Розрахунок і розрахункові моделі

6.1.1 Розрахунок конструкцій повинен якомога достовірніше відображати дійсні умови роботи об'єкта і його напружено-деформований стан шляхом врахування відповідних розрахункових ситуацій (див. 6.3).

Розрахунок виконується на підставі розрахункової моделі, яка повинна враховувати чинники, що мають істотний вплив на напружений і деформований стан конструкцій. При формуванні розрахункової моделі, як правило, доцільно врахувати нелінійні ефекти (геометричну і фізичну нелінійність елементів і системи в цілому, вплив деформацій конструкцій на зміну значень діючих на неї навантажень тощо).

6.1.2 Вимоги і рекомендації щодо вибору розрахункових моделей встановлюються в нормах проектування та в нормах, що регламентують навантаження і впливи. Цими ж нормами можуть бути визначені також можливі конструктивні рішення, які забезпечують реалізацію визначених розрахункових передумов.

6.1.3 Конструкції, для яких нормами проектування не встановлюються обов'язкові вимоги щодо використання нелінійних розрахункових моделей, розраховуються в припущенні лінійної залежності навантажувальних ефектів від параметрів, пропорційно яким змінюється величина на вантаження. При цьому перевірка несучої здатності поперечних перерізів елементів може виконуватися з урахуванням нелінійних властивостей матеріалу.

6.2.1 Усі розрахункові вимоги норм формулюються для граничних станів, які визначають межу між допустимими і недопустимими (позаграничними) станами конструкцій. Перехід через граничний стан відповідає одному з видів відмови, самі граничні стани вважаються при цьому до пустимими.

Граничні стани можуть бути віднесені до конструкції в цілому, до її окремих елементів, з'єднань або поперечних перерізів.

Граничні стани поділяються на дві групи, які в свою чергу можуть мати підгрупи,

6.2.2 Перша група містить граничні стани, перехід через які призводить до повної непридатності будівельного об'єкта (конструкції, елемента, основи) до експлуатації і для яких позаграничними станами можуть бути:

- руйнування будь-якого характеру (в'язке, крихке, в результаті втомлюваності);

- інші явища, за яких виникає потреба у припиненні експлуатації (наприклад, виникнення перфорації стінки ємкості з токсичними речовинами або надмірні переміщення основи при просадках чи спучуванні грунтів).

Граничні стани цієї групи можуть бути пов'язані з порушенням вимог збереження цілісності чи можливості існування об'єкта або з недотриманням вимог безпеки для людей і довкілля. Досягнення граничного стану першої групи класифікується як відмова-зрив.

6.2.3 Друга група містить граничні стани, які ускладнюють нормальну експлуатацію будівельного об'єкта або зменшують його довговічність порівняно зі встановленим терміном експлуатації і для яких позаграничними станами є:

- надмірні переміщення або повороти деяких точок конструкції;

- недопустимі коливання (надмірні значення амплітуди, частоти, швидкості, прискорення);

- утворення та розкриття тріщин, досягнення ними гранично-допустимих значень розкриття чи довжини;

- втрата стійкості форми у вигляді локального деформування;

- пошкодження від корозії чи інших видів фізичного зношення, які призводять до необхідності обмеження експлуатації внаслідок зменшення терміну експлуатації об'єкта.

Граничні стани цієї групи можуть бути пов'язані з порушенням вимог щодо використання об'єкта без обмежень, порушенням вимог щодо рівня комфорту, зручностей персоналу, вимог до зовнішнього вигляду конструкцій або з недотриманям вимог щодо можливості розвитку і модернізації об'єкта з точки зору його призначення.

Досягнення граничного стану другої групи класифікується у більшості випадків як відмова-перешкода.

6.2.4 Граничні стани і розрахункові ситуації, за якими слід виконувати розрахунки, наводяться у нормах проектування. Цими ж нормами можуть бути уточнені і деталізовані конкретні показники граничних станів, а також розширено перелік позаграничних станів, які належать до тієї чи іншої підгрупи.

6.2.5 При розрахунку слід розглядати всі можливі для конкретного об'єкта граничні стани та параметри (навантаження, властивості матеріалів конструкцій і грунтів основи, параметри довкілля тощо), які їм відповідають.

