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海外工程十五年之二十九——欧洲结构设计规范历史背景

欧洲是一个区域而不是一个国家,目前随着欧洲标准统一进程的推进,欧共体国家已经实现结构设计规范的统一。为了系统的了解欧洲结构设计规范,下面从欧洲标准化委员与欧洲标准以及欧洲规范(本处指欧洲结构设计规范)加以介绍。

1.欧洲标准化委员会与欧洲标准的关系

195141日,法国、联邦德国、意大利、荷兰、比利时和卢森堡在巴黎鉴定了建立欧洲煤钢共同体的条约,1952725日生效。 1957325日,六国又在罗马签定了建立欧洲经济共同体(EEC)条约和原子能共同体的条约,统称为《罗马条约》,195811日生效。《罗马条约》的一个基本出发点是“消除分裂欧洲的壁垒”,并通过“共同贸易政策”,“为逐步废止国际交换的限制作出贡献”。

1957325日关于成立欧洲经济共同体的条约中并没有出现“标准化”这个概念和名称,然而为实现《罗马条约》的承诺,欧洲共同体委员会一致认为,标准化是达到欧洲经济共同体目标的一个极其重要的工具。共同体委员会在1966年就电工领域的标准化问题举行了一次大规模的研讨会,这次研讨会达到的共识体现在1973219日的欧洲共同体低压准则中。1976年正式成立了欧洲电工标准化委员会(CENELEC)。欧洲标准化委员会(CEN)成立于1961年,是一个不以赢利为目的的国际性科技联合会。1976129日在比利时公报“Moniteur Belge”公布了欧洲标准化委员会的章程,1971年以来会址设在布鲁塞尔,与CENELEC同址办公。CENELEC主管电工技术领域,而CEN负责其他的所有领域。CENELECCEN在“共同的欧洲标准化机构”的名义下汇到了一起,但两个组织仍保留其各自法律上的独立性。CEN/CENELEC工作的第一个成果是1988年通过了“标准化工作的共同导则”。根据这一导则,可将CEN/CENELEC出版物按作用区分为:EN-欧洲标准;HD-协调文件;ENV-欧洲暂行标准。

EN作为欧洲标准,它负有必须被各成员国国家一级采用的责任。EN被各国采用后就具有国家标准的合法地位,而与其相对的原有的国家标准必须撤消。HD作为协调文件,它也负有必须被各成员国国家一级采用的责任。各成员国必须公布HD的编号和标准名称,并撤消与其相对的原有的国家标准。ENV作为暂行的欧洲标准,预期以后将成为正式标准,供各国暂时使用,各国与之对应的国家标准可以同期并行。CENCENELEC还商定了欧洲标准的编号体系,规定数码在40000以下为CEN的编号,50000以上为CENELEC的编号,4000050000之间属于CEN/CENELE共同使用的区域。例如,在标准EN1992-1-1:2004中,1992表示EN标准的编号(不是年代号)2004为标准颁布的年代。   

2.欧洲规范

早在1975年,欧洲共同体委员会根据协议的第95条款,就决定在土木建筑领域实施一个联合行动项目,建立一整套用于房屋建筑、土木工程结构和土工设计的标准,即欧洲规范(Eurocode,简记为EC)其目的是削除对贸易的技术障碍,协调各国关于土木建筑方面的技术规范。具体来讲包括如下几个方面:

     (1)提供符合必要的承载力、稳定性和防火要求的通用设计准则和方法,包括耐久性和经济方面;

     (2)为业主、经营者、用户、设计人员、承包商及建筑产品的制造商提供结构设计的通用指导;

     (3)促进成员国之间建筑业务的交流;

     (4)促进成员国之间结构构件的使用和市场开拓;

     (5)促进材料及通用产品(这些材料及产品的性能设计计算时要考虑)的使用和市场开拓;

     (6)为建筑业的研究和发展提供统一的基础;

     (7)为通用的设计辅助设备及软件作准备;

     (8)增加欧洲土木工程公司、承包商、设计公司及生产商在世界上的竞争力。

15年来,由成员国代表组成的指导委员会实施开展了欧洲规范项目,并于1980年产生了第一代的欧洲规范。1989年,根据指导委员会与欧洲标准化协会达成的协议。在咨询了各成员国之后,指导委员会与欧洲成员国及欧洲自由贸易联盟(EFTA)决定,通过一系列的委托手续,将欧洲规范的编制与出版工作转交欧洲标准化委员会,以便使其将来具有与欧洲标准同等的地位。同时,欧洲规范交由欧洲标准化委员会编制和出版,使得欧洲规范能够与涉及理事会指南及委员会决议的所有条款相衔接,统一在一个框架内。具体工作由设在英国标准化协会的欧洲标准技术委员会CEN/TC-250来负责管理。

20世纪80年代末和90年代,在欧洲标准技术委员会CEN/TC-250的组织和协调下,根据欧洲规范的规划又成立了分技术委员会,首先编制了一套欧洲试行规范ENV1991~ENV1999,并且明确指出,试行规范只供试用并提交委员会讨论,自开始试行之日起,两年后还将邀清欧洲标准化委员会成员提交正式的评论以决定未来进一步要进行的工作。在经过一段时间的使用后,欧洲标准技术委员会决定,通过修订和补充,将欧洲试行规范转变为欧洲正式规范,即欧洲规范。

欧洲规范是相互配套使用的土木工程结构设计规范,由EN1990~EN1999共十类,这套规范具体由下面的规范组成(每一规范可能又包括几个部分),正式出版由58本组成全套欧洲标准。

     EN1990欧洲规范0:结构设计基础  (1)

     EN1991欧洲规范1:结构上的作用  (4,(1,7),(2,1),(3,1),(4,1))

     EN1992欧洲规范2:混凝土结构设计  (3,(1,2),(2,1),(3,1))

     EN1993欧洲规范3:钢结构设计  (6,(1,12),(2,1),(3,2),(4,3),(5,1), (6,1))

     EN1994欧洲规范4:钢混凝土组合结构设计  (2,(1,2),(2,1))

     EN1995欧洲规范5:木结构设计  (2,(1,2),(2,1))

     EN1996欧洲规范6:砌体结构设计  (3,(1,2),(2,1),(3,1))

     EN1997欧洲规范7:土工设计  (2,(1,1),(2,1))

     EN1998欧洲规范8:结构抗震设计   (6,(1,1),(2,1),(3,1),(4,1),(5,1), (6,1))

      EN1999欧洲规范9:铝合金结构设计   (5,(1,1),(2,1),(3,1),(4,1),(5,1))

欧洲规范有英语、法语和德语三种语言的官方版本,欧洲规范的前言中都明确说明,由欧洲标准化委员会负责翻译成各成员国语言并在管理中心登记的任何一种版本都具有与官方版本同等的地位。

  欧洲规范具有如下特点:

    (1)是适用于土木基础设施的一套系统的规范,其EN1990EN1991EN1997EN1998为“通用篇”(原则、作用、抗震等)EN1992EN1993EN1994EN1995EN1996EN1999为“材料说明篇” (混凝土、钢、木结构等)   

    (2)将“房屋建筑”与其他结构(“桥梁”或其他)分开规定,自成一体,各部分以不同的方法进行规定。如混凝土结构的设计不仅要满足EN1992,还要满足EN 1990EN1997,当有抗震要求时,还需满足EN1998的规定。这种考虑设计对象所需满足不同部分要求的作法,称作EN- EC“包装”。

     (3)各国发行的本国规范包括欧洲标准化协会发行的欧洲规范(含有各种附录)、象征本国的标题及前言页,有的还附加各国自己的“国家附录”。

    (4)条款包括基本原则和应用规则。基本原则包括无其他选择的一般阐述和定义;如没有明确说明不允许作其他选择的要求和分析模型。欧洲规范中,在条款序号后面用字母P标识该条为基本原则(类似国内的强条)。应用规则为遵循原则和满足其要求的规则。

根据CEN/CENELE的内部规定,执行欧洲规范的国家包括:奥地利、比利时、捷克共和国、丹麦、芬兰、法国、德国、希腊、冰岛、爱尔兰、意在利、卢森堡、马耳他、荷兰、挪威、葡萄牙、西班牙、瑞典、瑞土和英国。如前所述,按照CEN的规定,欧洲规范作为以EN为标准的欧洲标准,它负有必须被各成员国一级采用的责任,一旦采用后就其有国家标准的合法地位,而其他的原有国家标准必须撤消。所以,欧洲规范规定,这些执行欧洲规范的国家的标准应包括欧洲规范的全文(包括所有附录),可以在各自国家标准的前而附以国家标题页和前言,后面附以国家附录。考虑到每一成员国规范管理机构的责任,国与国之间安全水平的不同,保留各成员国根据他们的具体情况确定与安全有关的参数值的权利;而国家附录仅包括那些欧洲规范中留做待定、供成员国选择的参数和有关信息,这些参数称为用来进行建筑和土木工程设计的国家参数,包括

   (1)欧洲规范给出的可供选择的值或等级;

   (2)即在欧洲规范中只给出了符号的值;

   (3)国家的专用数据(地理、气候等),如雪分布图;

   (4)欧洲规范给出的可供选择的方法,包括应用信息性附录和为帮助用户使用欧洲规范、无抵触的补充参考资料。

    欧洲规范的附录包括“规范性”和“资料性”。“规范性”具有与正文同等的效力,而“资料性”只是为国家或规范使用者提供有关的背景和资料,国家有权不承认信息性附录在本国得到认同。在这种情况下,相关的国家附录中必须明确不采纳信息性附录。如果被抵制的信息性附录内容出现在适当的国家文件中,那么在国家附录中的“非抵触补充信息”项下允许以此文件作参考。

  以欧洲规范的用户看来,从文件正文到国家附录来回翻页不是很方便。然而,欧洲标准委员会不允许各国家标准局出版将国家附录中的参数合并到欧洲规范正文中的国家版规范。当然,欧洲规范的用户可以在自己的规范中标出国家参数的值。

  欧洲标准化委员会(CEN)与国际标准化组织(ISO)有着极其密切的关系。根据1991ISOCEN之问缔结的维也纳协定,对于CEN先行制定的标准,ISO将不再另行制定,将CEN制定的标准作为ISO相应部分标准的草案。勿庸质疑,像欧洲规范这样的地区性标准改为国际规范的做法将会受到世界各国的关注。   

  欧洲规范最主要的特点就是对结构的安全性、适用性和耐久性提出了具体的原则和要求,在极限状态概念的基础上使用分项系数的方法进行结构设计。欧洲规范是一套完整的结构设计规范,它基于极限状态理论,采用分项系数方法进行结构设计。同时,它也是一套真正意义上的基本性能要求的结构设计规范。


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作者: ganggouren

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