Коэффициент условий работы γс учитывает влияние факторов, влияющих на условия работы конструкций ( или достижение материалом предельной несущей способности (тяжелый режим работы, влияние среды , концентрация напряжений и т.п.). Значение γс принимается по табл. * СП . При расчете учитывается умножением на него расчетного сопротивления по пределу текучести: Ry·γс
Степень ответственности здания учитывается коэффициентом надежности по назначению .
Грппы конструкций
Стальные конструкции в зависимости от характера внешних воздействий, от уровня ответственности здания и других факторов делятся на группы. Такое деление позволяет обоснованно выбрать класс (марку) стали и приведено в прил.В СП
Балки
Балка – конструктивный элемент, работающий на изгиб. Балки получили широкое распространение в различных перекрытиях, на рабочих площадках эстакадах, мостах и других сооружениях.
· По расчетной схеме различают балки
Разрезные балки проще неразрезных в изготовлении и монтаже. Однако по расходу металла они менее выгодны, чем неразрезные и консольные. В неразрезных балках возникают опорные моменты, разгружающие пролет, поэтому такие балки более экономичны по расходу материала, но любые изменения нагрузки в любом пролете отражаются на работе всей балки в целом.
Кур. работа расчёт мостовой опоры. (часть 1 — фундамент на естественном основании).
· По типу сечения балки бывают
— из прокатного профиля (сплошное сечение);
— из составного профиля.
Наиболее часто в строительстве применяют балки двутаврового сечения. Они удобны в компоновке, технологичны в изготовлении и экономичны по расходу стали. Мерой эффективности сечения балки является ядровое расстояние – отношение момента сопротивления к площади сечения
Для составных сечений наиболее экономичным решением будет компоновка сечения из элементов, изготовленных из разных марок (классов) стали. При работе балки на изгиб более нагруженными оказываются полки, а стенка почти не работает, поэтому часть стенки или даже вся стенка выполняется из менее прочной и более дешевой углеродистой стали, а пояса – из низколегированной.
Балочные клетки
Балочная клетка – система балок, расположенных в 2-х направлениях (как правило) и перекрывающая какую-либо площадь.
Типы балочных клеток
4. Упрощенная балочная клетка
5. Нормальная балочная клетка
6. Усложненная балочная клетка
Шаг балок настила зависит от типа настила. Чаще используется стальной настил, реже железобетонный.
Стальной настил может быть висячий (лист толщиной ) или подкрепленный ребрами (лист + ребра жесткости). При стальном настиле = 0.5÷1.5 м. При железобетонном настиле = 1.5÷3.5 м.
Балочная клетка должна быть скомпонована так, чтобы балки настила и вспомогательные балки были прокатные, а главная балка может быть составной.
Желательно, чтобы середина главной балки была свободна от балки настила (вспомогательной балки), так как в середине главной балки, как правило, оформляется монтажный стык.
Узлы сопряжения балок в балочных клетках.
МПС. Коэффициент условий работы. Коэффициент по ответственности здания.
Выделяют три типа сопряжения балок в балочных клетках:
· Этажное сопряжение (простота, но большая строительная высота hстр);
· Сопряжение в одном уровне (небольшая строительная высота hстр);
Источник: poznayka.org
Строй-справка.ру
Нагрузки на основания и расчетные коэффициенты
Нагрузки на основания и расчетные коэффициенты
Нагрузки, на которые производится расчет оснований и фундаментов зданий и сооружений, необходимо устанавливать, исходя из результатов расчета, учитывающего совместную работу сооружения и основания. Нагрузки на основания можно определить и без учета их перераспределения несущими конструкциями здания в следующих случаях: при возведении зданий и сооружений, относящихся к III классу долговечности; при расчете общей устойчивости грунтового массива совместно с возводимым зданием; при определении средних значений деформаций основания, если расчет деформаций выполняется в стадии привязки типового проекта к местным грунтовым условиям района строительства.
Нагрузки, учитываемые при расчетах оснований и фундаментов, подразделяют на постоянные, временные длительно действующие, кратковременные и особые.
Постоянные нагрузки действуют в течение всего времени эксплуатации, а временные — в отдельные периоды и могут иногда полностью прекращать свое действие.
К постоянным нагрузкам относят собственный вес конструкций и их элементов, а также вес и давление грунтов. Постоянные нагрузки определяют по проектным данным на основании геометрических размеров и удельного веса материалов, из которых они изготовлены.
К временным длительно действующим нагрузкам относят вес временных перегородок, вес различного стационарного оборудования; давление газов и жидкостей, нагрузку от складируемых материалов, температурные технологические воздействия, воздействия неравномерных осадок основания без изменения структуры грунта, температурные климатические воздействия и воздействия от усадки и ползучести. К кратковременным нагрузкам относят вес людей, ремонтных материалов, нагрузки, образующиеся при изготовлении и возведении строительных конструкций, нагрузки от подвижного подъемно-транспортного оборудования, нагрузки на перекрытия жилых и общественных зданий, снеговые и ветровые нагрузки. Следует заметить, что при расчете оснований по несущей способности нагрузки на перекрытия и снеговая считаются кратковременными, а при расчете по деформациям — длительными. К особым нагрузкам относят сейсмические и взрывные воздействия, а также нагрузки, вызываемые резкими нарушениями технологического процесса в результате временной неисправности или поломки оборудования, и, наконец, воздействия от неравномерных осадок, сопровождающиеся изменениями структуры грунта. При расчетах оснований следует учитывать нагрузки от складируемого материала и оборудования, размещаемого около фундаментов в процессе строительства.