6.2.6.Ступінь конкретизації та деталізації розрахункових процедур встановлюється в нормах проектування і може бути різним залежно від:

- економічної і соціальної значущості об'єкта;

- унікальності чи масовості ситуації, яка розглядається;

- доцільності подальшої деталізації розрахункових процедур;

- типу подальших контрольних заходів і характеру рішень, які приймаються в процесі контролю;

- рівня доступності та обсягу інформації, необхідної для прийняття рішень;

6.3.1 Вимоги норм проектування повинні враховувати умови, в яких реалізується граничний стан. Для цього встановлюються характерні ситуації, які називаються розрахунковими і визначаються:

- переліком граничних станів, які слід розглядати;

- видами впливів, які можуть реалізуватися в даній розрахунковій ситуації;

- значенням допустимої ймовірності відмови.

6.3.2 При встановленні допустимої ймовірності відмови слід враховувати, що в різних розрахункових ситуаціях ті ж самі граничні стани можуть мати різні наслідки, соціальні втрати та економічні збитки.

6.3.3 При розрахунках конструкцій слід розглядати такі типи розрахункових ситуацій:

- усталені, для яких характерна тривалість реалізації T_sit того ж порядку, що й встановлений термін експлуатації будівельного об'єкта T_ef (наприклад, період експлуатації між двома капітальними ремонтами або змінами технологічного процесу);

- перехідні, для яких характерна тривалість реалізації T_sit невелика порівняно із встановленим терміном експлуатації Т_е_f, (наприклад, період зведення об'єкта, капітального ремонту, реконструкції);

- аварійні, для яких характерна мала ймовірність появи P_si_t і, як правило, невелика тривалість реалізації T_sit<<T_e_f, але які є досить важливими з точки зору наслідків можливих відмов (наприклад, ситуації, які виникають під час вибухів, пожеж, аварій обладнання, зіткнень транспортних засобів, а також безпосередньо після відмови будь-якого елемента конструкції).

6.3.4 Якщо в нормах проектування не визначена розрахункова ситуація, то припускається, щовідповідні вимоги норм належать до усталених та перехідних розрахункових ситуацій, які прогнозуються. Аварійні ситуації завжди повинні бути вказані явно.

6.4.1 Як правило, всі частини об'єкта і об'єкт в цілому мають розраховуватися з урахуванням граничних станів першої і другої груп. При розгляді аварійних розрахункових ситуацій допускається розраховувати лише головні несучі конструкції категорії А1 за граничними станами першої групи (див. 5.2.2).

6.4.2 Головні несучі конструкції об'єктів класів наслідків (відповідальності) СС3 та СС2 повинні бути запроектовані так, щоб в аварійній ситуації ймовірність виникнення лавиноподібних (прогресуючих) руйнувань, незрівняно більших ніж початкові пошкодження конструкції, була досить малою.

- виключення або попередження можливості появи початкових руйнувань (наприклад, за допомогою використання спеціальних заходів захисту);

- зменшення можливості руйнування відповідальних елементів об'єкта (наприклад, шляхом їх підсилення, дублювання, проектування їх здатними до сприйняття аварійнх впливів);

- резервування несучої здатності головних несучих конструкцій, створення нерозрізності та безперервності конструкцій, підвищення пластичних властивостей в'язей між конструкціями, включення до роботи просторової системи ненесучих конструкцій;

- проектування об'єкта в цілому так, щоб у випадку руйнування будь-якого окремого елемента весь об'єкт або його найвідповідальніша частина зберігала працездатність певний період часу, достатній для вжиття термінових заходів (наприклад, евакуації людей при пожежі).

6.4.3 Передбачені заходи забезпечення живучості в аварійних ситуаціях повинні бути зафіксовані в проектній документації і відомі персоналу, відповідальному за експлуатацію об'єкта, а також представлені відповідними вказівками щодо нагляду і догляду за конструкціями.

6.5.1 Вихідними даними для розрахунку є параметри об'єкта, які характеризують:

- розміри, положення у просторі, умови закріплення конструкцій та їх елементів.

Ці параметри розглядаються здебільшого як випадкові величини, випадкові послідовності або випадкові процеси, а їх значення, закони розподілу, частотно-часові характеристики і правила врахування мінливості встановлюються нормами проектування.

Норми проектування конструкцій різного призначення з різних матеріалів повинні також враховувати можливу залежність вихідних даних від умов довкілля.

