Строй-справка.ру
Отопление, водоснабжение, канализация
Навигация:
Главная → Все категории → Разрушение зданий
Выбор той или иной степени надежности – это прежде всего экономическая задача. Но в ней присутствуют также другие аспекты — социальные и моральные. Итак, надежность . Какой она будет?
Расчет строительных конструкций, как мы уже знаем, должен предварительно, еще в проектной мастерской гарантировать, что выполненная в соответствии с расчетом конструкция в эксплуатационный период или во время каких-либо аварийных ситуаций сохранит свои качества и будет продолжать выполнять свои функции. Но этот процесс предполагает неизбежные приближения и упрощения: используется условная статическая схема, рассматривается идеализированный материал (идеально упругий или идеально упругопластичный), берутся нагрузки, хотя и хорошо обоснованные в различных нормах, но представляющие собой также значительную идеализацию реально существующих отношений между конструкцией и внешним силовым воздействием. Очевидно, что действительные конструкции, действительные материалы и действительные нагрузки в силу своей сложной, неясной, непостижимой природы будут отличаться от расчетных. Именно эти неизбежные различия перекрываются неким коэффициентом (так называемым коэффициентом запаса). Так что его место в строительстве определяется необходимостью некоего абстрактного начала — расчетных предпосылок о совпадении предполагаемых условий с реальными условиями работы сооружения в различные моменты его жизни.
В принципе надежность зависит от трех основных факторов — от свойств материала, внешних нагрузок и общих условий работы (и исполнения) конструкции. При всем этом полтора века назад, когда был впервые выведен коэффициент запаса, он понимался совершенно иначе, чем сейчас. Но нынешнее понимание его является зачастую противоречивым, во всяком случае, дискуссионным. Не возникает споров только о выборе расчетных характеристик материалов. Для упругих материалов основной расчетной характеристикой является предел текучести, поскольку значительные пластические деформации, которые происходят после его прохождения, приводят к недопустимым смещениям в конструкции. Для хрупких материалов такой основной характеристикой является предел разрушения. Для материалов, работающих в режиме постоянного динамического воздействия, отправной точкой считается так называемый предел усталости, который предполагает хрупкое разрушение, так как внутри материала возникают микротрещины. (Этот предел определяют в лабораторных условиях при многократно повторяющихся динамических воздействиях, причем число циклов в зависимости от конкретных требований может достигать миллиона и даже миллиарда.) Так что в любом случае речь идет о предельных сопротивлениях материала.
Но как же в конце концов вычисляется коэффициент запаса? Например, можно взять в качестве расчетной характеристики материала какую-то долю предельного напряжения; тогда коэффициент запаса будет представлять собой отношение между предельным и расчетным напряжением. Просто, не правда ли? И достаточно надежно – коэффициент запаса будет достаточно велик. Но всегда имеется и оборотная сторона медали, в данном случае – это проблема мотивировки такого коэффициента. Понятие “допускаемое напряжение” и основные положения метода расчета по допускаемым напряжениям сформулированы французом Навье еще в далеком 1826 г. _1 Более века эта система являлась единственным аппаратом “предсказывания” и обеспечения надежности, которым располагали инженеры-конструкторы. Интересно, что в некоторых странах (ФРГ, Франции и др.) этот метод еще используется до сих пор как официальный.
Но ведь в нем не учитывается влияние других факторов на надежность! Очевидно, что односторонний подход имеет множество минусов. До сих пор никто и никогда еще не смог дать удовлетворительных критериев надежности, исходя лишь из свойств материала. Полученный таким образом коэффициент запаса является весьма субъективным и всегда оказывается в пользу надежности. Спроектированные по методу допускаемых напряжений сооружения обладают немотивированно высокой надежностью, которая в век точных расчетов является крайне нежелательной. Если вообще можно говорить в данном случае о какой-либо мотивировке, то ею может быть только низкий уровень знаний. Поэтому некоторые авторитетные специалисты совершенно серьезно называют эту архаичную форму коэффициента запаса коэффициентом незнания.
Только в 3(>х годах нынешнего века был сделан качественно новый шаг вперед. В СССР был обоснован и постепенно разработан новый метод расчета строительных конструкций, который назывался методом расчета по стадии разрушения (или по разрушающим усилиям). Это – следующий этап борьбы человека с природой, новый этап в понимании и регулировании сложной картины невидимого конфликта. Как подсказывает название метода, в качестве расчетных характеристик берутся предельные прочности материалов. На основании этой величины вычисляется несущая способность элементов “за миг до разрушения”, и именно отношение предельной несущей способности к соответствующим внешним усилиям, которые определяют при статическом исследовании, дает величину коэффициента запаса.