Различают два типа нагрузок — нормативные и расчетные. Нормативные определяют по нагрузкам и воздействиям согласно СНиПу. Расчетную нагрузку получают умножением нормативного значения на коэффициент надежности по нагрузке.
При проектировании по предельным состояниям экономичность и надежность, несущая способность и нормальная эксплуатация обеспечиваются расчетными коэффициентами, которые позволяют раздельно учесть особенности физико-механических свойств грунтов оснований, специфику действующих нагрузок, ответственность и особенности конструктивных схем зданий и сооружений.
Коэффициент надежности по нагрузке yf учитывает возможность случайного отклонения (в сторону увеличения) внешних нагрузок в реальных условиях от нагрузок, принятых в проекте.
Все конструкции, в том числе фундаменты, а также их основания всегда рассчитывают на наиболее неблагоприятные комбинации нагрузок, которые дают максимальные усилия. Эти комбинации нагрузок называют сочетаниями нагрузок, которые подразделяют на основные и особые.
Основное сочетание состоит из постоянных, временных и кратковременных нагрузок, особые сочетания дополнительно включают в себя и особые нагрузки.
При определении расчетных сочетаний вероятность одновременного действия нескольких, различных по своему характеру нагрузок учитывают с помощью коэффициента сочетаний.
Если основное сочетание включает в себя только одну временную нагрузку, значение последней учитывается без снижения, а при двух или более их умножают на коэффициент 0,95 (для длительных) и 2=0,9 (для кратковременных). При расчете на особые сочетания длительные нагрузки умножают на коэффициент ф1 — =0,95, кратковременные — на ^2=0,8, кроме случаев, специально оговоренных нормами; особая нагрузка при этом не снижается.
Расчет оснований по деформациям и несущей способности должен производиться на основное сочетание нагрузок, а при наличии особых нагрузок несущую способность основания должны проверять дополнительно и на особое сочетание. Причем полезная нагрузка на перекрытия и снеговая, которые по данным Строительных норм могут быть длительными и кратковременными, при расчете оснований по деформациям считаются длительными, а по несущей способности — кратковременными.
Приведенные сочетания нагрузок отвечают условиям работы конструкций, которые находятся в пределах упругой стадии работы, т. е. в условиях, когда снятие внешней нагрузки приводит к полному восстановлению деформаций, что дает возможность использовать принцип независимости действия сил.
Для грунтов оснований указанные сочетания нагрузок применимы только в случае однократного, синхронного (одновременного) приложения всех нагрузок, действующих впоследствии постоянно. Это положение не всегда выполняется, так как временные нагрузки имеют тенденцию к колебаниям в сторону уменьшения или увеличения в процессе эксплуатации, а постоянные изменяются в процессе возведения здания.
Так как осадки грунтов оснований протекают во времени и складываются из упругих (восстанавливающихся) и остаточных, то при наличии перерывов в загружении следует учитывать режим изменения нагрузки, определяя вклад предыдущего этапа нагружения в долю общей осадки, тем самым более полно отражая общую картину деформирования основания.
Определяя итоговую осадку, необходимо установить, какую долю общей осадки вызывает постоянная нагрузка, а какую — временная, а также выяснить соотношение между ними, т. е. какая нагрузка будет преобладающей. Выявляя последовательность приложения постоянных и временных нагрузок, а также длительность их действия, т. е. осуществляя дифференцированное назначение сочетания нагрузок с заранее заданным режимом изменения, можно более достоверно определять конечные значения осадок с учетом их неравномерности на различных этапах нагружения.
Коэффициенты надежности по грунту yg и материалу ут учитывают отклонение расчетных значений физико-механических характеристик грунтов или материалов, возможное в результате неоднородности или неточности определения в лабораторных или полевых условиях, случайных отклонениях при отборе проб или образцов. Методика определения коэффициента yg изложена в § 1.5.
Коэффициент надежности по назначению сооружения у„ учитывает степень долговечности и капитальности проектируемого здания или сооружения, недостаточное соответствие расчетных схем реальным условиям работы оснований, фундаментов и всего здания в целом, а также погрешность, вносимую самой теорией предельных состояний.
Коэффициент условий работы ус учитывает благоприятные или неблагоприятные условия работы оснований, фундаментов и всего здания в целом, а в некоторых случаях и отдельных слоев грунта, которые могут оказать влияние на переход основания в предельное состояние, и некоторые другие факторы, не отраженные в расчетах.
Источник: stroy-spravka.ru
ГОСТ 27751-88 НАДЕЖНОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ОСНОВАНИЙ
Настоящий стандарт распространяется на строительные конструкции из разных материалов, основания всех видов зданий, сооружений и устанавливает основные положения по их расчету на силовые воздействия.
1. ОСНОВЫ РАСЧЕТА
1.1. Строительные конструкции и основания должны быть запроектированы таким образом, чтобы они обладали достаточной надежностью при возведении и эксплуатации с учетом, при необходимости, особых воздействий (например, в результате землетрясения, наводнения, пожара, взрыва).
