura dell’aria all’ombra è la temperatura misurata da termometri posti in una scatola dipinta di bianco composta di strisce di legno che lasciano passare l’aria ma non la luce nota come "schermo di Stevenson".

1.5.3

temperatura massima dell’aria all’ombra Tmax: Valore della temperatura massima dell’aria all’ombra con una probabilità annua di essere superata di 0,02 (equivalente a un periodo di ritorno medio di 50 anni), basata sui massimi valori orari registrati.

1.5.4

temperatura minima dell’aria all’ombra Tmin: Valore della temperatura minima dell’aria all’ombra con una probabilità annua di essere superata di 0,02 (equivalente a un periodo di ritorno medio di 50 anni), basata sui minimi valori orari registrati. UNI EN 1991-1-5:2004

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initial temperature T0: The temperature of a structural element at the relevant stage of its

1.5.5

restraint (completion).

1.5.6

cladding: The part of the building which provides a weatherproof membrane. Generally cladding will only carry self weight and/or wind actions.

1.5.7

uniform temperature component: The temperature, constant over the cross section, which governs the expansion or contraction of an element or structure (for bridges this is often defined as the "effective" temperature, but the term "uniform" has been adopted in this part).

1.5.8

temperature difference component: The part of a temperature profile in a structural element representing the temperature difference between the outer face of the element and any indepth point.

1.6

Symbols (1) Note

For the purposes of this Part of Eurocode 1, the following symbols apply.

The notation used is based on ISO 3898 (2)

A basic list of notations is provided in EN 1990, and the additional notations below are specific to this Part. Latin upper case letters

R

thermal resistance of structural element

Rin

thermal resistance at the inner surface

Rout

thermal resistance at the outer surface

Tmax

maximum shade air temperature with an annual probability of being exceeded of 0,02 (equivalent to a mean return period of 50 years)

Tmin

minimum shade air temperature with an annual probability of being exceeded of 0,02 (equivalent to a mean return period of 50 years)

Tmax,p

maximum shade air temperature with an annual probability of being exceeded p (equivalent to a mean return period of 1/p )

Tmin,p

minimum shade air temperature with an annual probability of being exceeded p (equivalent to a mean return period of 1/p )

Te.max

maximum uniform bridge temperature component

Te.min

minimum uniform bridge temperature component

T0

initial temperature when structural element is restrained

Tin

air temperature of the inner environment

Tout

temperature of the outer environment

∆T1, ∆T2, ∆T3, ∆T4

values of heating (cooling) temperature differences

∆TU

uniform temperature component

∆TN, exp

maximum expansion range of uniform bridge temperature component (Te.max ≥ T0)

∆TN, con

maximum contraction range of uniform bridge temperature component (T0 ≥ Te.min)

∆TN

overall range of uniform bridge temperature component

∆TM

linear temperature difference component

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temperatura iniziale T0: La temperatura di un elemento strutturale ad uno stadio signifi-

1.5.5

cativo della formazione del suo schema statico (completamento).

1.5.6

copertura: Parte dell’edificio che fornisce una membrana protettiva contro gli eventi meteorologici. Generalmente una copertura porta solo il peso proprio e/o le azioni del vento.

1.5.7

componente di temperatura uniforme: La temperatura, costante sulla sezione trasversale, che governa l’espansione o la contrazione di un elemento o di una struttura (per i ponti questa è definita spesso come la temperatura "effettiva", ma in questa parte è stato adottato il termine "uniforme").

1.5.8

componente di differenza di temperatura: La parte di un profilo di temperatura in un elemento strutturale rappresentante la differenza di temperatura tra la superficie più esterna dell’elemento e qualsiasi punto in profondità.

1.6

Simboli (1) Nota

Ai fini della presente Parte di Eurocodice 1, si applicano i seguenti simboli.

La notazione usata è basata sulla ISO 3898. (2)

Una lista base delle notazioni è fornita nella EN 1990, e le notazioni aggiuntive riportate sotto sono specifiche per la presente Parte.

Lettere maiuscole latine

R

resistenza termica di un elemento strutturale

Rin

resistenza termica relativa a una superficie interna

Rout

resistenza termica relative a una superficie esterna

Tmax

temperatura massima dell’aria all’ombra con una probabilità annua di essere superata di 0,02 (equivalente a un periodo di ritorno medio di 50 anni)

Tmin

temperatura minima dell’aria all’ombra con una probabilità annua di essere superata di 0,02 (equivalente a un periodo di ritorno medio di 50 anni)

Tmax,p

temperatura massima dell’aria all’ombra con una probabilità annua di essere superata pari a p (equivalente a un periodo di ritorno medio di 1/p anni)

Tmin,p

temperatura minima dell’aria all’ombra con una probabilità annua di essere superata pari a p (equivalente a un periodo di ritorno medio di 1/p anni)

Te.max

componente di temperatura uniforme massima del ponte

Te.min

componente di temperatura uniforme minima del ponte

T0

temperatura iniziale quando l’elemento strutturale è vincolato

Tin

temperatura dell’aria dell’ambiente interno

Tout

temperatura dell’ambiente esterno

∆T1, ∆T2, ∆T3, ∆T4

valori di differenze di temperatura di riscaldamento (raffreddamento)

∆TU

componente di temperatura uniforme

∆TN,exp

massimo intervallo di espansione della componente di temperatura uniforme del ponte (Te.max ≥ T0)

∆TN,con

massimo intervallo di contrazione della componente di temperatura uniforme del ponte ( T0 ≥ Te.min)

∆TN

intervallo complessivo della componente di temperature uniforme del ponte

∆TM

componente di differenza di temperatura lineare

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∆TM,heat

linear temperature difference component (heating)

∆TM,cool

linear temperature difference component (cooling)

∆TE

non-linear part of the temperature difference component

∆T

sum of linear temperature difference component and nonlinear part of the temperature difference component

∆Tp

temperature difference between different parts of a structure given by the difference of average temperatures of these parts

Latin lower case letters

h

height of the cross-section

k1,k2

coefficients for calculation of maximum (minimum) shade air

k3,k4

temperature with an annual probability of being exceeded, p, other than 0,02

ksur

surfacing factor for linear temperature difference component

p

annual probability of maximum (minimum) shade air temperature being exceeded (equivalent to a mean return period of 1/p years)

u,c

mode and scale parameter of annual maximum (minimum) shade air temperature distribution

Greek lower case letters

2

αT

coefficient of linear expansion (1/°C)

λ

thermal conductivity

ωN

reduction factor of uniform temperature component for combination with temperature difference component

ωM

reduction factor of temperature difference component for combination with uniform temperature component

CLASSIFICATION OF ACTIONS (1)P Thermal actions shall be classified as variable and indirect actions, see EN 1990:2002, 1.5.3 and 4.1.1.

