欧洲规范-结构上的作用BS EN 1991-1-7：2006-中文版

英国BSEN1991-1-7:2006除著作权法规定情形外，未经BSI授权不得擅自复制欧洲1：结构上的作用—第1-7部分：一般作用—偶然作用欧洲标准EN1991-1-7:2006与英国标准具有同等效力ICS91.010.30BSEN1991-1-7:2006本英国标准由标准政策和策略委员会于2006年9月29日授权出版。©BSI2006ISBN0580482685英国版前言本英国标准由BSI出版。是EN1991-1-7:2006的英国版。欧洲规范的结构按照主要材料可分为几个部分：混凝土结构、钢结构、钢混组合结构、木结构、砌体结构和铝结构。本规范为特殊所需的所有相关部分设定了共同的废止日期(DOW)。当所有EN欧洲规范出版之后，与之相冲突的国家标准将在共存期结束时废止。在欧洲标准出版之后，允许有两年的国家修正期，在此期间发布国家版附录，接着是为期3年的共存期。在共存期内，鼓励各成员国调整其国家标准中的规定，以在2010年3月的共存期结束前废止与欧洲标准不一致的国家规则。此共存期结束后，国家标准将废止。在英国，下列国家标准由欧洲规范1系列代替。而这些标准将在公示日期废止。欧洲规范被代替的英国标准EN1991-1-1BS6399-1:1996EN1991-1-2无EN1991-1-3BS6399-3:1988EN1991-1-4BS6933-2:1997、BS5400-2:1978*EN1991-1-5BS5400-2:1978*EN1991-1-6无EN1991-1-7无EN1991-2BS5400-1:1988、BS5400-2:1978*EN1991-1-7无EN1991-4无*在BSEN1990:2002的附录A.2出版之前，N.B.BS5400-2:1978不会被完全代替。受技术委员会B/525“建筑和土木工程结构”委托，英国加入小组委员会B/525/1“结构上的作用（荷载）”，参与规范的编制工作。可向秘书处索取参与该小组委员会的机构名单。对于本欧洲规范中允许各国自行进行选择的部分规范性内容，将在规范的文本中给BSEN1991-1-7:2006出范围和可能的选择，并且做出说明保证其为国家确定参数(NDP)。若在欧洲规范中有多种NDP，则NDP可以是一个具体的系数值、一个特定的级别或类别、一种特殊的或特殊应用的规则。出版后发布的修订修订编号日期备注为使EN1991-1-7在英国得到应用，NDP将刊登在英国版附录里，并在咨询公众之后的适当时候将其归入此英国标准中。本出版物并非旨在囊括合同中所有的必要条款。对于文件是否正确适用，用户自行负责。符合英国标准并不表示可免除其法律责任。版面综述本文件包括封面、封面内页、i页、空白页、EN书名页、第2至46页、封底内页和封底。本文件中的BSI版权声明表示文件的最后发行日期。欧洲标准EN1991-1-72006年7月ICS91.010.30代替ENV1991-2-7:1998英文版欧洲规范1：结构上的作用—第1-7部分：一般作用—偶然作用此欧洲标准于2006年1月9日通过欧洲标准化委员会(CEN)审批。CEN成员均须遵守CEN/CENELEC内部条例，其条款规定了此欧洲标准在不做任何变更的前提下即与各国国家标准具有同等效力的条件。若要索取有关国家标准的最新目录和参考书目，可向管理中心或任何CEN成员国提出申请。本欧洲标准有三种官方版本（英文版、法文版和德文版）。任何由CEN成员国负责翻译成本国语言的版本在CEN管理中心备案之后，即与官方版本具有同等效力。CEN成员为各国国家标准机构，包括奥地利、比利时、塞浦路斯、捷克、丹麦、爱沙尼亚、芬兰、法国、德国、希腊、匈牙利、冰岛、爱尔兰、意大利、拉脱维亚、立陶宛、卢森堡、马耳他、荷兰、挪威、波兰、葡萄牙、罗马尼亚、斯洛伐克、斯洛文尼亚、西班牙、瑞典、瑞士和英国。欧洲标准化委员会管理中心：布鲁塞尔斯大萨特街36号(B-1050)©2006CENCEN成员国保留在全球范围内以任何形式参考编号：EN1991-1-7:2006:E或方式进行开发利用的所有EN1991-1-7:2006(E)2目录页码前言.........................................................................................................................................................5欧洲规范项目背景.........................................................................................................................5欧洲规范的效力和适用领域.........................................................................................................6贯彻欧洲规范的国家标准.............................................................................................................6欧洲规范和统一化产品技术规范（EN和ETA）之间的联系..................................................7EN1991-1-7的附加信息...............................................................................................................7国家附录.........................................................................................................................................7第1章综述.........................................................................................................................................101.1范围........................................................................................................................................101.2规范性引用文件....................................................................................................................101.3假定........................................................................................................................................111.4原则和应用规则的区别........................................................................................................111.5术语和定义............................................................................................................................111.5.1燃烧速率.....................................................................................................................121.5.2后果分类.....................................................................................................................121.5.3爆燃.............................................................................................................................121.5.4爆震.............................................................................................................................121.5.5动态力.........