1.2. Основным свойством, определяющим надежность строительных конструкций, зданий и сооружений в целом, является безотказность их работы — способность сохранять заданные эксплуатационные качества в течение определенного срока службы.
1.3. Строительные конструкции и основания следует рассчитывать по методу предельных состояний, основные положения которого должны быть направлены на обеспечение безотказной работы конструкций и оснований с учетом изменчивости свойств материалов, грунтов, нагрузок и воздействий, геометрических характеристик конструкций, условий их работы, а также степени ответственности (и народнохозяйственной значимости) проектируемых объектов, определяемой материальным и социальным ущербом при нарушении их работоспособности.
1.4. Предельные состояния подразделяются на две группы:
первая группа включает предельные состояния, которые ведут к полной непригодности к эксплуатации конструкций, оснований (зданий или сооружений в целом) или к полной (частичной) потере несущей способности зданий и сооружений в целом;
вторая группа включает предельные состояния, затрудняющие нормальную эксплуатацию конструкций (оснований) или уменьшающие долговечность зданий (сооружений) по сравнению с предусматриваемым сроком службы.
Предельные состояния первой группы характеризуются:
разрушением любого характера (например, пластическим, хрупким, усталостным) (1а);
потерей устойчивости формы, приводящей к полной непригодности к эксплуатации (1b);
потерей устойчивости положения (1с);
переходом в изменяемую систему (1d);
качественным изменением конфигурации (1е);
другими явлениями, при которых возникает необходимость прекращения эксплуатации (например, чрезмерными деформациями в результате ползучести, пластичности, сдвига в соединениях, раскрытия трещин, а также образованием трещин) (1f).
Предельные состояния второй группы характеризуются:
достижением предельных деформаций конструкций (например, предельных прогибов, поворотов) или предельных деформаций основания (2а);
достижением предельных уровней колебаний конструкций или оснований (2b);
образованием трещин (2с);
достижением предельных раскрытий или длин трещин (2d);
потерей устойчивости формы, приводящей к затруднению нормальной эксплуатации (2е);
другими явлениями, при которых возникает необходимость временного ограничения эксплуатации здания или сооружения из-за неприемлемого снижения их срока службы (например, коррозионные повреждения) (2f).
Предельные состояния, по которым требуется выполнять расчеты, определяются стандартами на проектирование.
1.5. Расчет по предельным состояниям имеет целью обеспечить надежность здания или сооружения в течение всего его срока службы, а также при производстве работ.
Условия обеспечения надежности заключается в том, чтобы расчетные значения нагрузок или ими вызванных усилий, напряжений, деформаций, перемещений, раскрытий трещин не превышали соответствующих им предельных значений, устанавливаемых нормами проектирования конструкций или оснований.
1.6. Расчетные модели (в том числе расчетные схемы, основные предпосылки расчета) конструкций и оснований должны отражать действительные условия работы зданий или сооружений, отвечающие рассматриваемой расчетной ситуации. При этом должны учитываться факторы, определяющие напряженное и деформированное состояния, особенности взаимодействия элементов конструкций между собой и с основанием, пространственная работа конструкций, геометрическая и физическая нелинейности, пластические и реологические свойства материалов и грунтов, наличие трещин в железобетонных конструкциях, возможные отклонения геометрических размеров от их номинальных значений.
При возведении новых зданий и сооружений, примыкающих к ранее построенным (или возводимых в непосредственной близости к ним) необходимо учитывать возможное их взаимное влияние.
1.7. При отсутствии надежных теоретических методов расчета или проверенных ранее аналогичных решений, расчет конструкций и оснований может производиться на основе специально поставленных теоретических или экспериментальных исследований на моделях или натурных конструкциях.
1.8. Расчет конструкций, для которых нормы проектирования не содержат указаний по определению усилий и напряжений с учетом неупругих деформаций, производится в предположении их упругой работы; при этом сечения допускается рассчитывать с учетом неупругих деформаций.
1.9. Расчет оснований должен выполняться с использованием механических параметров грунтов (например, их прочностных, деформационных характеристик). В расчетах допускается использовать и другие параметры, характеризующие взаимодействие конструкций с основанием и устанавливаемые опытным путем.
1.10. При расчете конструкций должны рассматриваться следующие расчетные ситуации:
установившаяся, имеющая продолжительность того же порядка, что и срок службы строительного объекта (например, эксплуатация между двумя капитальными ремонтами или изменениями технологического процесса);
переходная, имеющая небольшую по сравнению со сроком службы строительного объекта продолжительность (например, возведение здания, капитальный ремонт, реконструкция);
аварийная, имеющая малую вероятность появления и небольшую продолжительность, но являющаяся весьма важной с точки зрения последствий достижения предельных состояний, возможных при ней (например, ситуация, возникающая в связи со взрывом, столкновением, аварией оборудования, пожаром, а также непосредственно после отказа какого-либо элемента конструкции).
Расчетные ситуации характеризуются расчетной схемой конструкции, видами нагрузок, значениями коэффициентов условий работы и коэффициентов надежности, перечнем предельных состояний, которые должны рассматриваться в данной ситуации.
2. НОРМАТИВНЫЕ И РАСЧЕТНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ И
ДРУГИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ И ГРУНТОВ
2.1. Основными параметрами прочности материалов являются нормативные значения их прочностных характеристик.