Note

3

(2)

All values of thermal actions given in this Part are characteristic values unless it is stated otherwise.

(3)

Characteristic values of thermal actions as given in this Part are values with an annual probability of being exceeded of 0,02, unless otherwise stated, e.g. for transient design situations.

For transient design situations, the related values of thermal actions may be derived using the calculation method given in A.2.

DESIGN SITUATIONS (1)P Thermal actions shall be determined for each relevant design situation identified in accordance with EN 1990. Note

Structures not exposed to daily and seasonal climatic and operational temperature changes may not need to be considered for thermal actions. (2)P The elements of loadbearing structures shall be checked to ensure that thermal movement will not cause overstressing of the structure, either by the provision of movement joints or by including the effects in the design.

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∆TM,heat

componente di differenza di temperatura lineare (riscaldamento)

∆TM,cool

componente di differenza di temperatura lineare (raffreddamento)

∆TE

parte non-lineare della componente di differenza di temperatura

∆T

somma della componente lineare di differenza di temperatura e della parte non-lineare della componente di differenza di temperatura

∆Tp

differenza di temperatura tra differenti parti di una struttura data dalla differenza della temperatura media di queste parti

Lettere latine minuscole

h

altezza della sezione trasversale

k1, k2

coefficienti per il calcolo della massima (minima) temperatura dell’aria

k3, k4

all’ombra con una probabilità annua di essere superata, p, diversa da 0,02

ksur

fattore di rivestimento per la componente di differenza di temperatura lineare

p

probabilità annua che la temperatura massima (minima) dell’aria all’ombra sia superata (equivalente a un periodo di ritorno medio di 1/p )

u, c

moda e parametro di scala della distribuzione della temperatura annua massima (minima) dell’aria all’ombra

Lettere greche minuscole

2

αT

coefficiente di espansione lineare (1/°C)

λ

conducibilità termica

ωN

fattore di riduzione della componente di temperatura uniforme per combinazione con la componente di differenza di temperatura

ωM

fattore di riduzione della componente di differenza di temperatura per combinazione con la componente di temperatura uniforme

CLASSIFICAZIONE DELLE AZIONI (1)P Le azioni termiche devono essere classificate come azioni variabili e indirette, vedere EN 1990:2002, punti 1.5.3 e 4.1.1.

Nota

3

(2)

Tutti i valori delle azioni termiche forniti nella presente Parte sono valori caratteristici a meno che non dichiarato diversamente.

(3)

I valori caratteristici delle azioni termiche, come forniti nella presente Parte, sono valori con una probabilità annua di essere superati di 0,02, se non dichiarato diversamente, per esempio per situazioni transitorie di progetto.

Per situazioni di progetto transitorie, i relativi valori delle azioni termiche possono essere derivati utilizzando il metodo di calcolo fornito nel punto A.2.

SITUAZIONI DI PROGETTO (1)P Le azioni termiche devono essere determinate per ogni situazione di progetto significativa identificata in accordo con la EN 1990. Nota

Per le strutture non esposte a cambiamenti di temperatura giornalieri e stagionali può non essere necessario considerare le azioni termiche. (2)P Gli elementi di strutture portanti devono essere controllati per assicurare che lo spostamento termico non causi una sovrasollecitazione della struttura; questo può essere conseguito o attraverso la disposizione di giunti di espansione o includendo tali effetti nella fase di progettazione.

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4

REPRESENTATION OF ACTIONS (1)

Daily and seasonal changes in shade air temperature, solar radiation, re-radiation, etc., will result in variations of the temperature distribution within individual elements of a structure.

(2)

The magnitude of the thermal effects will be dependent on local climatic conditions, together with the orientation of the structure, its overall mass, finishes (e.g. cladding in buildings), and in the case of building structures, heating and ventilation regimes and thermal insulation.

(3)

The temperature distribution within an individual structural element may be split into the following four essential constituent components, as illustrated in figure 4.1: a) A uniform temperature component, ∆Tu ; b) A linearly varying temperature difference component about the z-z axis, ∆TMY ; c) A linearly varying temperature difference component about the y-y axis, ∆TMZ ; d) A non-linear temperature difference component, ∆TE. This results in a system of self-equilibrated stresses which produce no net load effect on the element.

figure

4.1

Diagrammatic representation of constituent components of a temperature profile Key 1)

Note

Centre of gravity

(4)

The strains and therefore any resulting stresses, are dependent on the geometry and boundary conditions of the element being considered and on the physical properties of the material used. When materials with different coefficients of linear expansion are used compositely the thermal effect should be taken into account.

(5)

For the purpose of deriving thermal effects, the coefficient of linear expansion for a material should be used.

The coefficient of linear expansion for a selection of commonly used materials is given in annex C.

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RAPPRESENTAZIONE DELLE AZIONI (1)

Le variazioni giornaliera e stagionale della temperatura dell’aria all’ombra, la radiazione solare, la reirradiazione, ecc., causano la variazione della distribuzione della temperatura all’interno dei singoli elementi di una struttura.

(2)

L’ampiezza degli effetti termici dipende dalle condizioni climatiche locali, insieme all’orientamento della struttura, alla sua massa totale, alle finiture (per esempio coperture negli edifici), e nel caso di strutture di edifici, insieme al riscaldamento e al regime di ventilazione e isolamento termico.

(3)

La distribuzione di temperatura all’interno di un singolo elemento strutturale può essere divisa nelle seguenti quattro componenti costituenti essenziali, come illustrato in figura 4.1: a) una componente di temperatura uniforme, ∆Tu; b) una componente di differenza di temperatura variabile linearmente intorno all’asse z-z, ∆TMY; c) una componente di differenza di temperatura variabile linearmente intorno all’asse y-y, ∆TMZ; d) una componente di differenza di temperatura variabile in modo non lineare, ∆TE. Questo porta a un sistema di sforzi auto-equilibrati che non produce un effetto di forza netta sull’elemento.

figura

4.1

Rappresentazione diagrammatica delle componenti costituenti di un profilo di temperatura Legenda 1) Baricentro

Nota

(4)

Le deformazioni e perciò qualsiasi sforzo risultante, sono dipendenti dalla geometria e dalle condizioni al contorno dell’elemento che si sta considerando e dalle proprietà fisiche del materiale impiegato. Si raccomanda che l’effetto termico sia preso in considerazione quando sono impiegati materiali, assemblati in modo composito, con differenti coefficienti di espansione lineare.

(5)

Per lo scopo di derivare gli effetti termici, si raccomanda l’impiego del coefficiente di espansione lineare per un materiale.

Il coefficiente di espansione lineare, per una selezione di materiali impiegati comunemente, è fornito nell’appendice C.

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5

TEMPERATURE CHANGES IN BUILDINGS

5.1

General (1)P Thermal actions on buildings due to climatic and operational temperature changes shall be considered in the design of buildings where there is a possibility of the ultimate or serviceability limit states being exceeded due to thermal movement and/or stresses. Note 1

Note 2

5.2

Volume changes and/or stresses due to temperature changes may also be influenced by: a)

shading of adjacent buildings;

b)

use of different materials with different thermal expansion coefficients and heat transfer;

c)

use of different shapes of cross-section with different uniform temperature.

Moisture and other environmental factors may also affect the volume changes of elements.

Determination of temperatures (1)

Thermal actions on buildings due to climatic and operational temperature changes should be determined in accordance with the principles and rules provided in this Section taking into account national (regional) data and experience.

(2)P The climatic effects shall be determined by considering the variation of shade air temperature and solar radiation. Operational effects (due to heating, technological or industrial processes) shall be considered in accordance with the particular project. (3)P In accordance with the temperature components given in Section 4, climatic and operational thermal actions on a structural element shall be specified using the following basic quantities: a) a uniform temperature component ∆Tu given by the difference between the average temperature T of an element and its initial temperature T0; b) a linearly varying temperature component given by the difference ∆TM between the temperatures on the outer and inner surfaces of a cross section, or on the surfaces of individual layers; c) a temperature difference ∆Tp of different parts of a structure given by the difference of average temperatures of these parts. Note

Values of ∆TM and ∆Tp may be provided for the particular project. (4)

In addition to ∆Tu, ∆TM and ∆Tp, local effects of thermal actions should be considered where relevant (e.g. at supports or fixings of structural and cladding elements). Adequate representation of thermal actions should be defined taking into account the location of the building and structural detailing.

(5)

The uniform temperature component of a structural element ∆Tu is defined as: ∆Tu = T - T0

(5.1)

where:

T (6)

is an average temperature of a structural element due to climatic temperatures in winter or summer season and due to operational temperatures.

The quantities ∆Tu, ∆TM, ∆Tp, and T should be determined in accordance with the principles provided in 5.3 using regional data. When regional data are not available, the rules in 5.3 may be applied.

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5

VARIAZIONI DI TEMPERATURA NEGLI EDIFICI

5.1

Generalità (1)P Le azioni termiche sugli edifici causate da variazioni di temperatura climatiche e operative devono essere considerate nella progettazione degli edifici dove c’è la possibilità che lo stato limite ultimo o di esercizio siano superati a causa degli spostamenti termici e/o degli sforzi termici. Nota 1

Nota 2

5.2

Variazioni di volume e/o sforzi dovuti a variazioni di temperatura possono essere influenzati anche da: a)

ombra di edifici adiacenti;

b)

utilizzo di differenti materiali con diversi coefficienti di espansione termica (coefficiente di espansione lineare) e trasmissione del calore;

c)

utilizzo di differenti forme di sezioni trasversale con differente temperatura uniforme.

Anche l’umidità e altri fattori ambientali possono influenzare le variazione di volume degli elementi.

Determinazione delle temperature (1)

Si raccomanda che le azioni termiche sugli edifici causate da variazioni di temperature climatiche e operative siano determinate in accordo con i principi e le regole fornite nella presente Sezione tenendo conto dei dati nazionali (regionali) e dell’esperienza.

(2)P Gli effetti climatici devono essere determinati considerando la variazione della temperatura dell’aria all’ombra e la radiazione solare. Effetti legati alle condizioni di esercizio (dovuti a riscaldamento, processi tecnologici o industriali) devono essere considerati in accordo con il progetto particolare. (3)P In accordo con le componenti di temperatura fornite nella Sezione 4, le azioni termiche climatiche e operative su un elemento strutturale devono essere specificate utilizzando le seguenti quantità base: a) una componente di temperatura uniforme ∆Tu data dalla differenza tra la temperatura media T di un elemento e la sua temperatura iniziale T0; b) una componente di temperatura variabile linearmente data dalla differenza ∆TM tra le temperature delle superfici esterne e interne di una sezione trasversale, o sulle superfici di singoli strati; c) una differenza di temperatura ∆Tp di differenti parti di una struttura data dalla differenza di temperature medie di queste parti. Nota

I valori di ∆TM e ∆Tp possono essere forniti per il particolare progetto. (4)

In aggiunta a ∆Tu, ∆TM e ∆Tp, si raccomanda che gli effetti locali delle azioni termiche siano considerati dove significativi (per esempio ai supporti o ai sostegni di elementi strutturali e di copertura). Si raccomanda che sia definita una adeguata rappresentazione delle azioni termiche, tenendo conto della posizione dell’edificio e dei dettagli strutturali.

(5)

La componente di temperatura uniforme di un elemento strutturale ∆Tu è definita come: ∆Tu = T - T0

(5.1)

dove:

T (6)

è una temperatura media di un elemento strutturale dovuta a temperature climatiche in inverno o in estate e dovuta a temperature in condizioni di esercizio.

Si raccomanda che le quantità ∆Tu, ∆TM, ∆Tp, e T siano determinate in accordo con i principi forniti al punto 5.3 utilizzando dati regionali. Quando i dati regionali non sono disponibili, possono essere applicate le regole di cui al punto 5.3.

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5.3

Determination of temperature profiles (1)

The temperature T in Expression (5.1) should be determined as the average temperature of a structural element in winter or summer using a temperature profile. In the case of a sandwich element T is the average temperature of a particular layer.

Note 1

Methods of the thermal transmission theory are indicated in annex D.

Note 2

When elements of one layer are considered and when the environmental conditions on both sides are similar, T may be approximately determined as the average of inner and outer environment temperature Tin and Tout. (2)

The temperature of the inner environment, Tin , should be determined in accordance with table 5.1. The temperature of the outer environment, Tout , should be determined in accordance with: a) table 5.2 for parts located above ground level; b) table 5.3 for underground parts.

Note

table

5.1

The temperatures Tout for the summer season as indicated in table 5.2 are dependent on the surface absorptivity and its orientation: -

the maximum is usually reached for surfaces facing the west, south-west or for horizontal surfaces,

-

the minimum (in °C about half of the maximum) for surfaces facing the north.

Indicative temperatures of inner environment Tin Season Summer

T1

Winter

T2

Note

table

5.2

Values for T1 and T2 may be specified in the National Annex. When no data are available the values T1 = 20 °C and T2 = 25 °C are recommended.

Indicative temperatures Tout for buildings above the ground level

Season Summer

Temperature Tin

Significant factor Relative absorptivity depending on surface colour

Temperature Tout in °C

0,5 bright light surface

Tmax + T3

0,7 light coloured surface

Tmax + T4

0,9 dark surface

Tmax + T5 Tmin

Winter

Values of the maximum shade air temperature Tmax, minimum shade air shade temperature Tmin, and solar radiation effects T3, T4, and T5 may be specified in the National Annex. If no data are available for regions between latitudes 45°N and 55°N the v alues T3 = 0°C, T4 = 2°C, and T5 = 4°C are recommended, for North-East facing elements and T3 = 18°C, T4 = 30°C, and T5 = 42°C for South-West or horizontal facing elements.

Note

table

5.3

Indicative temperatures Tout for underground parts of buildings Depth below the ground level

Temperature Tout in °C

Summer

Less than 1 m More than 1 m

T6 T7

Winter

Less than 1 m More than 1 m

T8 T9

Season

Note

Values T6, T7, T8, and T9 may be specified in the National Annex. If no data are available for regions between latitudes 45°N and 55°N the v alues T6 = 8°C, T7 = 5°C, T8 = -5°C and T9 = -3°C are recommended.

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5.3

Determinazione dei profili di temperatura (1)

Si raccomanda che la temperatura T nell’espressione (5.1) sia determinata come la temperatura media di un elemento strutturale in inverno o in estate utilizzando un profilo di temperatura. Nel caso di elementi caratterizzati da strati di materiale diverso (strutture sandwich) T è la temperatura media di uno strato particolare.

Nota 1

I metodi della teoria della trasmissione termica sono indicati nell’appendice D.

Nota 2

Quando sono considerati gli elementi di uno strato e quando le condizioni ambientali di entrambi i lati sono simili, T può essere approssimativamente determinata come la media della temperatura ambientale interna ed esterna Tin e Tout. (2)

Si raccomanda che la temperatura dell’ambiente interno, Tin, sia determinata in accordo con il prospetto 5.1. Si raccomanda che la temperatura dell’ambiente esterno, Tout, sia determinata in accordo con: a) prospetto 5.2 per le parti posizionate sopra il livello del terreno; b) prospetto 5.3 per le parti sottoterra.

Nota

prospetto

5.1

Le temperature Tout per la stagione estiva, come indicate nel prospetto 5.2, sono dipendenti dall’assorbimento della superficie e dal suo orientamento: -

il massimo è raggiunto di solito per le superfici rivolte ad Ovest, Sud-Ovest o per superfici orizzontali;

-

il minimo (in °C circa metà del massimo) per superfici rivolte a Nord.

Temperature indicative di ambiente interno Tin Stagione Estate

T1

Inverno

T2

Nota

prospetto

5.2

I valori per T1 e T2 possono essere specificati nell’appendice nazionale. Quando non sono disponibili dati, sono raccomandati i valori T1 = 20 °C e T2 = 25 °C.

Temperature indicative per edifici sopra il livello del terreno Tout

stagione Estate

Temperatura Tin

Fattori significativi Assorbimento relativo dipendente dal colore della superficie

Temperatura Tout in °C

0,5 superfici chiare brillanti

Tmax + T3

0,7 superfici chiare colorate

Tmax + T4

0,9 superfici scure

Tmax + T5 Tmin

Inverno

I valori della temperatura massima dell’aria all’ombra Tmax, della temperatura minima dell’aria all’ombra Tmin, e gli effetti della radiazione solare T3, T4, e T5 possono essere specificati nell’appendice nazionale. Se non sono disponibili dati per le regioni comprese tra le latitudini 45°N e 55°N, sono raccomandati i valori T3 = 0 °C, T4 = 2 °C e T5 = 4 °C, per gli elementi rivolti a Nord-Est, e T3 = 18 °C, T4 = 30 °C e T5 = 42 °C per gli elementi rivolti a Sud-Ovest o per gli elementi orizzontali.

Nota

prospetto

5.3

Temperature indicative per le parti sottoterra di edifici Tout Profondità sotto il livello del terreno

Temperatura Tout in °C

Estate

Minore di 1 m Maggiore di 1 m

T6 T7

Inverno

Minore di 1 m Maggiore di 1 m

T8 T9

Stagione

Nota

I valori T6, T7, T8 e T9 possono essere specificati nell’appendice nazionale. Se non sono disponibili dati per regioni comprese tra le latitudini 45°N e 55°N, sono raccomandati i valori T6 = 8 °C, T7 = 5 °C, T8 = -5 °C e T9 = -3 °C

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6

TEMPERATURE CHANGES IN BRIDGES

6.1

Bridge decks

6.1.1

Bridge deck types (1) For the purposes of this Part, bridge decks are grouped as follows: Type 1

Steel deck:

- steel box girder - steel truss or plate girder

Type 2

Composite deck

Type 3

Concrete deck:

- concrete slab - concrete beam - concrete box girder

Note 1

See also figure 6.2.

Note 2

The National Annex may specify values of the uniform temperature component and the temperature difference component for other types of bridges.

6.1.2

Consideration of thermal actions (1)

(2)

Note

Representative values of thermal actions should be assessed by the uniform temperature component (see 6.1.3) and the temperature difference components (see 6.1.4). The vertical temperature difference component given in 6.1.4 should generally include the non-linear component, see 4(3). Either Approach 1 (see 6.1.4.1) or Approach 2 (see 6.1.4.2) should be used.

The selection of the approach to be used in a Country may be found in its National Annex. (3)

Where a horizontal temperature difference needs to be considered a linear temperature difference component may be assumed in the absence of other information (see 6.1.4.3).

6.1.3

Uniform temperature component

6.1.3.1

General

Note

(1)

The uniform temperature component depends on the minimum and maximum temperature which a bridge will achieve. This results in a range of uniform temperature changes which, in an unrestrained structure would result in a change in element length.

(2)

The following effects should be taken into account where relevant: -

Restraint of associated expansion or contraction due to the type of construction (e.g. portal frame, arch, elastomeric bearings);

-

Friction at roller or sliding bearings;

-

Non-linear geometric effects (2nd order effects);

-

For railway bridges the interaction effects between the track and the bridge due to the variation of the temperature of the deck and of the rails may induce supplementary horizontal forces in the bearings (and supplementary forces in the rails).

For more information, see EN 1991-2. (3)P Minimum shade air temperature (Tmin) and maximum shade air temperature (Tmax) for the site shall be derived from isotherms in accordance with 6.1.3.2. (4)

Note

The minimum and maximum uniform bridge temperature components Te.min and Te.max should be determined.

The national annex may specify Te.min and Te.max. figure 6.1 below gives recommended values.

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6

VARIAZIONI DI TEMPERATURA NEI PONTI

6.1

Impalcati da ponte

6.1.1

Tipologie di impalcati da ponte (1)

Ai fini della presente parte, gli impalcati da ponte sono raggruppati come segue: Tipo 1

Impalcato di acciaio:

- trave scatolare di acciaio - trave reticolare o a parete piena

Tipo 2

Impalcato a struttura composta

Tipo 3

Impalcato di calcestruzzo:

- piastra di calcestruzzo - trave di calcestruzzo - trave scatolare di calcestruzzo

Nota 1

Vedere anche figura 6.2.

Nota 2

L’appendice nazionale può specificare i valori della componente uniforme di temperatura e della componente di differenza di temperatura per altri tipi di ponti.

6.1.2

Considerazione delle azioni termiche

Nota

(1)

Si raccomanda che i valori rappresentativi delle azioni termiche siano stimati attraverso la componente di temperatura uniforme (vedere punto 6.1.3) e le componenti di differenza di temperatura (vedere punto 6.1.4).

(2)

Si raccomanda che la componente di differenza di temperatura verticale data nel punto 6.1.4 includa generalmente la componente non-lineare, vedere 4(3). Si raccomanda che siano utilizzati l’Approccio 1 (vedere punto 6.1.4.1) o l’Approccio 2 (vedere punto 6.1.4.2).

La scelta dell’approccio da utilizzare in un Paese può essere trovato nella sua appendice nazionale. (3)

Dove bisogna considerare una differenza di temperatura orizzontale, in assenza di altre informazioni può essere assunta una componente di differenza di temperatura lineare (vedere punto 6.1.4.3).

6.1.3

Componente di temperatura uniforme

6.1.3.1

Generalità

Nota

(1)

La componente di temperatura uniforme dipende dalla minima e dalla massima temperatura che un ponte raggiunge. Questo porta a un intervallo di variazione uniforme di temperatura che, in una struttura non vincolata porterebbe a una variazione nella lunghezza dell’elemento.

(2)

Si raccomanda che i seguenti effetti siano presi in conto dove significativi: -

limitazione della contrazione o espansione associata a causa del tipo di costruzione (per esempio intelaiatura a portale, arco, appoggi elastomerici);

-

attrito in corrispondenza di appoggi a rullo o scorrevoli;

-

effetti geometrici non-lineari (effetti del secondo ordine);

-

per ponti ferroviari, gli effetti di interazione tra il binario e il ponte dovuti alla variazione della temperatura dell’impalcato e delle rotaie possono indurre forze orizzontali supplementari negli appoggi (e forze supplementari nelle rotaie).

Per ulteriori informazioni, vedere EN 1991-2. (3)P La temperatura minima dell’aria all’ombra (Tmin) e la temperatura massima dell’aria all’ombra (Tmax) per il sito del ponte deve essere ricavata dalle isoterme in accordo con il punto 6.1.3.2. (4)

Nota

Si raccomanda che la minima e massima componente di temperatura uniforme del ponte Te.min e Te.max siano determinate.

L’appendice nazionale può specificare Te.min e Te.max. La figura 6.1 sotto riportata fornisce i valori raccomandati.

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figure

6.1

Correlation between minimum/maximum shade air temperature (Tmin/Tmax) and minimum/maximum uniform bridge temperature component (Te.min/Te.max) Key 1 2 3

Type 1 Type 2 Type 3

Nota 1 Nota 2

6.1.3.2

The values in figure 6.1 are based on daily temperature ranges of 10 °C. Such a range may be considered appropriate for most Member States. For steel truss and plate girders the maximum values given for type 1 may be reduced by 3 °C.

Shade air temperature (1)P Characteristic values of minimum and maximum shade air temperatures for the site location shall be obtained, e.g. from national maps of isotherms. Note

Information (e.g. maps of isotherms) on minimum and maximum shade air temperatures to be used in a Country may be found in its National Annex. (2)

These characteristic values should represent shade air temperatures for mean sea level in open country with an annual probability of being exceeded of 0,02. For other annual probabilities of being exceeded (p other than 0,02), height above sea level and local conditions (e.g. frost pockets) the values should be adjusted in accordance with annex A.

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figura

6.1

Correlazione tra temperatura dell’aria all’ombra minima/massima (Tmin/Tmax) e componente di temperatura uniforme del ponte minima/massima (Te.min/Te.max) Legenda 1 Tipo 1 2 Tipo 2 3 Tipo 3

Nota 1

Nota 2

6.1.3.2

I valori in figura 6.1 sono basati su un’escursione di temperatura giornaliera di 10 °C. Una tale escursione può essere considerata appropriata per la maggior parte degli Stati Membri. Per travi di acciaio reticolari e a parete piena il valore massimo dato per il tipo 1 può essere ridotto di 3 °C.

Temperatura dell’aria all’ombra (1)P I valori caratteristici della minima e massima temperatura dell’aria all’ombra per la collocazione del sito devono essere ottenuti, per esempio dalle mappe nazionali delle isoterme. Nota

Informazioni (per esempio le mappe delle isoterme) sulle minime e massime temperature dell’aria all’ombra, da utilizzare in un Paese, possono essere trovate nella sua appendice nazionale. (2)

Questi valori caratteristici dovrebbero rappresentare la temperatura dell’aria all’ombra per il livello medio del mare in aperta campagna con una probabilità annua di essere superata di 0,02. Si raccomanda che per altre probabilità annue di essere superate (p diverso da 0,02), differente quota sul livello del mare e altre condizioni locali (per esempio sacche di aria fredda) i valori siano adattati in accordo con l’appendice A.