................................................................................................................121.5.6等效静态力.................................................................................................................131.5.7火焰速度.....................................................................................................................131.5.8易燃极限.....................................................................................................................131.5.9冲击物体.....................................................................................................................131.5.10关键构件...................................................................................................................131.5.11承重墙构造...............................................................................................................131.5.12局部破坏...................................................................................................................131.5.13风险...........................................................................................................................131.5.14稳固性.......................................................................................................................141.5.15下部结构...................................................................................................................141.5.16上部结构...................................................................................................................141.5.17泄爆设备...................................................................................................................141.6符号........................................................................................................................................14第2章作用分类.................................................................................................................................16第3章设计状况.................................................................................................................................173.1综述........................................................................................................................................173.2偶然设计状况-针对已识别偶然作用的策略.......................................................................183.3偶然设计状况---限制局部破坏程度的策略........................................................................193.4偶然设计状况–后果类型的使用......................................................................................19第4章冲击.........................................................................................................................................214.1适用领域................................................................................................................................214.2作用表示................................................................................................................................214.3由道路车辆造成的偶然作用................................................................................................224.3.1支承下部结构上的冲击力.........................................................................................224.3.2上部结构所受冲击.....................................................................................................23EN1991-1-7:2006(E)34.4由铲车造成的偶然作用........................................................................................................254.5由结构附近或之下的脱轨铁路交通引发的偶然作用.........................................................254.5.1横跨运行中铁路线的建筑或运行中铁路沿线建筑..................................................264.5.2位于轨道端外的结构.................................................................................................274.6船舶交通造成的偶然作用....................................................................................................284.6.1综述.............................................................................................................................284.6.2河流和运河交通冲击力.............................................