О проектировании по европейским нормативным документам

А.В. Перельмутер

О проектировании по европейским нормативным

документам

2

Часть 1ЧТО ТАКОЕ ЕВРОКОДЫ

Во первых: Комплект из 10 стандартов, каждый из которых состоит из отдельных частей (всего 58 стандартов);Во вторых: Документы признанные странами ЕС в качестве пригодных для доказательства соответствия зданий и сооружений основным требованиям Директивы Совета Европы 89/106/EEC а также как основание для составления контрактов строительства для зданий и сооружений;Во третьих: Стандарты, предусматривающие процедуру Национальной имплементации, признающую ответственность регуляторных органов стран-членов и защищающую их право на назначение величин, регулирующих вопросы безопасности на национальном уровне там, где они отличаются в разных странах.

Семинар «Интеграция в мировой строительный рынок», Киев, 11 апреля 2017

EN 1992 Железобетонны

еконструкции

EN 1993 Металлические

конструкции

EN 1994 Сталежелезобет

онныеконструкции

EN 1995 Деревянные конструкции

EN 1996 Каменные

конструкцииEN 1999

Алюминиевые конструкции

4 3 4

20 3 5

EN 1997 Геотехническое проектирование

EN 199 Проектирование сейсмостойких конструкций

2 6

EN 1990 Основы проектирования конструкций

EN 1991 Нагрузки и воздействия

10

1

- Количество частей)2 3


Количество Национальных параметров, которые вводятся в соответствующие Еврокоды

EN 1990

EN 1991

EN 1992

EN 1993

EN 1994

EN 1995

EN 1996

EN 1997

EN 1998

EN 1999

050

100150200250300350400450

46

354

221

432

5533

59 74

142

85

4Всего 1501 параметр


Национальная титульная страница

Национальное предисловие

Текст Еврокода (идентичный

перевод)

Национальноеприложение

СТРУКТУРА НАЦИОНАЛЬНОГО СТАНДАРТА, ИМПЛЕМЕНТИРУЮЩЕГО ЕВРОКОД

Без национального приложения проектирование конкретного объекта не выполняется !

5


6


1. Объекты класса ответственности СС3 и СС2

2. Выбор за заказчиком и проектировщиком

3. Только комплектно4. Только при соблюдении всех

ссылочных стандартов

Возможность использования для объектов в Украине (в том числе и для иностранных проектировщиков)

Часть 2

ОСНОВНЫЕ ОТЛИЧИЯ

7


1. ЕВРОКОДЫ В БОЛЬШЕЙ МЕРЕ ОРИЕНТИРОВАНЫ НА НАДЕЖНОСТЬ, А НЕ НА ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЄФФЕКТ

Еврокоды ориентированы на выполнение Директивы Совета 89/106/EEC, которая требует, чтобы сооружение было спроектировано и построено таким образом, что во время строительства и его использования не возникали следующие явления:

а/ обрушению всего сооружения или его части;б/ деформациям недопустимой величины; • в/ повреждениям других частей сооружения или установок или оборудования вследствие значительных деформаций несущих элементов;г/ ущерба, вызванного случайными событиями, несоразмерными первопричине.

Научно-технической основой всей цепочки Еврокодов является условие обеспечения надежности строительных конструкций на уровне не ниже 0,0001 отказов за 50 лет (0,000001 в год).

Справка – годовой риск гибели человека, с которым мирится общество, равен, например, при наездах автотранспорта 0,000500, при землетрясениях – 0,000017, при заболеваниях гриппом – 0,000200.


9

2. ПРИНЦИПИАЛЬНЫМ ОТЛИЧИЕМ ЯВЛЯЕТСЯ ТО, ЧТО ВВЕДЕНЫ ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, СТРОИТЕЛЬСТВА И ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ. ДЛЯ КАЖДОГО ИЗ ЭТИХ УРОВНЕЙ ВВОДИТСЯ СООТВЕТСТВУЮЩИЙ КОЭФФИЦИЕНТ НАДЕЖНОСТИ.


10

3. ВСЕ ТРЕБОВАНИЯ РАЗДЕЛЕНЫ НА ДВЕ ГРУППЫ – ПРИНЦИПЫ И ПРАВИЛА ПРИМЕНЕНИЯ

EN 1990: 1.4 Различие между принципами и правилами применения (1) В зависимости от положений отдельных абзацев в настоящем стандарте

различаются принципы и правила применения.(2) Принципы включают в себя: — общие требования и определения основных терминов;— требования и основные модели расчета, если не указано другое.(3) Принципы обозначаются буквой Р, которая следует за номером абзаца.(4) Правила применения — общепризнанные правила, которые дополняют и

поясняют принципы.(5) Допускается применять другие правила, если они соответствуют основным

принципам и если результаты расчета надежности по несущей способности, эксплуатационной пригодности и долговечности будут, как минимум, равнозначны выполненным по еврокодам.

ПРИМЕЧАНИЕ — Если при проектировании несущей конструкции используется отличающееся правило применения, то полное соответствие несущей способности конструкции требованиям настоящего стандарта не обязательно, если это правило соответствует принципам, установленным в настоящем стандарте.


11

4. СИСТЕМА ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ ДЕТАЛИЗИРОВАНА В БОЛЬШЕ СТЕПЕНИ И ИСПОЛЬЗУЕТ ДЛЯ ИХ ПРОВЕРКИ РАЗЛИЧНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ КОМБИНАЦИИ

Первое предельное состояние подразделяется на случаи, когда отказ конструкции вызван:• нарушением условий равновесия (EQU); • недостаточным сопротивлением конструкции или основания (STR/GEO);• недостаточным сопротивлением грунта (GEO) (три варианта проверок); • недостаточным сопротивлением усталостному разрушению (FAT).


Опрокидывание Разрушение

Просадка Усталость

В нашей традиции все эти случаи рассматриваются одинаково и с одинаковыми запасами


13

Второе предельное состояние подразделяется на случаи, когда рассматриваются:• необратимые явления (А) • обратимые явления (Б)

Для них предусмотрены следующие варианты проверок по второму предельному состоянию;• характеристичекая комбинация (А) – при недопустимости

достижения этого состояния ;• частая комбинация (Б) - при допустимости ее превышения на

ограниченный срок или ограниченную частоту появления;• квазипостянная комбинация (Б) – при условии допустимости

длительного срока ее реализации.


14

5. СИСТЕМА РАЧСЧЕТНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ НАДЕЖНОСТИ НЕСКОЛЬКО МОДИФИЦИРОВАНА

1. Введено понятие коэффициентов надежности учитывающих неопределенности расчетных моделей воздействия (gf) и расчетных моделей сопротивления (gm). Чаще всего они рассматриваются комплексно (gF и gM), но имеется возможность от этого отказаться

2. Не используется коэффициент условий работы


15

6. СУЩЕСТВЕННО ОТЛИЧАЮТСЯ ПРАВИЛА ВЫБОРА РАСЧЕТНЫХ КОМБИНАЦИЙ НАГРУЗКИ

sup.sup, kjGj Gg inf,inf, kjGj Gg 1,1, kQ Qg ikiiQ Q ,,0,g sup.sup, kjGj Gg inf,inf, kjGj Gg 1,1,01, kQ Qg ikiiQ Q ,,0,g sup.sup, kjGj Gg inf,inf, kjGj Gg 1,1, kQ Qg ikiiQ Q ,,0,g sup.sup, kjGj Gg inf,inf, kjGj Gg 1,1, kQ Qg ikiiQ Q ,,0,g ikiiQ Q ,,0,g ikiiQ Q ,,0,g

,sup .sup ,inf ,inf ,1 ,1 , 0, ,1 1 1

d Gj kj Gj kj Q k Q i i k ij j i

E G G Q Q

g g g g

Постоянные воздействияНеблагоприятное Благоприятное

Ведущее временное воздействие

Временноеведущее

Прочие временные

Пример - расчетная комбинация для STR

Знак означает «включить, если это возможно и выгодно»Поскольку заранее не известно какая нагрузка окажется ведущей, то поочередно на эту роль проверяются все временные нагрузки. Так же поступают с постоянной нагрузкой которая может быть неблагоприятной или благоприятной для различных усилий в системе.


16

Коэффициенты надежности по нагрузке и коэффициенты снижения нагрузок при их комбинировании устанавливаются в Национальных приложениях.

Например, для полезной нагрузки в жилых и хозяйственных помещениях в Польше принимается , а в Нидерландах .

Коэффициент надежности для постоянной нагрузки в Польше и в Дании.

g

0 0,70 0 0,40 ,sup 1,35Gg

,sup 1,20Gg

Расчетные комбинации для второго предельного состояния определяются по формулам:

.sup 0, ,1 1

.sup 1,1 ,1 2, ,1 2

.sup 2, ,1 1

d kj i k ij i

d kj k i k ij i

d kj i k ij i

E G Q

E G Q Q

E G Q

характеристические

частые

квазипостоянные


ПостояннаяНагрузка G

Полезная (временная)нагрузка Q

Снег S

1,35 1,50 -1,35 1,50 1,40x0,30=0

,421,35 - 1.401,35 1,50x0,50=0,

751,40

1,00 1,50 -1,00 1,50 1,40x0.30=0

,421,00 - 1,401,00 1,50x0,50=0,

751,40

ПРИМЕР СОСТАВЛЕНИЯ КОМБИНАЦИЙ НАГРУЗОК ДЛЯ STR

,sup

,inf

0,

0,

1,35;

1,00;

1,50;

1,40;0,50;

0,30

Gj

Gj

Q

S

Q

S

g

g

g

g


18

7. ДЛЯ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ НАИБОЛЕЕ СУЩЕСТВЕННЫМИ РАЗЛИЧИЯМИ ЯВЛЯЮТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ

• Поперечные сечения разделяются на 4 класса, классификация по сути является косвенной проверкой местной устойчивости частей сечения под действием нормальных напряжений.

• Не вводятся ограничения по гибкости.• Характеристикой размера сварного шва является

не катет шва, а его высота. Вместо двух проверок сварных швов (по металлу шва и по границе сплавления) выполняется только одна – по металлу шва. При этом расчетное сопротивление шва примерно равно 70% от предела прочности металла, соединяемых деталей.

• Для болтовых соединений помимо обычных проверок по площади нетто, добавляется проверка на вырывание части сечения.


19

Имеется серия английских руководств ко всем разделам Еврокода, написанных авторами норм, переведенных на русский язык и выпущенных в издательстве МГСУ.

ДОПОЛНИТ ЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ


Имеются пособия, которые разработал Украинский центр стального строительства (УЦСС)


21

Часть 3

ЕВРОКОД В SCAD OFFICE


22

Еще с 1998 года работает программа-сателлит «Кристалл» с режимом проверки сечений металлоконструкций по EN 1993.


23

Параметры EN 1993

Параметры EN 1990

ПО КНОПКЕ ВЫБОР НАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ


24

y jkm M

y plast j ya j

MW f

, 0

, , ,

1 0g

y jkm jkm z jkm My jkm

cRd jkm y eff jmk y j

M N eMM W f

, , 0,

, , , ,

1,0g

Сечения 3 классаСечения 1-2 классов

ПО КНОПКЕ КЛАССИФИКАЦИЯ СЕЧЕНИЙ И ОЦЕНКА ИХ СОПРОТИВЛЕНИЯ

y jkm M

y el j ya j

MW f

, 0

, , ,

1 0g

Сечения 4 класса


25

Заимствовать из РСУ подсчитанного в SCAD

Проверка выполняется на набор вариантов нагружения. Данные можно вводить в ручную или заимствовать из общего расчета


АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ


27

Проектирование узлов стальных конструкций по Еврокоду-3


Гибкое корректирование проектного решения

Проверка несущей способности

Генерирование чертежа узла стадии КМ

Подбор рационального проектного решения

Задание исходной информации

23/44


29

ОРИЕНТАЦИЯ НА ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ПРОЕКТИРОВЩИКОМ


30

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ


31

РАЗРАБОТАНЫ И ПРОХОДЯТ ТЕСТИРОВАНИЕ:

1. Определение расчетных сочетаний усилий по Еврокоду в программе SCAD

2. Создание расчетной схемы зданий с учетом начальных несовершенств

3. Проверка прочности и устойчивости сечений стальных конструкций по Еврокоду в постпроцессоре СТАЛЬ программы SCAD


Предполагаемый срок доступности для коммерческого использования - август 2017.

Часть 4

НЕКОТОРЫЕ СОПОСТАВЛЕНИЯ


3333

Например, балка пролетом 5 м из двутавра 30Б1 из стали С235, нагруженная сосредоточенной силой в середине пролета несет:

Еврокод-3:

ДБН:

, 3 2

0

475 см 23,5 кН/cм 111,6 кНм

4 4 111,6 89 кН5

pl y yRd

M

Rdd

W fM

MPl

g

3 2424 см 23 / cм 97,5 кНм

4 4 97,5 79 кН5

Rd x y c

Rdd

M W R кН

MPl

g

Несущая способность сечений по Еврокоду выше, чем по отечественным нормам, если рассматриваются одинаковые усилия


34

-17%

-1%

СОПОСТАВЛЕНИЯ(роль гибкости)


35

Польша Украина


36

Большой опыт сопоставительных расчетов по Еврокоду и отечественным нормам был накоплен при проектировании Нового безопасного конфайнмента Чернобыльской АЭС и Донбасс-Арены.

36


http://www.google.com.ua/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&docid=AsHwh_IK_RT8WM&tbnid=vrccIqPdBtAGmM:&ved=0CAUQjRw&url=http://esi.com.ua/ru/projects/stadiums/25-donbass-arena.html&ei=Y5apU-SkNKe6ygPOvoDQDA&bvm=bv.69620078,d.bGQ&psig=AFQjCNFzGGrHDfEU8t65bv4rPFfvq0qEJw&ust=1403709410544113

http://iconosquare.com/p/692924750317981579_309314578


38


ДОКЛАД ОКОНЧЕН,

БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ

Есть ли вопросы ?


О проектировании по европейским нормативным документам

Engineering