Этот новый метод определения коэффициента запаса гораздо лучше, точнее отражает реальное соотношение сил в невидимом конфликте. Особенно значительны различия в обоих методах определения коэфицента запаса для железобетона, для которого само понятие “допускаемые напряжения” выглядит нелепо, как заплата. Поскольку предельные напряжения для бетона одни, а для арматуры другие, точный коэффициент запаса определить невозможно, не говоря уже о том, что реальные напряжения в связи со сложной природой этого материала весьма далеки от допускаемых значений. Общий коэффициент запаса, определенный по новому методу, дает возможность более точного, более обоснованного нормирования. Величина коэффициента больше при перевесе подвижных нагрузок над постоянными, а поскольку характер подвижных неуловим, могут быть и неожиданности. Несмотря на недостатки этого метода, он до сих пор является основным в некоторых развитых странах.
И все же это далеко не предел. Следующий шаг был сделан в 40-50-х годах, когда в СССР была создана и введена система расчета по предельным состояниям. Только здесь были наконец охвачены три основные группы факторов, от которых зависит надежность строительных конструкций. По-новому прозвучало и понятие “надежность”, поскольку было введено логичное предположение, что важно не только не допустить разрушения, но и обеспечить сохранение эксплуатационной пригодности. Поэтому совсем не надо ждать разрушения, чтобы считать, что конструкция себя скомпрометировала; например, недопустимого прогиба вполне достаточно, чтобы ее “списать”.
В настоящее время коэффициент запаса включает в себя как бы три компонента, каждый из которых учитывает различные группы факторов, влияющих на надежность. Начнем4 со свойств материалов. Их механические свойства, включая и предел прочности, изменяются в весьма широких границах. При прежних методах определения размеров проблема “как выбрать” решалась одним махом с помощью общего коэффициента запаса, который был весьма неточным. Сейчас эта проблема решается с помощью метода статистической вероятности. За расчетное сопротивление принимается такая величина, вероятность реального возникновения которой в конструкции является приемлемо малой. Но насколько мало? В Англии, например, она равна 1% (т.е. авария, связанная с “отказом” материала, может ожидаться в одном случае из ста). Согласно нашей практике, расчетное сопротивление имеет вероятностную надежность 0,01% (т. е. в одном случае из тысячи возможна авария). Такая вероятность “отказа” материала является вполне приемлемой, что убедительно подтверждает накопленный до настоящего времени опыт.
Второй стороной рассматриваемого конфликта являются нагрузки. Многолетние наблюдения и статистическая обработка результатов позволяют достаточно точно их нормировать. Максимальные значения внешних нагрузок, которые допускаются при нормальной эксплуатации конструкции, называются нормативными нагрузками. Однако существует возможность повысить эти значения при определенных обстоятельствах. Такое возможное повышение – при определенной вероятностной надежности – учитывается так называемым коэффициентом перегрузки, который является вторым важным компонентом коэффициента запаса.
Остается влияние последнего фактора – общих условий исполнения и работы конструкции и отдельных ее элементов. Этот фактор учитывается коэффициентами условий работы, определяющими важность элемента с точки зрения надежности конструкции в целом, значимость сооружения в системе хозяйственной жизни, качество, условия и контроль исполнения, несоответствие методов расчета реальному напряженному состоянию в конструкции и т. д. Как видим, построен мост между теоретической идеализацией и (строительной практикой, синтезирующий в себе результаты множества наблюдений за выполненными зданиями и сооружениями, весь строительный опыт прошлого и настоящего.
Как же в конечном счете заранее – еще в проектной мастерской -обеспечивается необходимая надежность? Суть состоит в ряде сопоставлений, сравнении несущей способности с соответствующими внешними условиями. При этом ответственном процессе, т. е. расчете строительных конструкций, значения несущей способности должны быть больше или почти равны соответствующим внешним воздействиям. Но эта истина была известна еще в древности. Новое в методах и способах определения размеров – точное количественное выражение двух сторон невидимого конфликта. Усилия в элементе – это вероятные максимальные усилия, которые могут возникнуть при исключительных, критических, но все же ВОЗМОЖНЫХ обстоятельствах. А несущая способность – это вероятная минимальная несущая способность, которая может проявиться при роковых, но ВОЗМОЖНЫХ совпадениях, т. е. когда материал низкого качества оказывается в условиях работы, усложняющих его положение.
Так, с минимальным перевесом сил конструкция всегда должна стать победителем в конфликте. Слово “вероятность” никого не должно смущать. Когда необходимо обуздать случайные величины, обращение к вероятности неизбежно. Понятие “риск” в строительстве в наши дни имеет лишь теоретическое значение для тех, кто знает свое дело и вкладывает в него душу и знания.
Навигация:
Главная → Все категории → Разрушение зданий
1 Область применения
1.1 Настоящий стандарт устанавливает общие принципы обеспечения надежности строительных конструкций и оснований.
1.2 Настоящий стандарт следует применять при проектировании, расчете, возведении, реконструкции, изготовлении и эксплуатации строительных объектов, а также при разработке нормативных документов и стандартов.
2 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
2.1 Общие термины
2.1.1 агрессивная среда: Среда эксплуатации объекта, вызывающая уменьшение сечений и деградацию свойств материалов во времени.
2.1.2 деградация свойств материалов во времени: Постепенное понижение уровня эксплуатационных характеристик материалов, процесс их изменения в сторону ухудшения относительно проектных значений.
2.1.3 долговечность: Способность строительного объекта сохранять прочностные, физические и другие свойства, устанавливаемые при проектировании и обеспечивающие его нормальную эксплуатацию в течение расчетного срока службы.
2.1.4 здание: Результат строительной деятельности, предназначенный для проживания и (или) деятельности людей, размещения производства, хранения продукции или содержания животных.
Примечание — Здание является частным случаем строительного сооружения.
2.1.5 надежность строительного объекта: Способность строительного объекта выполнять требуемые функции в течение расчетного срока эксплуатации.
2.1.6 нормативный документ: Документ, доступный широкому кругу потребителей и устанавливающий правила, общие принципы и характеристики, касающиеся определенных видов деятельности в области строительства и их результатов.
2.1.7 нормальная эксплуатация: Эксплуатация строительного объекта в соответствии с условиями, предусмотренными в строительных нормах или задании на проектирование, включая соответствующее техническое обслуживание, капитальный ремонт и реконструкцию.
2.1.8 основание: Часть массива грунта, взаимодействующая с конструкцией сооружения, воспринимающая воздействия, передаваемые через фундамент и подземные части сооружения и передающие на сооружение техногенные и природные воздействия от внешних источников
2.1.10 отказ: Состояние строительного объекта, при котором не выполняются одно или несколько условий предельных состояний.
2.1.11 помещение: Пространство внутри здания, имеющее определенное функциональное назначение и ограниченное строительными конструкциями.
2.1.12 расчетный срок службы: Установленный в строительных нормах или в задании на проектирование период использования строительного объекта по назначению до капитального ремонта и (или) реконструкции с предусмотренным техническим обслуживанием. Расчетный срок службы отсчитывается от начала эксплуатации объекта или возобновления его эксплуатации после капитального ремонта или реконструкции.
2.1.13 срок службы: Продолжительность нормальной эксплуатации строительного объекта с предусмотренным техническим обслуживанием и ремонтными работами (включая капитальный ремонт) до состояния, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна.
2.1.14 строительная конструкция: Часть сооружения, выполняющая определенные функции несущих или ограждающих конструкций или являющаяся декоративным элементом.
2.1.15 строительное изделие: Изделие, предназначенное для применения в качестве элемента строительных конструкций сооружений.
2.1.16 строительное сооружение: Результат строительной деятельности, предназначенный для осуществления определенных потребительских функций.
Примечание — В тексте стандарта вместо термина строительное сооружение используется термин сооружение, который может относиться к зданиям, мостам, резервуарам или любым другим результатам строительной деятельности.
2.1.17 строительный материал: Материал, предназначенный для изготовления строительных объектов.
2.1.18 строительный объект: Строительное сооружение, здание, помещение, строительная конструкция, строительное изделие или основание.
2.1.19 техническое обслуживание и текущий ремонт: Комплекс мероприятий, осуществляемых в период расчетного срока службы строительного объекта, обеспечивающих его нормальную эксплуатацию.
2.1.20 эксплуатация несущих конструкций объекта: Комплекс мероприятий по поддержанию необходимой степени надежности конструкций в течение расчетного срока службы объекта в соответствии с требованиями нормативных и проектных документов.
2.1.21 технический мониторинг: Систематическое наблюдение за состоянием конструкций в целях контроля их качества, оценки соответствия проектным решениям и нормативным требованиям, прогноза фактической несущей способности и прогнозирования на этой основе остаточного ресурса сооружения.
2.2 Термины расчетных положений
2.2.1 воздействия: Изменение температуры, влияние на строительный объект окружающей среды, действие ветра, осадка оснований, смещение опор, деградация свойств материалов во времени и другие эффекты, вызывающие изменение напряженно-деформированного состояния строительных конструкций.
Примечание — При проведении расчетов воздействия допускается задавать как эквивалентные нагрузки.
2.2.2 конструктивная система: Совокупность взаимосвязанных строительных конструкций и основания.
2.2.3 нагрузки: Внешние механические силы (вес конструкций, оборудования, людей, снегоотложения и др.), действующие на строительные объекты.
2.2.4 несущая способность: Максимальный эффект воздействия, реализуемый в строительном объекте без превышения предельных состояний.
2.2.5 нормативные характеристики физических свойств материалов: Значения физикомеханических характеристик материалов, устанавливаемые в нормативных документах или технических условиях и контролируемые при их изготовлении, при строительстве и эксплуатации строительного объекта.
2.2.6 обеспеченность: Вероятность благоприятной реализации значения переменной случайной величины. Например, для нагрузок «обеспеченность» — вероятность непревышения заданного значения; для характеристик материалов «обеспеченность» — вероятность значений, меньших или равных заданным.
2.2.7 переменные параметры: Используемые при расчете строительных объектов физические величины (воздействия, характеристики материалов и грунтов), значения которых изменяются в течение расчетного срока эксплуатации или имеют случайную природу.
2.2.8 предельное состояние строительного объекта: Состояние строительного объекта, при превышении характерных параметров которого эксплуатация строительного объекта недопустима, затруднена или нецелесообразна.
2.2.9 прогрессирующее (лавинообразное) обрушение: Последовательное (цепное) разрушение несущих строительных конструкций, приводящее к обрушению всего сооружения или его частей вследствие начального локального повреждения.
2.2.10 расчетная схема (модель): Модель конструктивной системы, используемая при проведении расчетов.
2.2.11 расчетные критерии предельных состояний: Соотношения, определяющие условия реализации предельных состояний.
2.2.12 расчетные ситуации: Учитываемый при расчете сооружений комплекс наиболее неблагоприятных условий, которые могут возникнуть при его возведении и эксплуатации.
2.2.13 коэффициенты надежности: Коэффициенты, учитывающие возможные неблагоприятные отклонения значений нагрузок, характеристик материалов и расчетной схемы строительного объекта от реальных условий его эксплуатации, а также уровень ответственности строительных объектов. Вводится 4 типа коэффициентов надежности: коэффициенты надежности по нагрузке yf, коэффициенты надежности по материалу ym, коэффициенты условий работы yd, коэффициенты надежности по ответственности сооружений yn.
2.2.14 результат (эффект) воздействия: Реакция (внутренние усилия, напряжения, перемещения, деформации) строительных конструкций на внешние воздействия.
3 Общие требования
3.1 Для каждого сооружения необходимо установить его класс (КС-1, КС-2 или КС-3) в зависимости от его назначения, а также социальных, экологических и экономических последствий их повреждений и разрушений.
3.2 Класс сооружений устанавливается в задании на проектирование генпроектировщиком по согласованию с заказчиком в соответствии с классификацией, по приложению А.
3.3 Основным условием надежности строительных объектов являются выполнения требований (критериев) для всех учитываемых предельных состояний при действии наиболее неблагоприятных сочетаний расчетных нагрузок в течение расчетного срока службы.
3.4 Надежность строительных конструкций и оснований следует обеспечивать на стадии разработки общей концепции сооружения, при его проектировании, изготовлении его конструктивных элементов, строительстве и эксплуатации.
3.5 При особых воздействиях надежность строительных конструкций дополнительно следует обеспечивать за счет проведения одного или нескольких специальных мероприятий, включающих в себя:
— выбор материалов и конструктивных решений, которые при аварийном выходе из строя или локальном повреждении отдельных несущих элементов конструкций не приводят к прогрессирующему обрушению сооружения;
— предотвращение или снижение возможности реализации подобных воздействий на несущие конструкции;
— использование комплекса специальных организационных мероприятий, обеспечивающих ограничение и контроль доступа посторонних лиц к основным несущим конструкциям сооружения.
3.6 Принятые проектные и конструктивные решения должны быть обоснованы результатами расчета по предельным состояниям сооружений в целом, их конструктивных элементов и соединений, а также, при необходимости, данными экспериментальных исследований, в результате которых устанавливают основные параметры строительных объектов, их несущую способность и воспринимаемые ими воздействия.
3.7 Для сооружений класса КС-3, при проектировании которых использованы не апробированные ранее конструктивные решения или для которых не существует надежных методов расчета, необходимо использовать данные экспериментальных исследований на моделях или натурных конструкциях.
3.8 При проектировании и возведении сооружений необходимо учитывать их влияние на изменение условий эксплуатации и работы конструкций близлежащих сооружений, а также экологии окружающей среды.
3.9 При проектировании конструкций, воспринимающих динамические и циклические нагрузки или воздействия, при необходимости, следует применять специальные меры защиты (гасители колебаний, перфорация ограждающих конструкций, виброизоляция и др.). Проектирование конструктивных элементов, воспринимающих циклические нагрузки, должно проводиться с учетом результатов их поверочного расчета на выносливость и усталостную прочность.
3.10 При расчете конструкций должны быть рассмотрены следующие расчетные ситуации:
— установившаяся — ситуация, имеющая продолжительность, близкую к сроку службы строительного объекта (например, эксплуатация между двумя капитальными ремонтами или изменениями технологического процесса);
— переходная — ситуация, имеющая небольшую по сравнению со сроком службы строительного объекта продолжительность (например, изготовление, транспортирование, монтаж, капитальный ремонт и реконструкция строительного объекта);
— аварийная — ситуация, соответствующая исключительным условиям работы сооружения, которые могут привести к существенным социальным, экологическим и экономическим потерям.
3.11 Для каждой учитываемой расчетной ситуации надежность строительных конструкций должна быть обеспечена за счет:
— расчета сооружения в целом и его отдельных конструктивных элементов по всем учитываемым предельным состояниям;
— выбора и контроля исполнения оптимальных конструктивных решений, материалов, технологических процессов изготовления и монтажа строительных конструкций;
— создания условий, гарантирующих нормальную эксплуатацию строительных объектов;
— контроля технического состояния сооружения в целом и его отдельных конструктивных элементов;
— проведения организационных мероприятий, направленных на снижение возможности возникновения аварийных ситуаций и прогрессирующего обрушения сооружений.
4 Долговечность конструкций и оснований сооружений
4.1 Для обеспечения требуемой долговечности строительного объекта при его проектировании необходимо учитывать:
— условия эксплуатации по назначению;
— расчетное влияние окружающей среды;
— свойства применяемых материалов, возможные средства их защиты от негативных воздействий среды, а также возможность деградации их свойств.
4.2 При проектировании строительных объектов необходимо учитывать возможное влияние на них агрессивной среды и других негативных условий эксплуатации (попеременное замораживание и оттаивание, наличие противоледных реагентов, воздействие морской воды, выбросов промышленных производств и т.д.).
4.3 Необходимые меры по обеспечению долговечности конструкций и оснований сооружений с учетом конкретных условий эксплуатации проектируемых объектов, а также расчетные сроки их службы должен определять генпроектировщик по согласованию с заказчиком. Рекомендуемые сроки службы зданий сооружений приведены в таблице 1.
Примечание — При соответствующем обосновании сроки службы отдельных несущих и ограждающих конструкций могут быть приняты отличными от сроков службы сооружения в целом.
Таблица 1- Рекомендуемые сроки службы зданий и сооружений
Примерный срок службы
Временные здания и сооружения (бытовки строительных рабочих и вахтового персонала, временные склады, летние павильоны и т.п.)
Сооружения, эксплуатируемые в условиях сильноагрессивных сред (сосуды и резервуары, трубопроводы предприятий нефтеперерабатывающей, газовой и химической промышленности, сооружения в условиях морской среды и т.п.)
Здания и сооружения массового строительства в обычных условиях эксплуатации (здания жилищно-гражданского и производственного строительства)
Уникальные здания и сооружения (здания основных музеев, хранилищ национальных и культурных ценностей, произведения монументального искусства, стадионы, театры, здания высотой более 75 м, большепролетные сооружения и т.п.)
5 Предельные состояния
5.1 Общие положения
5.1.1 Строительные объекты должны удовлетворять требованиям (критериям), соответствующим следующим предельным состояниям:
— первая группа предельных состояний — состояния строительных объектов, превышение которых ведет к потере несущей способности строительных конструкций и возникновению аварийной расчетной ситуации;
— вторая группа предельных состояний — состояния, при превышении которых нарушается нормальная эксплуатация строительных конструкций, исчерпывается ресурс их долговечности или нарушаются условия комфортности;
— особые предельные состояния — состояния, возникающие при особых воздействиях и ситуациях и превышение которых приводит к разрушению сооружений с катастрофическими последствиями.
5.1.2 К первой группе предельных состояний следует относить:
— разрушение любого характера (например, пластическое, хрупкое, усталостное);
— потерю устойчивости отдельных конструктивных элементов или сооружения в целом;
— условия, при которых возникает необходимость прекращения эксплуатации (например, чрезмерные деформации в результате деградации свойств материала, пластичности, сдвига в соединениях, а также чрезмерное раскрытие трещин).
5.1.3 Ко второй группе предельных состояний следует относить:
— достижение предельных деформаций конструкций (например, предельных прогибов, углов поворота) или предельных деформаций оснований, устанавливаемых исходя из технологических, конструктивных или эстетико-психологических требований;
— достижение предельных уровней колебаний конструкций или оснований, нарушающих нормальную работу оборудования или вызывающих вредные для здоровья людей физиологические воздействия;
— образование трещин, не нарушающих нормальную эксплуатацию строительного объекта;
— достижение предельной ширины раскрытия трещин;
— другие явления, при которых возникает необходимость ограничения во времени эксплуатации сооружения из-за нарушения работы оборудования, неприемлемого снижения эксплуатационных качеств или расчетного срока службы сооружения (например, коррозионные повреждения).
5.1.4 Перечень предельных состояний и соответствующих критериев, которые необходимо учитывать при проектировании строительного объекта, устанавливают в нормах проектирования и (или) в задании на проектирование.
Предельные состояния могут быть отнесены как к конструкции в целом, так и к отдельным элементам и их соединениям.
5.1.5 Для каждого предельного состояния, которое необходимо учитывать при проектировании, должны быть установлены соответствующие расчетные значения нагрузок и воздействий, характеристик материалов и грунтов, а также геометрические параметры конструкций сооружений (с учетом их возможных наиболее неблагоприятных отклонений), коэффициенты надежности, предельные значения усилий, напряжений, прогибов, перемещений и осадки фундаментов.
5.1.6 Для каждого учитываемого предельного состояния должны быть установлены расчетные модели сооружения, его конструктивных элементов и оснований, описывающие их поведение при наиболее неблагоприятных условиях их возведения и эксплуатации.
Допущения, принятые при выборе расчетных моделей, должны быть учтены при расчете строительных объектов по предельным состояниям.
5.2 Расчет по предельным состояниям
5.2.1 Расчет строительных объектов по предельным состояниям следует проводить с учетом:
— их расчетного срока службы;
— прочностных и деформационных характеристик материалов, устанавливаемых в нормативных документах или задании на проектирование, а для грунтов — по результатам инженерно-геологических изысканий;
— наиболее неблагоприятных вариантов распределения нагрузок, воздействий и их сочетаний, которые могут возникнуть при возведении и эксплуатации сооружений;
— неблагоприятных последствий в случае достижения строительным объектом предельных состояний;
— деградации свойств материалов;
— условий изготовления конструкций, возведения сооружений и особенностей их эксплуатации.
5.2.2 Предельные значения прогибов и перемещений несущих и ограждающих конструкций зданий и сооружений следует устанавливать независимо от применяемых материалов.
5.2.3 Расчет конструкций, для которых нормы проектирования не содержат указаний по определению усилий и напряжений с учетом неупругих деформаций, допускается проводить в предположении их упругой работы; при этом сечения конструктивных элементов допускается рассчитывать с учетом неупругих деформаций.
5.2.4 Расчет конструкций и оснований сооружений повышенного уровня ответственности (класса КС-3) рекомендуется проводить на основе результатов специальных теоретических, апробированных численных и экспериментальных исследований, проводимых на моделях или натурных конструкциях.