................................................284.6.3航海船舶的冲击.........................................................................................................294.7直升机造成的偶然作用........................................................................................................30第5章内部爆炸.................................................................................................................................315.1适用领域................................................................................................................................315.2作用阐释................................................................................................................................315.3设计原则................................................................................................................................32附录A（资料性）针对未知原因造成的建筑物局部破坏后果的设计.........................................33A.1范围.......................................................................................................................................33A.2介绍.......................................................................................................................................33A.3建筑的后果分类...................................................................................................................33A.4建议方法...............................................................................................................................35A.5水平系梁...............................................................................................................................36A.5.1框架结构....................................................................................................................36A.5.2承重墙构造................................................................................................................37A.6垂直系梁...............................................................................................................................39A.7承重墙的标称段...................................................................................................................39A.8关键构件...............................................................................................................................39附录B（资料性）风险评估相关信息6...........................................................................................40B.1介绍........................................................................................................................................40B.2定义........................................................................................................................................41B.2.1后果.............................................................................................................................41B.2.2危险场景.....................................................................................................................41B.2.3风险.............................................................................................................................41B.2.4风险接受标准.............................................................................................................41B.2.5风险分析.....................................................................................................................41B.2.6风险评估.....................................................................................................................41B.2.7风险管理.....................................................................................................................41B.2.8意外事件.....................................................................................................................42B.3风险分析范围的描述............................................................................................................42B.4风险分析方法........................................................................................................................42B.4.1定性风险分析.............................