Обеспеченность нормативных значений прочностных характеристик материала, прошедшего приемочный контроль или сортировку, должна, как правило, быть не менее 0,95.
2.2. Кроме нормативных значений прочностных характеристик, могут устанавливаться также нормативные значения других характеристик материалов, (например, плотностей, модулей упругости, коэффициентов трения, ползучести, усадки), принимаемые, как правило, равными их математическому ожиданию.
2.3. Если величины, характеризующие свойства материала и грунтов, являются функциями других величин или находятся в корреляционной зависимости от них, то нормативные значения характеристик материалов и грунтов могут быть получены расчетным путем с использованием зависимостей, устанавливаемых нормами проектирования.
2.4. При расчете конструкций, работающих при высоких или низких температурах, повышенной влажности, при повторных воздействиях, следует учитывать изменения физико-механических свойств материалов (прочности, упругости, вязкости) и других явлений (например, ползучести, усадки).
2.5. Основными параметрами механических свойств грунтов являются нормативные или расчетные значения прочностных, деформационных и других физико-механических характеристик грунтов.
2.6. Нормативные значения характеристик грунта или параметров, определяющих взаимодействие фундаментов с грунтом, принимаются равными, как правило, их математическому ожиданию.
2.7. Нормативные значения характеристик грунтов или параметров, указанных в п. 1.9, устанавливают на основе данных инженерных изысканий, выполняемых для проектируемого здания или сооружения, или на основе опыта проектирования и строительства.
2.8. Возможные отклонения прочностных и других характеристик материалов и грунтов в неблагоприятную сторону от их нормативных значений учитывается коэффициентами надежности по материалу Значения коэффициентов могут быть различными для различных предельных состояний.
2.9. Расчетным значением характеристики материала или грунта является значение, получаемое делением нормативного значения характеристики на коэффициент надежности по материалу или грунту. В обоснованных случаях расчетные значения характеристик грунта могут определяться непосредственно по экспериментальным данным.
3. НОРМАТИВНЫЕ И РАСЧЕТНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ НАГРУЗОК
3.1. Основными характеристиками нагрузок являются их нормативные значения.
Нормативные значения нагрузок определяются:
для нагрузок от собственного веса — по проектным значениям геометрических и конструктивных параметров и по средним значениям плотности с учетом имеющихся данных предприятий-изготовителей об ожидаемой массе конструкции;
для атмосферных нагрузок (например, ветровой, снеговой, гололедной, волновой, ледовой) и воздействий (например, температурных, влажностных) — по наибольшим годовым значениям, соответствующим определенному среднему периоду их превышения; нормативные значения атмосферных нагрузок, которые могут вызывать в конструкциях динамические усилия или деформации, должны определяться с учетом динамических явлений и динамических характеристик конструкций;
для технологических статических нагрузок (например, от оборудования, приборов, материалов, обстановки, людей) — по ожидаемым наибольшим значениям для предусмотренных условий изготовления, эксплуатации или производства работ, с учетом паспортных данных оборудования;
для технологических динамических нагрузок (от движущихся механизмов, машин, транспортных средств) — по значениям параметров, определяющим динамические нагрузки, или по значениям масс и геометрических размеров движущегося механизма или частей машины в соответствии с ее кинематической схемой и режимом работы;
для сейсмических и взрывных воздействий, а также для нагрузок, вызываемых резкими нарушениями технологического процесса, временной неисправностью или поломкой оборудования, в том числе наездом транспортных средств — в соответствии с требованиями специальных нормативных документов.
3.2. Возможное отклонение нагрузок в неблагоприятную (большую или меньшую) сторону от их нормативных значений вследствии изменчивости нагрузок или отступлений от условий нормальной эксплуатации учитывается коэффициентами надежности по нагрузке Значения коэффициентов могут быть различными для различных предельных состояний и различных ситуаций.
3.3. Расчетное значение нагрузки получается путем умножения нормативного значения на соответствующий коэффициент надежности по нагрузке.
При наличии статистических данных расчетные значения нагрузок допускается определять непосредственно по заданной вероятности их превышения.
3.4. При определении нормативных и расчетных значений нагрузок, изменяющихся во времени, допускается учитывать предусматриваемый срок службы здания или сооружения.
3.5. Конструкции и основания следует рассчитывать с учетом возможных неблагоприятных сочетаний нагрузок (для сечений элементов, конструкций и их соединений, либо для всего здания или сооружения в целом). Уменьшение вероятности одновременного превышения несколькими нагрузками их расчетных значений по сравнению с вероятностью превышения одной нагрузкой ее расчетного значения учитывается коэффициентами сочетаний нагрузок .
Примечание. Под «несколькими нагрузками» следует принимать как несколько нагрузок разных видов (например, снеговых и ветровых), так и несколько нагрузок одного вида (например, несколько грузоподъемных мостовых кранов, нагрузок от людей, мебели, оборудования на нескольких перекрытиях в многоэтажных зданиях, несколько однородных нагрузок в зависимости от размера грузовой площади рассчитываемого элемента).