6.5.2 Механічні впливи, що враховуються в розрахунку безпосередньо, розглядаються як сукупність сил, прикладених до конструкції (навантаження), або як вимушені переміщення і деформації елементів конструкції. Інші впливи немеханічної природи (наприклад, впливи агресивного середовища), як правило, враховуються в розрахунку опосередковано.

6.5.3 Залежно від причини виникнення впливи поділяються на:

- основні, які є неминучими наслідками природних явищ або людської діяльності;

- аварійні, які є небажаними результатами людської діяльності (наслідками грубих помилок), або результатами несприятливого збігу обставин (до аварійних можуть бути віднесені і дуже рідкісні впливи природного походження такі, як навантаження від смерчів, цунамі тощо).

Залежно від часової мінливості впливи поділяються на:

- постійні, які діють під час усього терміну експлуатації об'єкта і значення яких неістотно змінюються у часі;

- змінні, для яких не можна нехтувати зміною значень у часі відносно середнього.

Залежно від характерної тривалості безперервної дії на конструкції T_d змінні навантаження поділяються на:

- тривалі, тривалість дії яких T_d може наближатися до встановленого терміну експлуатації Т_е_f будівельного об'єкта;

- короткочасні, для яких T_d << T_ef і які в свою чергу можуть поділятися на повторні та епізодичні.

6.5.4 Залежно від способу прикладення навантажень у просторі вони можуть бути:

- фіксованими, які можуть діяти тільки на цілком визначені місця конструкції;

- вільними, які можуть довільно розподілятися по конструкції у деяких заданих межах.

Урахування вільних навантажень може бути зведене до розгляду низки комплексів фіксованих навантажень, одержаних шляхом фіксації можливого розподілу вільних навантажень у просторі.

6.5.5. Навантаження залежно від реакції конструкції поділяються на:

- статичні, які не викликають значних прискорень конструкції, що дозволяє нехтувати інерційними силами;

- динамічні, які викликають такі прискорення, що інерційними силами нехтувати не можна.

Належність навантажень до класу статичних або динамічних залежить від співвідношення властивостей цих навантажень та властивостей конструкцій, які їх сприймають. Параметри конструкцій, за яких навантаження або впливи починають створювати динамічний ефект (наприклад, граничне значення періоду власних коливань), повинні встановлюватися у нормах проектування.

Навантаження може бути представлене сумою двох складових статичної і динамічної. Для спрощення розрахунку у деяких випадках, зазначених у нормах проектування, динамічний вплив можна розглядати як статичний, а динамічний ефект, залежний від реакції конструкції, враховувати шляхом відповідного збільшення навантаження або множенням результатів статичного розрахунку на коефіцієнт динамічності.

6.5.6 Характеристики міцності та деформативності матеріалів і грунтів встановлюються на підставі результатів спеціальних випробувань і накопиченого досвіду. Ці характеристики визначаються шляхом статистичної обробки даних, одержаних випробуваннями стандартних зразків, і приводяться до характеристик реальних матеріалів у реальних конструкціях з використанням перехідних коефіцієнтів або функцій, а також поправок на рівень виконання робіт і систему контролю, що передбачається.

Для визначення фізико-механічних характеристик грунтів використовуються результати випробувань у польових і лабораторних умовах з урахуванням можливої зміни вологості грунту в процесі будівництва та експлуатації об'єкта.

Для нормування характеристик міцності та деформативності матеріалів і ґрунтів допускається використувати результати визначення інших фізичних характеристик (наприклад, міцності при інших видах деформування, твердості, пружності, магнітних властивостей тощо), якщо в результаті попередніх досліджень встановлено надійні залежності між параметрами, які вимірюються, і необхідними характеристиками міцності (деформативності).

6.5.7 Геометричні характеристики, що визначають розміри, форму і положення конструкцій та їх елементів, повинні розглядатися як випадкові, якщо їх відхилення від встановлених проектом значень суттєво впливають на надійність конструкцій. Характеристики їх мінливості повинні визначатися з урахуванням встановлених допусків на виготовлення та монтаж виробів і конструкцій.

У більшості випадків вплив мінливості геометричних характеристик на надійність конструкцій є набагато меншим у порівнянні з впливом мінливості навантажень та технічних характеристик (фізико-механічних властивостей) матеріалів. У таких випадках геометричні характеристики розглядаються як детерміновані величини з номінальними значеннями, вказаними у проекті або наведеними в інших документах (наприклад, в стандартах на прокат).

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: