Limit States Design and Partial Factors γ_M0 and γ_M1 in Metal Eurocodes

Abstract:

Overview of values and definitions of material partial factors γ_M0 and γ_M1 used in all 20 parts of Eurocodes EN 1993 Design of steel structures [1] and in all 5 parts of EN 1999 Design of aluminium structures [2]. Applications of the γ_M0 and γ_M1 partial factors values and definitions in all clauses of EN 1993. Comparison of safety levels of former Czechoslovak standards (ČSN) with current Eurocodes. Proposals for correction of definitions and applications of γ_M0 and γ_M1 partial factors in all clauses of EN 1993. The overview and corrections enable to do better choice from five official options aiming to change current value γ_M1 = 1,0 valid in EN 1993-1-1 for buildings, which were presented at CEN/TC250 SC3 meetings in October 24^th 2014 and in March 19^th 2015 in Berlin.

• Periodical: Applied Mechanics and Materials (Volume 821)
• Pages: 774-781
• DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.821.774
• Online since: January 2016
• Authors: Ivan Balaz*, Yvona Kolekova
• Keywords: Eurocodes, Limit States Design, Partial Safety Factors γ_M0 and γ_M1, Recommended Values γ_M0 and γ_M1, γ_M0 and γ_M1 Applications, γ_M0 and γ_M1 Definitions

References

[1] EN 1993 Eurocode 3, Design of steel structures, Set of 20 standards, CEN Brussels, October 2005-August (2007).

[2] EN 1999 Eurocode 9, Design of aluminium structures, Set of 5 standards, August 2007-September (2007).

[3] V. Kopal, A. Mrázik, Vyhodnocení vlastností základného materiálu ocelí tř. 10 a 11 podle ČSN ve vztahu k jejich použití ve stavbě ocelových konstrukcí. Výzkumná zpráva E-7-22-1/1, (Evaluation of the properties of basic material of steels of grade 10 and 11 according to ČSN relating to their use in construction of steel structures. Research report E-7-22-1/1), VÚCHŽ Praha, (1969).

[4] A. Mrázik, I. Mészároš, Výpočtové namáhanie konštrukčných ocelí (Design resistance of structural steels), in: K. Havelka, (Ed. ), Zborník Teória výpočtov stavebných konštrukcií a základov podľa medzných stavov (Proceedings Theory of calculations of constructions and foundations according to limit states), SAV Bratislava, (1964).

[5] J. Djubek, A. Mrázik, Hlavné zásady pre výpočet oceľových konštrukcií (Main principles of design of steel structures), in: K. Havelka, (Ed. ), Zborník Teória výpočtov stavebných konštrukcií a základov podľa medzných stavov (Proceedings Theory of calculations of constructions and foundations according to limit states), SAV Bratislava, (1964).

[6] K. Havelka, (Ed. ), Teória výpočtov stavebných konštrukcií a základov podľa medzných stavov (Theory of calculations of constructions and foundations according to limit states), SAV Bratislava, (1964).

[7] ČSN 73 0031: 1961, Spolehlivost stavebních konstrukcí a základových půd. Základní ustanovení pro výpočet (Reliability of building constructions and foundation soils. Basic specifications for calculation), ÚNM Praha, schválená (approved) 28. 12. (1961).

[8] ČSN 73 1401: 1966, Navrhování ocelových konstrukcí (Design of steel structures), ÚNM Praha, schválená (approved) 15. 6. 1966, platná od (valid from) 1. 1. (1968).

[9] ČSN 73 0035: 1967, Zatížení konstrukcí pozemných staveb (Loading of building structures), ÚNM Praha, schválená (approved) 30. 3. 1967, platná od (valid from) 1. 3. (1968).

[10] ČSN 73 6203: 1968, Zatížení mostů (Actions on bridges), ÚNM Praha, schválená (approved) 13. 3. 1968, platná od (valid from) 1. 7. (1969).

[11] ČSN 73 6205: 1969, Navrhování ocelových mostních konstrukcí (Design of steel bridge structures), ÚNM Praha, schválená (approved) 17. 12. 1969, platná od (valid from) 1. 1. (1972).

[12] A. Chalupa, J. Djubek, O. Kracík, V. Křupka, A. Mrázik, L. Rozlívka, Navrhování ocelových konstrukcí. Komentář a příklady k ČSN 73 1401: 1966, (Design of steel structures, Commentary and examples to ČSN 73 1401: 1966), ÚNM Praha, (1968).

[13] J. Djubek, A. Mrázik, Medzné stavy oceľových konštrukcií (Limit states of steel structures). SAV Bratislava, 1970, pp.1-298.

[14] ČSN 73 1402: 1974, Navrhování ocelových tenkostěnných konstrukcí (Design of thin-walled steel structures), ÚNM Praha, schválená (approved) 10. 7. 1974, platná od (valid from) 1. 1. (1977).

[15] ČSN 73 0031: 1977 (ST SEV 384-76), Stavební konstrukce a základy. Základní ustanovení pro výpočet (Structures and foundations. Basic requirements for the design), ÚNM Praha, schválená (approved) 9. 9. 1977, platná od (valid from) 1. 1. (1978).

[16] ČSN 73 1401: 1976, Navrhování ocelových konstrukcí (Design of steel structures), ÚNM Praha, schválená (approved) 26. 5. 1976, platná od (valid from) 1. 1. (1978).

[17] ČSN 73 0035: 1976, Zatížení konstrukcí pozemných staveb (Loading of building structures), ÚNM Praha, schválená (approved) 16. 4. 1976, platná od (valid from) 1. 2. (1978).

[18] ČSN 73 1404: 1978, Navrhování ocelových konstrukcí vodohospodářských staveb (Design of steel structures of hydraulic constructions), ÚNM Praha, schválená (approved) 13. 5. 1978, platná od (valid from) 1. 1. (1980).

[19] ČSN 73 6503: 1979, Zatížení vodohospodářských staveb vodním tlakem (Hydrostatic pressure load of water system structures), ÚNM Praha, schválená (approved) 21. 12. 1979, platná od (valid from) 1. 7. (1981).

[20] ČSN 73 1401: 1984, Navrhování ocelových konstrukcí (Design of steel structures), ÚNM Praha, schválená (approved) 5. 4. 1984, platná od (valid from) 1. 3. (1986).

[21] ČSN 73 6205: 1984, Navrhování ocelových mostních konstrukcí (Design of steel bridge structures), ÚNM Praha, schválená (approved) 17. 2. 1984, platná od (valid from) 1. 1. (1987).

[22] ČSN 73 1404: 1985, Navrhování ocelových konstrukcí vodohospodářských staveb (Design of steel structures of hydraulic constructions), ÚNM Praha, schválená (approved) 8. 5. 1985, platná od (valid from) 1. 1. (1987).

[23] ČSN 73 6203: 1986, Zatížení mostů (Actions on bridges), ÚNM Praha, schválená (approved) 2. 6. 1986, platná od (valid from) 1. 9. (1987).

[24] ČSN 73 0035: 1986, Zatížení konstrukcí pozemných staveb (Actions on structures), ÚNM Praha, schválená (approved) 19. 12. 1986, platná od (valid from) 1. 5. (1988).

[25] ČSN 73 1402: 1987, Navrhování ocelových tenkostěnných konstrukcí (Design of thin-walled steel structures), ÚNM Praha, schválená (approved) 2. 2. 1987, platná od (valid from) 1. 1. (1988).

[26] ČSN 73 0031: 1988, Spolehlivost stavebních konstrukcí a základových půd. Základní ustanovení pro výpočet (Reliability of building constructions and foundation soils. Basic specifications for calculation), ÚNM Praha, schválená (approved) 8. 12. 1988, platná od (valid from) 1. 1. (1990).

[27] V. Hlaváček, Navrhování tenkostěnných ocelových konstrukcí. Komentář k ČSN 73 1402 (Design of thin-walled steel structures. Commentary to ČSN 73 1402: 1974), ÚNM Praha, (1976).

[28] A. Boháč, M. Pirner, M. Tichý, Zatížení stavebných konstrukcí. Komentář k ČSN 73 0035: 1976 (Loading of building structures, Commentary to ČSN 73 0035: 1976), ÚNM Praha, (1978).

[29] A. Chalupa, J. Djubek, I. Kárniková, A. Mrázik, Navrhování ocelových konstrukcí. Komentář k ČSN 73 1401: 1976, (Design of steel structures, Commentary to ČSN 73 1401: 1976), ÚNM Praha, (1982).

[30] A. Schindler, M. Škaloud, T. Rotter, Navrhování ocelových mostních konstrukcí. Komentář k ČSN 73 6205: 1984, (Design of steel bridge structures, Commentary to ČSN 73 6205: 1984), ÚNM Praha, (1986).

[31] M. Tichý et al., Zatížení stavebných konstrukcí, Technický průvodce 45, (Loading of building and civil engineering structures, Technical guide 45), SNTL Praha, (1987).

[32] A. Mrázik, M. Škaloud, M. Tocháček, Navrhování ocelových konstrukcí podle teorie plasticity (Design of steel structures according to theory of plasticity), SNTL Praha, 1980, pp.1-405.

[33] A. Mrázik, Teória spoľahlivosti oceľových konštrukcií (Reliability theory of steel structures). VEDA SAV Bratislava, 1987, pp.1-360.

[34] A. Mrázik, M. Škaloud, M. Tocháček, Plastic Design of Steel Structures. Ellis Horwood Ltd., New York, 1987, pp.1-637.

[35] DIN 18 800: 1990-11, Stahlbauten; Bemessung und Konstruktion.

[36] CAN 3-S16. 1-M89: 1989, Steel Structures for Buildings (Limit States Design), Canadian Standards Association. Rexdale (Toronto), Ontario.

[37] SABS 0162: 1992 Code of Practise for the Structural Use of Steel. Part 1: Limit States Design of Hot Rolled Steelwork. The South African Institute of Steel Construction. Johannesburg.

[38] AISC LRFD: 1993, Load and Resistance Factor Design Specification for Structural Steel Buildings. American Institute for Steel Construction Inc., Chicago, December 1st.

[39] NBR 8800: 1986, Projeto e Execução de Estruturas de Aço de Edificos (Metódo dos Estados Limites). Procedimento. Norma Brasileira Registrada. Associação Brasileira de Normas Técnicas. Rio de Janeiro.

DOI: 10.1590/s0370-44672007000200005

[40] I. Baláž, Comparison of Different Design Curves for Lateral Torsional Buckling of Rolled and Welded Steel Beams. 18th Czecho-Slovak International Conference on Steel Structures and Bridges `97. Brno, May 28-30 (1997).

[41] I. Baláž, Overview of values, definitions and applications of safety factors γM0 and γM1 in all clauses of all 20 parts of en 1993. Proposals for complete and unified safety factors γM0 and γM1 definitions. Corrections of errors in applications of safety factors γM0 and γM1. Presentation for WG EN 1993-1-1. Bratislava, 15. March 2015, pp.1-43.

[42] CEN/TC 250/SC3 Document N2067 Draft report of the 47th meeting in Berlin on 23th/24th of October (2014).

[43] CEN/TC 250/SC3 Document N2146 Draft report of the 48th meeting in Berlin on 18th/19th of March (2015).