5.2.5 При расчете оснований необходимо использовать устанавливаемые опытным путем значения прочностных и деформационных характеристик грунтов, а также другие параметры, характеризующие взаимодействие конструкций с основанием.
5.2.6 Расчет на прогрессирующее обрушение проводится для зданий и сооружений класса КС- 3, а также зданий и сооружений класса КС-2 с массовым нахождением людей (см. приложение Б). Расчет на прогрессирующее обрушение допускается не проводить, если предусмотрены специальные мероприятия, исключающие прогрессирующее обрушение сооружения или его части.
6 Нагрузки и воздействия
6.1 Классификация воздействий
6.1.1 Нагрузки и воздействия следует подразделяются следующим образом:
а) постоянные — изменение расчетных значений в течение расчетного срока службы строительного объекта мало по сравнению с их средними значениями;
б) длительные — сохраняющие расчетные значения в течение большого промежутка времени эксплуатации строительного объекта;
в) кратковременные — длительность действия расчетных значений значительно меньше срока службы сооружения;
г) особые — создающие аварийные ситуации.
Примечание — особые воздействия подразделяются на нормируемые особые воздействия (например, сейсмические, в результате пожара) и аварийные воздействия (например, при взрыве, столкновении с транспортными средствами, при аварии оборудования и отказе работы несущего элемента конструкции), которые не заданы в нормативных документах.
6.1.2 В зависимости от ответной реакции строительного объекта нагрузки и воздействия подразделяют следующим образом:
— статические, при действии которых допускается не учитывать ускорения и силы инерции строительных объектов;
— динамические, при действии которых следует учитывать ускорения и силы инерции строительных объектов. Динамические воздействия допускается приводить к эквивалентным статическим нагрузкам за счет введения соответствующих коэффициентов динамичности, учитывающих возникающие в сооружениях силы инерции.
Тип воздействия (статический или динамический) устанавливают в соответствующих нормативных документах.
6.1.3 Для оценки реакции строительного объекта при динамических воздействиях необходимо использовать соответствующие динамические модели. В этом случае параметры напряженно-деформированного состояния (усилия, напряжения, перемещения и др.) определяют в результате динамического расчета.
6.2 Нормативные и расчетные нагрузки
6.2.1 Основными характеристиками нагрузок являются их расчетные или нормативные значения, устанавливаемые соответствующими нормами проектирования или заданиями на проектирование.
6.2.2 Расчетное значение нагрузки в тех случаях, когда установлено ее нормативное значение, определяют умножением нормативного значения на коэффициент надежности по нагрузке.
6.2.3 Коэффициент надежности по нагрузке учитывает возможное отклонение нагрузок в неблагоприятную (большую или меньшую) сторону от их нормативных значений.
Значения коэффициентов надежности по нагрузке могут быть различными для различных предельных состояний и различных расчетных ситуаций.
6.2.4 Расчетные значения нагрузок и воздействий, зависящих от территориальных климатических условий (снеговые и ветровые нагрузки, воздействия температуры и др.), допускается определять непосредственно по расчетному периоду их повторяемости, который может зависеть от предельного состояния.
6.2.5 При расчете строительных объектов по второй группе предельных состояний расчетные значения кратковременных нагрузок могут устанавливаться с учетом допустимого времени нарушения условий нормальной эксплуатации строительного объекта.
6.2.6 Расчетные значения особых нагрузок устанавливают в соответствующих нормативных документах и заданиях на проектирование с учетом возможных социальных и материальных потерь в случае разрушения сооружений и необходимых мер по предотвращению их разрушения.
6.3 Расчетные сочетания нагрузок
6.3.1 Для каждой расчетной ситуации необходимо учитывать все возможные неблагоприятные расчетные сочетания нагрузок, которые следует устанавливать на основе результатов анализа всех реальных вариантов одновременного действия различных нагрузок и с учетом реализации различных схем приложения кратковременных нагрузок или отсутствия некоторых из них.
6.3.2 Вероятность одновременного достижения несколькими нагрузками их расчетных значений, соответствующая вероятности достижения одной нагрузкой ее расчетного значения, учитывается коэффициентами сочетаний нагрузок, значение которых не должно превышать 1,0.
6.3.3 В зависимости от учитываемой комбинации нагрузок следует различать:
а) основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных и (или) кратковременных нагрузок;
б) особые сочетания нагрузок, включающие в себя особые и аварийные нагрузки и воздействия.
6.3.4 В особых сочетаниях кратковременные нагрузки допускается не учитывать, если в нормах проектирования конструкций не приведены иные требования.
6.3.5 Расчетные сочетания нагрузок и численные значения коэффициентов сочетаний устанавливают в нормативных документах по назначению нагрузок.
7 Свойства строительных материалов и грунтов
7.1 Основными характеристиками прочности материалов служат нормативные значения их прочностных характеристик.
7.2 Для материалов, прошедших приемочный контроль или сортировку, обеспеченность нормативных значений их прочностных характеристик должна быть не ниже 0,95.
7.3 Нормативные характеристики материалов и грунтов, а также их изменчивость следует определять на основе результатов испытаний соответствующих образцов или методами неразрушающего контроля. Испытания необходимо проводить на образцах, представляющих рассматриваемую совокупность (партию) материалов с учетом условий их изготовления, приемки и поставки.
7.4 При назначении расчетных характеристик материалов следует учитывать возможные отличия свойств материала в образцах и реальных конструкциях (размерные эффекты, изменение свойств во времени, различия температурных условий и т.п.).
7.5 При расчете конструкций, работающих при высоких или низких температурах, повышенной влажности, в агрессивных средах, при повторных воздействиях и тому подобных условиях, следует учитывать возможные изменения их свойств во времени, в первую очередь деградацию физических свойств материала (прочности, упругости, вязкости и др.).
7.6 Нормативные значения дополнительных характеристик материалов и грунтов могут быть получены расчетным путем на основе положений, принятых в нормах проектирования конструкций.
7.7 В качестве основных параметров механических свойств грунтов следует устанавливать нормативные и расчетные значения прочностных, деформационных и других физико-механических характеристик, определяемых на основе данных инженерно-геологических изысканий участка строительства объекта с учетом опыта проектирования и строительства.
Нормативные значения характеристик грунта или параметров, определяющих взаимодействие фундаментов с грунтом, следует принимать равными их математическим ожиданиям, полученным по результатам обработки результатов испытаний, если не оговорены иные условия, определяющие их значения.
7.8 Возможные отклонения в неблагоприятную сторону прочностных и других характеристик материалов и грунтов от их нормативных значений следует учитывать коэффициентами надежности по материалу. Значения этих коэффициентов могут быть различными для разных предельных состояний.
7.9 Расчетное значение характеристик материалов и грунтов определяют делением нормативного значения этих характеристик на коэффициент надежности по материалу или грунту. Расчетные значения характеристик материалов и грунтов допускается определять непосредственно по экспериментальным данным.
8 Геометрические параметры
8.1 При расчетах конструкций сооружений следует учитывать возможные неточности их геометрических размеров. Численные значения таких неточностей следует назначать с учетом условий изготовления и монтажа конструкций.
8.2 Геометрические параметры конструкций, изменчивость которых незначительна, допускается принимать по проектным значениям.
8.3 В случаях, если отклонения геометрических параметров от проектных значений оказывают существенное влияние на работу конструкций (например, значительные эксцентриситеты, отклонения от вертикали или заданной формы, изменение размеров сечений вследствие воздействий агрессивных сред), их следует учитывать в расчетных моделях конструкций.
8.4 Геометрические размеры конструкций на стадии их монтажа и эксплуатации не должны отличаться от их проектных значений более чем на величину допусков, указанных в действующих нормативных документах.
8.5 На стадии монтажа контроль за соответствием фактических отклонений геометрических параметров конструкций от проектных допусков следует проводить в соответствии с требованиями действующих нормативных документов.
9 Условия работы материалов, конструкций и оснований
9.1 Возможные отклонения расчетной схемы конструктивных элементов и узлов строительного объекта от условий его реальной работы следует учитывать, используя коэффициенты условий работы.
9.2 Коэффициенты условий работы необходимо устанавливать:
— в нормативных документах, регламентирующих расчет конструкций и оснований;
— на основе экспериментальных и теоретических данных;
— на основе данных о реальной работе материалов, конструкций и оснований в условиях производства работ и эксплуатации объекта.
10 Учет ответственности сооружений
10.1 В зависимости от класса сооружений (см. 3.1) при их проектировании необходимо использовать коэффициенты надежности по ответственности, минимальные значения которых приведены в таблице 2.
Таблица 2 — Минимальные значения коэффициента надежности по ответственности
Минимальные значения коэффициента надежности по ответственности yn