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(3) Where an annual probability of being exceeded of 0,02 is deemed inappropriate, the minimum shade air temperatures and the maximum shade air temperatures should be modified in accordance with annex A.

6.1.3.3

Range of uniform bridge temperature component (1)P The values of minimum and maximum uniform bridge temperature components for restraining forces shall be derived from the minimum (Tmin) and maximum (Tmax) shade air temperatures (see 6.1.3.1(3) and 6.1.3.1(4)). (2)

The initial bridge temperature To at the time that the structure is restrained may be taken from annex A for calculating contraction down to the minimum uniform bridge temperature component and expansion up to the maximum uniform bridge temperature component.

(3)

Thus the characteristic value of the maximum contraction range of the uniform bridge temperature component, ∆TN,con should be taken as ∆TN,con = T0 - Te.min

(6.1)

and the characteristic value of the maximum expansion range of the uniform bridge temperature component, ∆TN,exp should be taken as ∆TN,exp = Te.max - T0

(6.2)

Note 1

The overall range of the uniform bridge temperature component is ∆TN = Te.max - Te.min

Note 2

For bearings and expansion joints the National Annex may specify the maximum expansion range of the uniform bridge temperature component, and the maximum contraction range of the uniform bridge temperature component, if no other provisions are required. The recommended values are (∆TN,exp + 20) °C and (∆TN,con + 20) °C. If the temperature at which the bearings and expansion joints are set is specified, then the recommended values are (∆TN,exp + 10) °C and (∆TN,con + 10) °C.

Note 3

For the design of bearings and expansion joints, the values of the coefficient of expansion given in annex C, table C.1 may be modified if alternative values have been verified by tests or more detailed studies.

6.1.4

Temperature difference components (1)

Over a prescribed time period heating and cooling of a bridge deck's upper surface will result in a maximum heating (top surface warmer) and a maximum cooling (bottom surface warmer) temperature variation.

(2)

The vertical temperature difference may produce effects within a structure due to:

(3) Note

6.1.4.1

-

Restraint of free curvature due to the form of the structure (e.g. portal frame, continuous beams etc.);

-

Friction at rotational bearings;

-

Non-linear geometric effects (2nd order effects).

In the case of cantilever construction an initial temperature difference may need to be taken into account at the closure of the cantilever.

Values of the initial temperature difference may be specified in the National Annex.

Vertical linear component (Approach 1) (1)

Note

The effect of vertical temperature differences should be considered by using an equivalent linear temperature difference component (see 6.1.2(2))with ∆TM,heat and ∆TM,cool. These values should be applied between the top and the bottom of the bridge deck.

Values of ∆TM,heat and ∆TM,cool to be used in a Country may be found in its National Annex. Recommended values for ∆TM,heat and ∆TM,cool are given in table 6.1.

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(3)

6.1.3.3

Dove una probabilità annua di essere superata di 0,02 è ritenuta non appropriata, si raccomanda che le temperature minime dell’aria all’ombra e le temperature massime dell’aria all’ombra siano modificate in accordo con l’appendice A.

Intervallo della componente uniforme di temperatura del ponte (1)P I valori di minimo e massimo della componente uniforme di temperatura del ponte per forze di vincolo devono essere derivati dalle minime (Tmin) e dalle massime (Tmax) temperature dell’aria all’ombra (vedere punto 6.1.3.1(3) e punto 6.1.3.1(4)). (2)

La temperatura iniziale del ponte T0 al tempo in cui la struttura è vincolata può essere dedotta dall’appendice A. Questo valore della temperatura è utilizzato per calcolare la contrazione fino alla componente di temperatura uniforme minima del ponte e l’espansione fino alla componente di temperatura uniforme massima del ponte.

(3)

Così si raccomanda che il valore caratteristico dell’intervallo di massima contrazione della componente di temperatura uniforme del ponte, ∆TN,con sia preso come: ∆TN,con = T0 - Te.min

(6.1)

e si raccomanda che il valore caratteristico dell’intervallo di massima espansione della componente di temperatura uniforme del ponte, ∆TN,exp sia preso come: ∆TN,exp = Te.max - T0

(6.2)

Nota 1

L’intervallo complessivo della componente di temperatura uniforme del ponte è ∆TN = Te.max - Te.min

Nota 2

Per appoggi e giunti di espansione l’appendice nazionale può specificare il massimo intervallo di espansione della componente di temperatura uniforme del ponte, e il massimo intervallo di contrazione della componente di temperatura uniforme del ponte, se altre disposizioni non sono richieste. I valori raccomandati sono (∆TN,exp + 20) °C e (∆TN,con + 20) °C. Se la temperatura a cui gli appoggi e i giunti di espansione sono calibrati è specificata, allora i valori raccomandati sono (∆TN,exp + 10) °C e (∆TN,con + 10) °C.

Nota 3

Per la progettazione di appoggi e giunti di espansione, i valori del coefficiente di espansione fornito nell’appendice C, prospetto C.1 può essere modificato se valori alternativi sono stati verificati attraverso prove o studi più dettagliati.

6.1.4

Componenti di differenza di temperatura (1)

Oltre un periodo di tempo prescritto, il riscaldamento e raffreddamento di una superficie superiore di un impalcato da ponte hanno come effetto una massima variazione di temperatura in fase di riscaldamento (superficie superiore più calda) e una massima variazione di temperatura in fase di raffreddamento (superficie inferiore più calda).

(2)

La differenza di temperatura verticale può produrre effetti all’interno di una struttura a causa di:

(3) Nota

6.1.4.1

-

limitazione della curvatura libera dovuta alla forma della struttura (per esempio intelaiatura a portale, travi continue, ecc.);

-

attrito agli appoggi rotazionali;

-

effetti geometrici non-lineari (effetti del secondo ordine):

Nel caso di costruzioni a sbalzo può essere necessario considerare una differenza di temperatura iniziale alla chiusura dello sbalzo.

I valori della differenza di temperatura iniziale possono essere specificati nell’appendice nazionale.

Componente lineare verticale (Approccio 1) (1)

Nota

Si raccomanda che l’effetto di differenze di temperatura verticali sia considerato attraverso l’utilizzo di una componente di differenza di temperatura lineare equivalente [vedere punto 6.1.2(2)] con ∆TM,heat e ∆TM,cool. Si raccomanda che questi valori siano applicati tra la superficie superiore e la superficie inferiore dell’impalcato da ponte.

I valori di ∆TM,heat e ∆TM,cool da utilizzare in un Paese possono essere trovati nella sua appendice nazionale. I valori raccomandati per ∆TM,heat e ∆TM,cool sono forniti nel prospetto 6.1.

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table

6.1

Recommended values of linear temperature different types of bridge decks for road, foot and railway bridges

Type of Deck

Top warmer than bottom

Bottom warmer than top

∆TM,heat (°C)

∆TM,cool (°C)

Type 1: Steel deck

18

13

Type 2: Composite deck

15

18

10 15 15

5 8 8

Type 3: Concrete deck: - concrete box girder - concrete beam - concrete slab

Note 1 The values given in the table represent upper bound values of the linearly varying temperature difference component for representative sample of bridge geometries. Note 2 The values given in the table are based on a depth of surfacing of 50 mm for road and railway bridges. For other depths of surfacing these values should be multiplied by the factor ksur. Recommended values for the factor ksur is given in table 6.2.

table

6.2

Recommended values of ksur to account for different surfacing thickness Road, foot and railway bridges

Surface Thickness

Type 1

Type 2

Type 3

Top warmer than bottom

Bottom warmer than top

Top warmer than bottom

Bottom warmer than top

Top warmer than bottom

Bottom warmer than top

ksur

ksur

ksur

ksur

ksur

ksur

0,7

0,9

0,9

1,0

0,8

1,1

1,6

0,6

1,1

0,9

1,5

1,0

50

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

100

0,7

1,2

1,0

1,0

0,7

1,0

150

0,7

1,2

1,0

1,0

0,5

1,0

ballast (750 mm)

0,6

1,4

0,8

1,2

0,6

1,0

[mm] unsurfaced water-proofed

1)

1)

These values represent upper bound values for dark colour.

6.1.4.2

Vertical temperature components with non-linear effects (Approach 2) (1)

The effect of the vertical temperature differences should be considered by including a non-linear temperature difference component (see 6.1.2.2).

Note 1

Values of vertical temperature differences for bridge decks to be used in a Country may be found in its National annex. Recommended values are given in figures 6.2a - 6.2c. In these figures "heating" refers to conditions such that solar radiation and other effects cause a gain in heat through the top surface of the bridge deck. Conversely, "cooling" refers to conditions such that heat is lost from the top surface of the bridge deck as a result of re-radiation and other effects.

Note 2

The temperature difference ∆T incorporates ∆TM and ∆TE (see 4(3)) together with a small part of component ∆TN; this latter part is included in the uniform bridge temperature component (see 6.1.3).

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prospetto

6.1

Valori raccomandati della componente di differenza di temperatura lineare per differenti tipi di impalcati da ponte per ponti stradali, pedonali e ferroviari

Tipo di impalcato

Parte superiore più calda della parte inferiore

Parte inferiore più calda della parte superiore

∆TM,heat (°C)

∆TM,cool (°C)

Tipo 1: Impalcato di acciaio

18

13

Tipo 2: Impalcato a struttura composta

15

18

10 15 15

5 8 8

Tipo 3: Impalcato di calcestruzzo: - trave scatolare di calcestruzzo - trave di calcestruzzo - piastra di calcestruzzo

Nota 1 I valori forniti nel prospetto rappresentano i limiti superiori dei valori della componente di differenza di temperatura variabile linearmente per campioni rappresentativi della geometria del ponte. Nota 2 I valori forniti nel prospetto sono basati su una profondità di rivestimento di 50 mm per ponti stradali e ferroviari. Si raccomanda che, per altre profondità di rivestimento, questi valori siano moltiplicati per un fattore ksur. I valori raccomandati per il fattore ksur sono forniti nel prospetto 6.2.

prospetto

6.2

Valori raccomandati di ksur per tenere conto dei diversi spessori di rivestimento Ponti stradali, pedonali e ferroviari

Spessore della superficie

Tipo 1

Tipo 2

Tipo 3

Parte superiore più calda della parte inferiore

Parte inferiore più calda della parte superiore

Parte superiore più calda della parte inferiore

ksur

ksur

ksur

ksur

ksur

ksur

0,7

0,9

0,9

1,0

0,8

1,1

1,6

0,6

1,1

0,9

1,5

1,0

50

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

100

0,7

1,2

1,0

1,0

0,7

1,0

150

0,7

1,2

1,0

1,0

0,5

1,0

Massicciata (ballast) (750 mm)

0,6

1,4

0,8

1,2

0,6

1,0

[mm] Non rivestito Impermeabilizzato

1)

1)

Parte inferiore più Parte superiore Parte inferiore più calda della parte più calda della calda della parte superiore parte inferiore superiore

Questi valori rappresentano i valori di limite superiore per colori scuri.

6.1.4.2

Componenti di temperatura verticale con effetti non-lineari (Approccio 2) (1)

Si raccomanda che l’effetto delle differenze di temperatura verticali sia considerato includendo una componente di differenza di temperatura non-lineare (vedere punto 6.1.2.2).

Nota 1

I valori della differenza di temperatura verticali per gli impalcati da ponte, da utilizzare in un Paese, possono essere trovati nella sua appendice nazionale. I valori raccomandati sono forniti nelle figure 6.2a - 6.2c. In queste figure "riscaldamento" si riferisce a condizioni tali che la radiazione solare e altri effetti causano un aumento di calore attraverso la superficie superiore dell’impalcato da ponte. Per contro, "raffreddamento" si riferisce a condizioni tali che il calore è perso dalla superficie superiore dell’impalcato da ponte come risultato di una reirradiazione e altri effetti.

Nota 2

La differenza di temperature ∆T include ∆TM e ∆TE [vedere punto 4(3)] insieme a una piccola parte di componente ∆TN; questa ultima parte è inclusa nella componente di temperatura uniforme del ponte (vedere punto 6.1.3).

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figure

6.2a

Temperature differences for bridge decks - Type 1: Steel Decks Temperature difference (∆T)

Type of Construction (a) Heating

(b) Cooling

1a. Steel deck on steel box girders 1 40 mm surfacing ∆T1 = -6 °C h1 = 0,5 m ∆T1 = 24 °C h1 = 0,1m ∆T2 = 14 °C h2 = 0,2m ∆T3 = 8 °C h3 = 0,3m ∆T4 = 4 °C

1b. Steel deck on steel truss or plate girders 1 40 mm surfacing ∆T1 = 21 °C h1 = 0,5 m

Note

∆T1 = -5 °C h1 = 0,1 m

The temperature difference ∆T incorporates ∆TM and ∆TE (see 4.3) together with small part of component ∆TN; this latter part has been included in the uniform bridge temperature component (see 6.1.3).