4. УЧЕТ УСЛОВИЙ РАБОТЫ
4.1. Возможные отклонения принятой расчетной модели от реальных условий работы элементов конструкций, соединений, зданий и сооружений и их оснований, а также изменения свойств материалов вследствии влияния температуры, влажности, длительности воздействия, его многократной повторяемости и других факторов, не отражаемых непосредственно в расчетах, учитываются коэффициентами условий работы .
4.2. Коэффициенты условий работы могут учитывать факторы, которые еще не имеют приемлемого аналитического описания, такие как влияние коррозии, агрессии среды, биологических воздействий.
4.3. Коэффициенты условий работы и способ их введения в расчет устанавливаются на основе экспериментальных и теоретических данных о действительной работе материалов, конструкций и оснований в условиях эксплуатации и производства работ.
5. УЧЕТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
5.1. Для учета ответственности зданий и сооружений, характеризуемой экономическими, социальными и экологическими последствиями их отказов, устанавливаются три уровня: I — повышенный, II — нормальный, III — пониженный.
Повышенный уровень ответственности следует принимать для зданий и сооружений, отказы которых могут привести к тяжелым экономическим, социальным и экологическим последствиям (резервуары для нефти и нефтепродуктов вместимостью 10000 м 3 и более, магистральные трубопроводы, производственные здания с пролетами 100 м и более, сооружения связи высотой 100 м и более, а также уникальные здания и сооружения).
Нормальный уровень ответственности следует принимать для зданий и сооружений массового строительства (жилые, общественные, производственные, сельскохозяйственные здания и сооружения).
Пониженный уровень ответственности следует принимать для сооружений сезонного или вспомогательного назначения (парники, теплицы, летние павильоны, небольшие склады и подобные сооружения).
5.2. При расчете несущих конструкций и оснований следует учитывать коэффициент надежности и ответственности , принимаемый равным: для I уровня ответственности — более 0,95, но не более 1,2; для II уровня — 0,95, для III уровня — менее 0,95, но не менее 0,8.
На коэффициент надежности по ответственности следует умножать нагрузочный эффект (внутренние силы и перемещения конструкций и оснований, вызываемые нагрузками и воздействиями).
Примечание. Настоящий пункт не распространяется на здания и сооружения, учет ответственности которых установлен в соответствующих нормативных документах.
5.3. Уровни ответственности зданий и сооружений следует учитывать также при определении требований к долговечности зданий и сооружений, номенклатуры и объема инженерных изысканий для строительства, установления правил приемки, испытаний, эксплуатации и технической диагностики строительных объектов.
5.4. Отнесение объекта к конкретному уровню ответственности и выбор значения коэффициента производится генеральным проектировщиком по согласованию с заказчиком.
(Измененная редакция, Изм. № 1)
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПОЯСНЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПОНЯТИЙ
1. Предельные состояния — состояния, при которых конструкция, основание (здание или сооружение в целом) перестают удовлетворять заданным эксплуатационным — требованиям или требованиям при производстве работ (возведении).
2. Эксплуатация здания или сооружения — использование здания или сооружения по функциональному назначению с проведением необходимых мероприятий по сохранению состояния конструкций, при котором они способны выполнять заданные функции с параметрами, установленными требованиями технической документации.
3. Нормальная эксплуатация — эксплуатация, осуществляемая (без ограничений) в соответствии с предусмотренными в нормах или заданиях на проектирование технологическими или бытовыми условиями.
4. Надежность строительного объекта — свойство строительного объекта выполнять заданные функции в течение требуемого промежутка времени.
5. Обеспеченность значения величины — для случайных величин, для которых неблагоприятным является превышение какого-либо значения — вероятность непревышения этого значения; а для которых неблагоприятным является занижение — вероятность незанижения.
6. Силовое воздействие — воздействия, под которыми понимаются как непосредственные силовые воздействия от нагрузок, так и воздействия от смещения опор, измерения температур, усадки и других подобных явлений, вызывающих реактивные силы.
7. Нагрузочный эффект — усилия, напряжения, деформация, раскрытия трещин, вызванные силовыми воздействиями.
8. Расчетная ситуация — учитываемый в расчете комплекс условий, определяющих расчетные требования к конструкциям.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Центральным научно-исследовательским и проектно-экспериментальным институтом комплексных проблем строительных конструкций и сооружений имени В. А. Кучеренко Госстроя СССР
ИСПОЛНИТЕЛИ
В. Д. Райзер, д-р техн. наук; А. А. Батв, канд. техн. наук; В. А. Отставнов, канд. техн. наук; Ю. Д. Сухов, канд. техн. наук
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного строительного комитета СССР от 25.03.88 № 48
Источник: mooml.com
ГОСТ 27751-88 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету
Текст ГОСТ 27751-88 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету
НАДЕЖНОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ОСНОВАНИЙ
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО РАСЧЕТУ
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
НАДЕЖНОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИИ И ОСНОВАНИЙ
Основные положения по расчету
Reliability of constructions and foundations. Principal rules of the calculations
МКС 91.010.30 ОКСТУ 5870
Дата введения 01.07.88
Настоящий стандарт распространяется на строительные конструкции из разных материалов, основания всех видов зданий, сооружений и устанавливает основные положения по их расчету на силовые воздействия.
1. ОСНОВЫ РАСЧЕТА
1.1. Строительные конструкции и основания должны быть запроектированы таким образом, чтобы они обладали достаточной надежностью при возведении и эксплуатации с учетом, при необходимости, особых воздействий (например, в результате землетрясения, наводнения, пожара, взрыва).