................................................................................42B.4.2定量风险分析.............................................................................................................43B.5风险接受和缓解措施............................................................................................................43B.6风险缓解措施........................................................................................................................44B.7再考虑....................................................................................................................................44B.8结果和结论的交流................................................................................................................45B.9建筑物和土木工程结构的应用............................................................................................45B.9.1综述.............................................................................................................................45B.9.2结构风险分析.............................................................................................................46B.9.3极端事件的风险模型.................................................................................................47EN1991-1-7:2006(E)4B.9.4轨道交通冲击相关的风险分析应用指南.................................................................50附录C（资料性）冲击的动力设计..................................................................................................52C.1综述.......................................................................................................................................52C.2冲击动力...............................................................................................................................52C.2.1重冲击........................................................................................................................52C.2.2软冲击........................................................................................................................54C.3异常道路车辆的冲击...........................................................................................................54C.4船舶冲击...............................................................................................................................56C.4.1内陆航道上的船舶冲击.............................................................................................56C.4.2海上航道的船舶冲击.................................................................................................57C.4.3内陆航道上的船舶冲击高级分析.............................................................................58C.4.4海上航道的船舶冲击高级分析.................................................................................60附录D（资料性）内部爆炸............................................................................................................62D.1房间，船舶和燃料舱的粉尘爆炸.......................................................................................62D.2天然气爆炸...........................................................................................................................64D.3道路和铁路隧道的爆炸.......................................................................................................65EN1991-1-7:2006(E)5前言为技术委员会CEN/TC250“结构欧洲规范”编制本欧洲标准（EN1991-1-7：2006），本技术委员会的秘书处由英国标准委员会主持。技术委员会CEN/TC250负责所有的结构欧洲规范。此欧洲标准取代ENV1991-2-7:1998。最迟应在2007年1月以前，通过发布相同文本，或是签署同意书，赋予此欧洲标准国家标准效力，并最迟在2010年3月以前撤销相互冲突的国家标准。根据CEN/CENELEC的内部规则，以下国家的国家标准机构必定执行本欧洲标准：澳大利亚、比利时、塞浦路斯、捷克共和国、丹麦、爱沙尼亚、芬兰、法国、德国、希腊、匈牙利、冰岛、爱尔兰、意大利、拉脱维亚、立陶宛、卢森堡、马耳他、荷兰、挪威、波兰、葡萄牙、罗马尼亚、斯洛伐克、斯洛文尼亚、西班牙、瑞典、瑞士和英国。欧洲规范项目背景在1975年，欧共体委员会决定在相关条约第95条基础上发起建筑领域的一项行动计划，旨在消除贸易和技术规范统一化中的技术障碍。在此行动计划内，委员会积极主动，建立了一系列建筑工程设计的统一化技术规则，在初期阶段，它将成为和成员国国家规则共存的有效规则，最终将取代前者。15年以来，在由成员国代表组成的指导委员会的协助下，技术委员会逐步完善欧洲规范计划，20世纪80年代第一代欧洲规范因此出台。在1989年，委员会和欧盟和欧洲自由贸易协会的成员国决定，在委员会和CEN的1基础上，以委任托管的形式将欧洲规范的编制和发布任务移交给CEN，好让这些规范将来具有欧洲标准的效力。此举实际上将欧洲规范和处理欧洲标准问题的所有委员会指令和委员会决议（例如：关于建筑产品的委员会指令89/106/EEC，即CPD，关于公共工程和服务的大会指令93/37/EEC、92/50/EEC和类似的欧洲自由贸易协会为建立内部市场而开始实施的相关指令）中的规定联系起来。结构欧洲规范计划由以下标准组成，以下标准往往由很多部分组成：EN1990欧洲规范：结构设计依据EN1991欧洲规范1：结构上的作用EN1992欧洲规范2：混凝土结构设计1欧共体委员会和欧洲标准化委员会（CEN）之间有关建筑和土木工程设计欧洲规范（BC/CEN/03/89）工作的协定。EN1991-1-7:2006(E)6EN1993欧洲规范3：钢结构设计EN1994欧洲规范4：钢混组合结构的设计EN1995欧洲规范5：木结构的设计EN1996欧洲规范6：砌体结构的设计EN1997欧洲规范7：岩土工程设计EN1998欧洲规范8：防震结构设计EN1999欧洲规范9：铝结构设计欧洲标准认可了每个成员国的主管机构的监查责任并维护他们在全国范围内确定和规范性安全事宜相关规定值的权利。这些权利在国与国之间有所不同。欧洲规范的效力和适用领域欧盟和欧洲自由贸易协会的成员国认可，作为参考文件，欧洲规范具有如下用途：-作为证明建筑和土木工程项目符合大会指令89/106/EEC的基本要求的手段，特别是基本要求N°1–力学承载力和可靠性-基本要求N°2-火灾安全；-作为制定建筑工程和相关工程设计服务合同规定的依据；-作为制定建筑产品统一化技术规范（EN和ETA）的框架。欧洲规范，只要是与建筑工作相关，尽管与统一化产品2标准有不同的性质，但与CPD的条款12中提到的阐述性文件3有直接联系。因此欧洲规范工作的技术方面需受到制定产品标准的CEN技术委员会和EOTA工作组的大力重视，从而实现上述技术规范与欧洲规范的兼容。欧洲规程标准为传统或创新建筑结构和部件设计提供了日常所用的普通结构设计规则，其中不包括特殊形式的建筑或设计条件，如遇此情况设计者需另行考虑专家意见。贯彻欧洲规范的国家标准贯彻欧洲规范的国家标准将包括CEN发布的欧洲规范的所有文本内容（包括附录），国家标题页和国家前言将在前，并在结尾附有国家附录（资料性）。国家附录（资料性）将仅包含和欧洲规范中列出的供不同国家选择的参数相关的特定信息，此类参数被称为国家决定参数。用于不同国家建筑和土木工程中的设计工作。2根据CPD第3.3条的规定，基本要求（ER）在解释性文件中应有具体内容，以在基本要求和授权之间建立必要的联系来统一En和ETAG/ETA。3根据CPD第12条的规定，解释性文件应：a）通过统一术语和技术基础，并在必要时指出各要求的类别或级别，来给出具体的基本要求；b）说明将这些类别或级别的要求与技术规范相联系的方法，如计算和检验的方法、项目设计的技术规则等；c）作为建立统一标准和欧洲技术审批指南的参考。实际上，欧洲规范在整个基本要求1和部分基本要求2的范围内发挥了相似的作用。EN1991-1-7:2006(E)7也就是：–欧洲规范中收录的可供选择的值和/或分类；–欧洲规范中只包含符号，但是设计需用的值；–具体的国家数据（地理、气候等）例如，雪图；–欧洲规范中给出备选程序，但是设计中需明确的程序。也可能包括：–和资料性附录的应用相关的决定；–提及不相冲突的补充信息，协助使用者运用欧洲规范。欧洲规范和统一化产品技术规范（EN和ETA）之间的联系建筑产品的统一化技术规范和工程技术规则之间应当保持一致4。而且，所有提到欧洲规范的，带有“CE”符号的建筑产品都应明确阐述使用了哪些国家决定参数。EN1991-1-7的附加信息EN1991-1-7描述了评估建筑物和桥梁上的偶然作用的原则和应用规则。其中包括如下作用：-交通工具、铁路交通、船舶和直升飞机的冲击力；-内部爆炸产生的作用；-原因未明的局部破坏引起的作用。EN1991-1-7目标使用者如下：-客户（例如，用来制定其安全水准具体要求）；-设计者；-建筑者；-相关主管机构。用于结构设计时，EN1991-1-7应和EN1990、EN1991和EN1992-1999的其他部分一起使用。国家附录此标准提供了可供选择的程序、值和分类建议，并附有注释说明在何处需具体对不同国家做出不同选择。4参照CPD的第3.3和12条，和ID1的第4.2、4.3.1、4.3.2和第5.2条。EN1991-1-7:2006(E)8因此贯彻EN1991-1-7的国家标准应当附有国家附录，包括相关国家的建筑和土木工程设计所需的所有的国家决定参数。EN1991-1-7的如下条款允许国家选择：5段落条款2（2）偶然作用的分类3.1（2）偶然作用设计情况的策略3.2（1）风险水准3.3（2）P国家偶然作用3.3（2）P局部破坏限制3.3（2）P策略选择3.4（1）后果分类3.4（2）设计方法4.1（1）轻质结构定义4.1（1）冲击力传递到基础4.3.1（1）交通车辆冲击力值4.3.1（1）和车道距离有函数关系的冲击力4.3.1（1）依车辆碰撞而定的结构类型4.3.1（2）可供选择的冲击力规则4.3.1（3）道路机动车冲击力的状况4.3.2（1）净空、保护措施和设计值4.3.2（1）折减系数rF4.3.2（1）桥面板底部冲击作用4.3.2（2）Fdy的使用4.3.2（3）冲击区域的尺寸和位置4.4（1）铲车的冲击力值4.5（1）铁轨交通类型4.5.1.2（1）每一暴露类型包括的结构4.5.1.2（1）临时结构和辅助性建筑工程的分类4.5.1.4（1）脱轨交通的冲击力4.5.1.4（2）冲击力折减4.5.1.4（3）冲击力作用点4.5.1.4（4）等效静态力4.5.1.4（5）速度超过120千米/小时的冲击力4.5.1.5（1）B类型结构要求4.5.2（1）轨道端外区域4.5.2（4）端墙上的冲击力5列单的每一项都允许根据不同国家进行选择：值、程序、分类。EN1991-1-7:2006(E)94.6.1（3）船舶冲击力的分类4.6.2（1）船舶正面和侧面冲击力值4.6.2（2）摩擦系数4.6.2（3）冲击施加范围4.6.2（4）船舶对桥面造成的冲击力4.6.3（1）海运船舶的动态冲击力4.6.3（3）摩擦系数4.6.3（4）冲击区域的尺寸和位置4.6.3（5）上部结构上的冲击力5.3（1）P内部爆炸过程A.4（1）有效锚固详图EN1991-1-7:2006(E)10第1章综述1.1范围（1）EN1991-1-7提供了保护建筑物和其他土木工程建筑不受可识别和不可识别的偶然作用影响的策略和规则。（2）EN1991-1-7定义了：–针对可识别偶然作用的策略–限制局部破坏程度的策略（3）EN1991此部分包括如下内容：–定义和符号（第1部分）；–作用分类（第2部分）；–设计状况（第3部分）；–冲击力（第4部分）；–爆炸（第5部分）；–针对未知原因造成的建筑物局部破坏后果的设计（资料性附录A）；–风险评估信息（资料性附录B）；–动力冲击设计（资料性附录C）；–内部爆炸（资料性附录D）。（4）EN1991-4提供筒仓内粉尘爆炸相关规则。（5）EN1991-2提供和在桥面行驶的交通车辆所产生的冲击力相关的原则。（6）EN1991-1-7中没有特别讨论由外部爆炸、战争和恐怖主义活动导致的偶然作用和因地震或火灾受损的大楼和其他土木工程建筑的残余稳定性等。注释参见3.1。1.2规范性引用文件（1）此欧洲标准收录了标注日期和未标注日期的其他发行物的参考规定。这些规范性引用文件出现在文本的恰当地方，原出版物在下文中列出。凡是标注日期的引用文件，其随后所有修订内容均不适用于本欧洲标准，除非本标准以修订形式，收录了上述修订内容。凡是不标注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。EN1991-1-7:2006(E)11欧洲标准中使用的任何来自其他发行物的标有日期的参考内容是修正以后的内容。所有未标有日期的参考内容是最新修正版的内容（包括修正的内容）。注释欧洲规范作为暂行标准发布。以下的被引用的已发布或正在编制中的欧洲标准出现在规范性条款，或规范性条款的注释里。EN1990欧洲规范：结构设计基础EN1991-1-1欧洲规范1：结构上的作用第1-1部分：建筑物的密度、自重和施加荷载EN1991-1-6欧洲规范1：结构上的作用第1-6部分：施工过程中作用EN1991-2欧洲规范1：第1-1部分第2部分：桥梁交通荷载EN1991-4欧洲规范1：第1-1部分第4部分：筒仓和储罐EN1992欧洲规范2：混凝土结构设计EN1993欧洲规范3：钢结构设计EN1994欧洲规范4：钢混组合结构设计EN1995欧洲规范5：木结构设计EN1996欧洲规范6：砌体结构设计EN1997欧洲规范7：岩土工程设计EN1998欧洲规范8：抗震结构设计EN1999欧洲规范9：铝结构设计1.3假定（1）PEN1990第1.3节所给一般假定适用于EN1991。1.4原则和应用规则的区别（1）PEN1990第1.4节收录的规则适用于EN1991。1.5术语和定义（1）欧洲标准的一般定义被收录在EN1990第1.5节。以下是本部分的额外定义：EN1991-1-7:2006(E)121.5.1燃烧速率相对于在前面的未燃烧粉尘、气体或蒸汽速度而言的火焰传播速率。1.5.2后果分类结构或部分结构的破坏分类。1.5.3爆燃燃烧区以慢于未反应媒介中声速的速度传播。1.5.4爆震燃烧区以快于未反应媒介中声速的速度传播。1.5.5动态力随时间变化和有可能对结构造成动态作用的力。如果是冲击力，则动态力表示动力点周围相关接触区承受的力（参见图1.1）。要点：a：等效静态力b：动态力c：结构反应图1.1EN1991-1-7:2006(E)131.5.6等效静态力动态力的替代表示方法，其中包括结构的动态反应（参见图1.1）。1.5.7火焰速度相对于固定参照点而言的火焰锋速度。1.5.8易燃极限可