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figura

6.2a

Differenze di temperatura per impalcati da ponte - Tipo 1: Impalcati di acciaio Differenza di Temperatura (∆T)

Tipo di Costruzione (a) Riscaldamento

1a. Impalcato di acciaio su travi scatolari di acciaio 1 40 mm di rivestimento

(b) Raffreddamento

∆T1 = -6 °C h1 = 0,5 m ∆T1 = 24 °C h1 = 0,1m ∆T2 = 14 °C h2 = 0,2m ∆T3 = 8 °C h3 = 0,3m ∆T4 = 4 °C

1b. Impalcato di acciaio su travi di acciaio reticolari o a parete piena 1 40 mm di rivestimento

Nota

∆T1 = 21 °C h1 = 0,5 m

∆T1 = -5 °C h1 = 0,1 m

La differenza di temperatura ∆T include ∆TM e ∆TE (vedere punto 4.3) insieme a una piccola parte di componente ∆TN; questa ultima parte è stata inclusa nella componente di temperatura uniforme del ponte (vedere punto 6.1.3).

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figure

6.2b

Temperature differences for bridge decks - Type 2: Composite Decks Temperature difference (∆T)

Type of Construction

(b) Cooling

h1 = 0,6 m h2 = 0,4 m h

∆T1

∆T2

h

∆T1

∆T2

m 0,2 0,3

°C 13 16

°C 4 4

m 0,2 0,3

°C -3,5 -5,0

°C -8 -8

Simplified procedure

2a. Concrete deck on steel box, truss or plate girders 1 100 mm surfacing

Normal procedure

(a) Heating

∆T1 = 10 °C

1 100 mm surfacing Note

∆T1 = -10 °C

For composite bridges the simplified procedure given above may be used, giving upper bound thermal effects. Values for ∆T in this procedure are indicative and may be used unless specific values are given in the National Annex.

Nota

The temperature difference ∆T incorporates ∆TM and ∆TE (see 4.3) together with small part of component ∆TN; this latter part has been included in the uniform bridge temperature component (see 6.1.3).

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figura

6.2b

Differenze di temperatura per impalcati da ponte - Tipo 2: Impalcati a struttura composta Differenza di Temperatura (∆T)

Tipo di Costruzione

Procedura semplificata

2a. Impalcato di calcestruzzo su travi di acciaio a cassone, travi di acciaio reticolari o a parete piena 1 100 mm di rivestimento

Procedura normale

(a) Riscaldamento

1 100 mm di rivestimento Nota

(b) Raffreddamento

h1 = 0,6 m h2 = 0,4 m h

∆T1

∆T2

h

∆T1

∆T2

m 0,2 0,3

°C 13 16

°C 4 4

m 0,2 0,3

°C -3,5 -5,0

°C -8 -8

∆T1 = 10 °C

∆T1 = -10 °C

Per ponti a struttura composta può essere utilizzata la procedura data sopra, fornendo un limite superiore degli effetti termici. I valori per ∆T in questa procedura sono indicativi e possono essere utilizzati a meno che valori specifici non siano forniti nell’appendice nazionale.

Nota

La differenza di temperatura ∆T include ∆TM e ∆TE (vedere punto 4.3) insieme a una piccola parte di componente ∆TN; questa ultima parte è stata inclusa nella componente di temperatura uniforme del ponte (vedere punto 6.1.3).

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figure

6.2c

Temperature differences for bridge decks - Type 3: Composite Decks Temperature difference (∆T)

Type of Construction (a) Heating

(b) Cooling

3a. Concrete slab 1 100 mm surfacing

h1 = 0,3h but ≤0,15 m h2 = 0,3h but ≤0,10 m but ≤0,25 m h3 = 0,3h but ≤(0,10 + surfacing depth in metres) (for thin slabs, h3 is limited da h - h1 - h2) 3b. Concrete beams 1 100 mm surfacing

h

∆T1

∆T2

∆T1

m ≤0,2 0,4 0,6 ≥0,8

8,5 12,0 13,0 13,0

°C 3,5 3,0 3,0 3,0

0,5 1,5 2,0 2,5

h1 = h4 = 0,20h but ≤0,25 m h2 = h3 = 0,25h but ≤0,20 m

h

∆T1

∆T2

∆T3

∆T4

m ≤0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 ≥1,5

-2,0 -4,5 -6,5 -7,6 -8,0 -8,4

°C -0,5 -1,4 -1,8 -1,7 -1,5 -0,5

-0,5 -1,0 -1,5 -1,5 -1,5 -1,0

-1,5 -3,5 -5,0 -6,0 -6,3 -6,5

3c. Concrete box girder 1 100 mm surfacing

Nota

6.1.4.3

The temperature difference ∆T incorporates ∆TM and ∆TE (see 4.3) together with small part of component ∆TN; this latter part has been included in the uniform bridge temperature component (see 6.1.3).

Horizontal components (1)

Note

6.1.4.4

In general, the temperature difference component need only be considered in the vertical direction. In particular cases however (for example when the orientation or configuration of the bridge results in one side being more highly exposed to sunlight than the other side), a horizontal temperature difference component should be considered.

The National annex may specify numerical values for the temperature difference. If no other information is available and no indications of higher values exist, 5 °C may be recommended as a linear temperature difference between the outer edges of the bridge independent of the width of the bridge.

Temperature difference components within walls of concrete box girders (1)

Note

Care should be exercised in the design of large concrete box girder bridges where significant temperature differences can occur between the inner and outer web walls of such structures.

The National annex may specify numerical values for the temperature difference. The recommended value for a linear temperature difference is 15 °C.

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6.2c

Differenze di temperatura per impalcati da ponte - Tipo 3: Impalcati di calcestruzzo Differenza di Temperatura (∆T)

Tipo di Costruzione (a) Riscaldamento

(b) Raffreddamento

3a. Piastra di calcestruzzo 1 100 mm di rivestimento

h1 = 0,3h ma ≤0,15 m h2 = 0,3h ma ≤0,10 m h1 = h4 = 0,20h ma ≤0,25 m ma