1.2. Основным свойством, определяющим надежность строительных конструкций, зданий и сооружений в целом, является безотказность их работы — способность сохранять заданные эксплуатационные качества в течение определенного срока службы.
1.3. Строительные конструкции и основания следует рассчитывать по методу предельных состояний, основные положения которого должны быть направлены на обеспечение безотказной работы конструкций и оснований с учетом изменчивости свойств материалов, грунтов, нагрузок и воздействий, геометрических характеристик конструкций, условий их работы, а также степени ответственности (и народнохозяйственной значимости) проектируемых объектов, определяемой материальным и социальным ущербом при нарушении их работоспособности.
1.4. Предельные состояния подразделяют на две группы:
— первая группа включает в себя предельные состояния, которые ведут к полной непригодности к эксплуатации конструкций, оснований (зданий или сооружений в целом) или к полной (частичной) потере несущей способности зданий и сооружений в целом;
— вторая группа включает в себя предельные состояния, затрудняющие нормальную эксплуатацию конструкций (оснований) или уменьшающие долговечность зданий (сооружений) по сравнению с предусматриваемым сроком службы.
Предельные состояния первой группы характеризуются:
— разрушением любого характера (например, пластическим, хрупким, усталостным) (1а);
— потерей устойчивости формы, приводящей к полной непригодности к эксплуатации (lb);
— потерей устойчивости положения (1с);
— переходом в изменяемую систему (Id);
— качественным изменением конфигурации (1е);
— другими явлениями, при которых возникает необходимость прекращения эксплуатации (например, чрезмерными деформациями в результате ползучести, пластичности, сдвига в соединениях, раскрытия трещин, а также образованием трещин) (If).
Издание официальное Перепечатка воспрещена
Предельные состояния второй группы характеризуются:
— достижением предельных деформаций конструкции (например, предельных прогибов, поворотов) или предельных деформаций основания (2а);
— достижением предельных уровней колебаний конструкций или оснований (2Ь);
— образованием трещин (2с);
— достижением предельных раскрытий или длин трещин (2d);
— потерей устойчивости формы, приводящей к затруднению нормальной эксплуатации (2е);
— другими явлениями, при которых возникает необходимость временного ограничения эксплуатации здания или сооружения из-за неприемлемого снижения их срока службы (например, коррозионные повреждения) (2f).
Предельные состояния, по которым требуется выполнять расчеты, определяются стандартами на проектирование.
1.5. Расчет по предельным состояниям имеет целью обеспечить надежность здания или сооружения в течение всего его срока службы, а также при производстве работ.
Условия обеспечения надежности заключаются в том, чтобы расчетные значения нагрузок или ими вызванных усилий, напряжений, деформаций, перемещений, раскрытий трещин не превышали соответствующих им предельных значений, устанавливаемых нормами проектирования конструкций или оснований.
1.6. Расчетные модели (в том числе расчетные схемы, основные предпосылки расчета) конструкций и оснований должны отражать действительные условия работы зданий или сооружений, отвечающие рассматриваемой расчетной ситуации. При этом должны учитываться факторы, определяющие напряженное и деформированное состояния, особенности взаимодействия элементов конструкций между собой и с основанием, пространственная работа конструкций, геометрическая и физическая нелинейности, пластические и реологические свойства материалов и грунтов, наличие трещин в железобетонных конструкциях, возможные отклонения геометрических размеров от их номинальных значений.
При возведении новых зданий и сооружений, примыкающих к ранее построенным (или возводимых в непосредственной близости к ним), необходимо учитывать возможное их взаимное влияние.
1.7. При отсутствии надежных теоретических методов расчета или проверенных ранее аналогичных решений расчет конструкций и оснований может проводиться на основе специально поставленных теоретических или экспериментальных исследований на моделях или натурных конструкциях.
1.8. Расчет конструкций, для которых нормы проектирования не содержат указаний по определению усилий и напряжений с учетом неупругих деформаций, проводится в предположении их упругой работы; при этом сечения допускается рассчитывать с учетом неупругих деформаций.
1.9. Расчет оснований должен выполняться с использованием механических параметров грунтов (например, их прочностных, деформационных характеристик). В расчетах допускается использовать и другие параметры, характеризующие взаимодействие конструкций с основанием и устанавливаемые опытным путем.
1.10. При расчете конструкций должны рассматриваться следующие расчетные ситуации:
— установившаяся, имеющая продолжительность того же порядка, что и срок службы строительного объекта (например, эксплуатация между двумя капитальными ремонтами или изменениями технологического процесса);
— переходная, имеющая небольшую по сравнению со сроком службы строительного объекта продолжительность (например, возведение здания, капитальный ремонт, реконструкция);
— аварийная, имеющая малую вероятность появления и небольшую продолжительность, но являющаяся весьма важной с точки зрения последствий достижения предельных состояний, возможных при ней (например, ситуация, возникающая в связи со взрывом, столкновением, аварией оборудования, пожаром, а также непосредственно после отказа какого-либо элемента конструкции).
Расчетные ситуации характеризуются расчетной схемой конструкции, видами нагрузок, значениями коэффициентов условий работы и коэффициентов надежности, перечнем предельных состояний, которые должны рассматриваться в данной ситуации.
2. НОРМАТИВНЫЕ И РАСЧЕТНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ И ДРУГИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ И ГРУНТОВ
2.1. Основными параметрами прочности материалов являются нормативные значения их прочностных характеристик.
Обеспеченность нормативных значений прочностных характеристик материала, прошедшего приемочный контроль или сортировку, должна, как правило, быть не менее 0,95.
2.2. Кроме нормативных значений прочностных характеристик, могут устанавливаться также нормативные значения других характеристик материалов (например, плотностей, модулей упругости, коэффициентов трения, ползучести, усадки), принимаемые, как правило, равными их математическому ожиданию.
2.3. Если величины, характеризующие свойства материала и грунтов, являются функциями других величин или находятся в корреляционной зависимости от них, то нормативные значения характеристик материалов и грунтов могут быть получены расчетным путем с использованием зависимостей, устанавливаемых нормами проектирования.
2.4. При расчете конструкций, работающих при высоких или низких температурах, повышенной влажности, при повторных воздействиях, следует учитывать изменения физико-механических свойств материалов (прочности, упругости, вязкости) и других явлений (например, ползучести, усадки).
2.5. Основными параметрами механических свойств грунтов являются нормативные или расчетные значения прочностных, деформационных и других физико-механических характеристик грунтов.
2.6. Нормативные значения характеристик грунта или параметров, определяющих взаимодействие фундаментов с грунтом, принимаются равными, как правило, их математическому ожиданию.
2.7. Нормативные значения характеристик грунтов или параметров, указанных в п. 1.9, устанавливают на основе данных инженерных изысканий, выполняемых для проектируемого здания или сооружения, или на основе опыта проектирования и строительства.
2.8. Возможные отклонения прочностных и других характеристик материалов и грунтов в неблагоприятную сторону от их нормативных значений учитываются коэффициентами надежности по материалу ут и грунту yq. Значения коэффициентов ут и yq могут быть различными для различных предельных состояний.
2.9. Расчетным значением характеристики материала или грунта является значение, получаемое делением нормативного значения характеристики на коэффициент надежности по материалу или грунту. В обоснованных случаях расчетные значения характеристик грунта могут определяться непосредственно по экспериментальным данным.
3. НОРМАТИВНЫЕ И РАСЧЕТНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ НАГРУЗОК
3.1. Основными характеристиками нагрузок являются их нормативные значения.
Нормативные значения нагрузок определяются:
— для нагрузок от собственного веса — по проектным значениям геометрических и конструктивных параметров и по средним значениям плотности с учетом имеющихся данных предприятий-изготовителей об ожидаемой массе конструкции;
— для атмосферных нагрузок (например, ветровой, снеговой, гололедной, волновой, ледовой) и воздействий (например, температурных, влажностных) — по наибольшим годовым значениям, соответствующим определенному среднему периоду их превышения; нормативные значения атмосферных нагрузок, которые могут вызывать в конструкциях динамические усилия или деформации, должны определяться с учетом динамических явлений и динамических характеристик конструкций;
— для технологических статических нагрузок (например, от оборудования, приборов, материалов, обстановки, людей) — по ожидаемым наибольшим значениям для предусмотренных условий изготовления, эксплуатации или производства работ, с учетом паспортных данных оборудования;
— для технологических динамических нагрузок (от движущихся механизмов, машин, транспортных средств) — по значениям параметров, определяющих динамические нагрузки, или по значениям масс и геометрических размеров движущегося механизма или частей машины в соответствии с ее кинематической схемой и режимом работы;
— для сейсмических и взрывных воздействий, а также для нагрузок, вызываемых резкими нарушениями технологического процесса, временной неисправностью или поломкой оборудования,
в том числе наездом транспортных средств — в соответствии с требованиями специальных нормативных документов.
3.2. Возможное отклонение нагрузок в неблагоприятную (большую или меньшую) сторону от их нормативных значений вследствие изменчивости нагрузок или отступлений от условий нормальной эксплуатации учитывается коэффициентами надежности по нагрузке yf. Значения коэффициентов yf могут быть различными для различных предельных состояний и расчетных ситуаций.
3.3. Расчетное значение нагрузки получают путем умножения нормативного значения на соответствующий коэффициент надежности по нагрузке.
При наличии статистических данных расчетные значения нагрузок допускается определять непосредственно по заданной вероятности их превышения.
3.4. При определении нормативных и расчетных значений нагрузок, изменяющихся во времени, допускается учитывать предусматриваемый срок службы здания или сооружения.
3.5. Конструкции и основания следует рассчитывать с учетом возможных неблагоприятных сочетаний нагрузок (для сечений элементов, конструкций и их соединений, либо для всего здания или сооружения в целом). Уменьшение вероятности одновременного превышения несколькими нагрузками их расчетных значений по сравнению с вероятностью превышения одной нагрузкой ее расчетного значения учитывается коэффициентами сочетаний нагрузок |/.
Примечание. Под «несколькими нагрузками» следует понимать как несколько нагрузок разных видов (например, снеговых и ветровых), так и несколько нагрузок одного вида (например, несколько грузоподъемных мостовых кранов, нагрузок от людей, мебели, оборудования на нескольких перекрытиях в многоэтажных зданиях, несколько однородных нагрузок в зависимости от размера грузовой площади рассчитываемого элемента).
4. УЧЕТ УСЛОВИИ РАБОТЫ
4.1. Возможные отклонения принятой расчетной модели от реальных условий работы элементов конструкций, соединений, зданий и сооружений и их оснований, а также изменения свойств материалов вследствие влияния температуры, влажности, длительности воздействия, его многократной повторяемости и других факторов, не отражаемых непосредственно в расчетах, учитываются коэффициентами условий работы yd.
4.2. Коэффициенты условий работы могут учитывать факторы, которые еще не имеют приемлемого аналитического описания, такие как влияние коррозии, агрессии среды, биологических воздействий.
4.3. Коэффициенты условий работы и способ их введения в расчет устанавливаются на основе экспериментальных и теоретических данных о действительной работе материалов, конструкций и оснований в условиях эксплуатации и производства работ.
5. УЧЕТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
5.1. Для учета ответственности зданий и сооружений, характеризуемой экономическими, социальными и экологическими последствиями их отказов, устанавливают три уровня:
Уровень ответственности I следует принимать для зданий и сооружений, отказы которых могут привести к тяжелым экономическим, социальным и экологическим последствиям (резервуары для нефти и нефтепродуктов вместимостью 10000 м 3 и более, магистральные трубопроводы, производственные здания с пролетами 100 м и более, сооружения связи высотой 100 м и более, а также уникальные здания и сооружения).
Уровень ответственности II следует принимать для зданий и сооружений массового строительства (жилые, общественные, производственные, сельскохозяйственные здания и сооружения).
Уровень ответственности III следует принимать для сооружений сезонного или вспомогательного назначения (парники, теплицы, летние павильоны, небольшие склады и подобные сооружения).
5.2. При расчете несущих конструкций и оснований следует учитывать коэффициент надежности по ответственности уп, принимаемый равным: для уровня I — более 0,95, но не более 1,2; для уровня II — 0,95; для уровня III — менее 0,95, но не менее 0,8.
На коэффициент надежности по ответственности следует умножать нагрузочный эффект (внутренние силы и перемещения конструкций и оснований, вызываемые нагрузками и воздействиями).
Примечание. Настоящий пункт не распространяется на здания и сооружения, учет ответственности которых установлен в соответствующих нормативных документах.
5.3. Уровни ответственности зданий и сооружений следует учитывать также при определении требований к долговечности зданий и сооружений, номенклатуры и объема инженерных изысканий для строительства, установлении правил приемки, испытаний, эксплуатации и технической диагностики строительных объектов.
5.4. Отнесение объекта к конкретному уровню ответственности и выбор значений коэффициента уп проводятся генеральным проектировщиком по согласованию с заказчиком.
Разд. 5. (Измененная редакция, Изм. № 1).
ПОЯСНЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПОНЯТИИ
1. Предельные состояния — состояния, при которых конструкция, основание (здание или сооружение в целом) перестают удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям или требованиям при производстве работ (возведении).
2. Эксплуатация здания или сооружения — использование здания или сооружения по функциональному назначению с проведением необходимых мероприятий по сохранению состояния конструкций, при котором они способны выполнять заданные функции с параметрами, установленными требованиями технической документации.
3. Нормальная эксплуатация — эксплуатация, осуществляемая (без ограничений) в соответствии с предусмотренными в нормах или заданиях на проектирование технологическими или бытовыми условиями.
4. Надежность строительного объекта — свойство строительного объекта выполнять заданные функции в течение требуемого промежутка времени.
5. Обеспеченность значения величины — для случайных величин, для которых неблагоприятным является превышение какого-либо значения, — вероятность непревышения этого значения, а для которых неблагоприятным является занижение — вероятность незанижения.
6. Силовое воздействие — воздействия, под которыми понимаются как непосредственные силовые воздействия от нагрузок, так и воздействия от смещения опор, изменения температуры, усадки и других подобных явлений, вызывающих реактивные силы.
7. Нагрузочный эффект — усилия, напряжения, деформации, раскрытия трещин, вызванные силовыми воздействиями.
8. Расчетная ситуация — учитываемый в расчете комплекс условий, определяющих расчетные требования к конструкциям.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Центральным научно-исследовательским и проектно-экспериментальным институтом комплексных проблем строительных конструкций и сооружений имени В.А. Кучеренко Госстроя СССР
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного строительного комитета СССР от 25.03.88 № 48
3. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 384—87
4. ВВВДЕН ВПЕРВЫЕ
5. ИЗДАНИЕ (июнь 2007 г.) с Изменением № 1, утвержденным в декабре 1993 г. (ИУС 1—99)
Редактор В.Н. Копысов Технический редактор В.Н. Прусакова Корректор Т.И. Кононенко Компьютерная верстка И.А. Налейкиной
Подписано в печать 22.06.2007. Формат 60 х 84*/8- Бумага офсетная. Гарнитура Таймс. Печать офсетная. Уел. печ.л. 0,93. Уч.-изд.л. 0,63. Тираж 68 экз. Зак.
513.
, 123995 Москва, Гранатный пер., 4.
Набрано во на ПЭВМ
Отпечатано в филиале — тип. «Московский печатник», 105062 Москва, Лялин пер., 6.
Источник: allgosts.ru