/
Similar
Text
DESIGNERS’ GUIDES TOTHE EUROCODES
H. Gulvanessian, P. Formichi and J.-A. Calgaro
with contributions to Part 7 from Geoff Harding
DESIGNERS’ GUIDE
TO EUROCODE 1:
ACTIONS ON BUILDINGS
EN1991-1-1 AND-1-3 TO-1-7
Series editor H. Gulvanessian
r\
thomastelford %
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет»
Руководство
для проектировщиков
к Еврокоду 1:
Воздействия на сооружения
Разделы EN1991-1-1 и с 1991-1-3 по 1991-1-7
Серия «Издано в МГСУ: Еврокоды»
X. Гульванесян, П. Формичи, Ж.-А. Калгаро
при участии Джеоффа Хардинга (часть 7)
Перевод с английского
Москва 2011
УДК 624.042(083)
ББК 38.112
Р84
Серия основана в 2011 г.
Научный редактор серии канд. физ.-мат. наук И.А. Кириллов
Научные редакторы перевода канд. техн. наук Н.А. Попов, канд. техн. наук
И.В. Лебедева при участии канд. физ.-мат. наук И.А. Кириллова (часть 7).
P 84 Руководство для проектировщиков к Евро коду 1: Воздействия на
сооружения. Стандарты EN1991-1-1 и 1-3-1-7 : пер. с англ. / X. Гуль-
ванесян, П. Формичи, Ж.-А. Калгаро при участии Джеоффа Хардинга
(часть 7); М-во образования и науки Росс. Федерации, ФГБОУ ВПО
«Моек. гос. строит, ун-т» ; науч. ред. пер. канд. техн. наук Н.А. По¬
пов, канд. техн. наук И.В. Лебедева при участии канд. физ.-мат. наук
И.А. Кириллова (часть 7). М.: МГСУ, 2011. - 340 с. (Серия "Издано в
МГСУ: Еврокоды". Науч. ред. серии И.А. Кириллов).
ISBN 978-5-7264-0538-4
"Еврокод I (EN 1991): Воздействия на сооружения" состоит из четырех основных
частей. Данные части предоставляют всестороннюю информацию и руководство по
всем воздействиям, которые необходимо рассматривать при проектировании зданий
и гражданских сооружений. Первая из этих основных частей (EN 1991-1) состоит из
семи разделов.
В "Руководстве для проектировщиков к Еврокоду 1: Воздействия на сооружения"
авторы объясняют и комментируют статьи Еврокода, посвященные, в первую очередь,
зданиям. Для каждой из статей приведены полное объяснение, комментарий, примеры и
инструкции к Национальному Приложению. В книге рассмотрены следующие разделы
Еврокода 1: удельный вес, собственный вес и временные нагрузки; снеговые нагрузки;
ветровые воздействия; температурные воздействия; воздействия при производстве
строительных работ; аварийные воздействия.
Для инженеров-строителей и проектировщиков, комитетов по техническому нор¬
мированию, заказчиков, студентов инженерно-строительных специальностей, государ¬
ственных органов, производителей строительных изделий, - фактически, для каждого,
кто будет связан с Еврокодами в своей работе.
УДК 624.042(083)
ББК 38.112
Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме
и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения правообладателей.
ISBN 978-5-7264-0538-4 (рус.) © Thomas Telford, 2009
ISBN 978-0-7277-3156-2 (англ.) © Перевод на русский язык, издание
на русском языке, оформление, ФГБОУ
ВПО «МГСУ», 2011
Серия руководств по Еврокодам для проектировщиков
Desiffierst Guide to EN1990 Eurocode: Basis of structural design. H. Gu IvanessiantJ.-A. CaIgaro
and M. Holickyr. 978 O 7277 3011 4. Published 2002. (Руководство для проектировщиков по
Еврокоду EN 1990: Основы проектирования сооружений. X. Гульванесян, Дж.-А. Калгаро,
М. Холики. 978 0 7277 3011 4.2002 г.)
Designers’ Guide to Eurocode 8: Design of structures for earthquake resistance. EN1998-1 and EN
1998-5. General rules, seismic actions, design, rules for buildings, foundations and retaining struc¬
tures. M. Fardis, E. Carvalho, A. Elnashai, E. Faccioli, P. Pinto and A. Plunder. 978 0 7277 3348 I.
Published 2005. (Руководство для проектировщиков по Еврокоду 8: Проектирование сейс¬
мостойких сооружений. EN 1998-1 и EN 1998-5. Основные правила, сейсмические воздей¬
ствия, правила проектирования зданий, фундаментов и подпорных сооружений. М. Фра-
дис, Е. Карвало, А. Эльнашаи, Е. Фаччиоли, П. Пинто, А. Плюмье. 978 0 7277 3348 1.2005 г.)
Designers’ Guide to EN1994-1-1. Eurocode 4: Design of Composite Steel and Concrete Structures,
Part 1-1: General Rules and Rules for Buildings. RRJohnson and D. Anderson. 978 0 7277 3151 7.
Published 2004. (Руководство для проектировщиков по Еврокоду EN 1994-1-1. Еврокод 4:
Проектирование железобетонных конструкций, часть 1-1: Основные правила и правила
проектирования зданий. R П. Джонсон, Д. Андерсон. 978 0 7277 3151 7.2004 г.)
Designers’ Guide to Eurocode 7: Geotechnical design. EN1997-1 General rules. R. Frank, C. Baudu-
in, R. Driscoll, M. Kawadas, N. Krebs Ovesen, T. Orr and B. Schuppener. 978 0 7277 3154 8.
Published 2004. (Руководство для проектировщиков по Еврокоду 7: Геотехническое про¬
ектирование. EN 1997-1 Основные правила. R Франк, С. Бодуэн, R Дрисколл, М. Каввадас,
Н. Кребс-Овесен, Т. Орр, Б. Шуппенер. 978 0 7277 3154 8.2004 г.)
Designers’ Guide to Eurocode 3: Design of Steel Structures. EN 1993-1-1 General rules and rules
for buildings. L Gardner and D. Nethercot. 978 0 7277 3163 0. Published 2005. (Руководство
для проектировщиков по Еврокоду 3: Проектирование стальных конструкций. EN1993-1-1
Основные правила и правила проектирования зданий. Л. Гарднер, Д. Нетеркот. 978 0 7277
3163 0. Published 2005 г.)
Designers’ Guide to Eumcode 2: Design of Concrete Structures. EN 1992-1-1 and EN 1992-1-2
General rules and rules for buildings and structural fire design. R.S. Narayanan and A.W. Beeby.
(Руководство для проектировщиков по Еврокоду 2: Проектирование железобетонных со¬
оружений. EN 1992-1-1 и EN 1992-1-2 Основные правила и правила проектирования зда¬
ний, Строительное противопожарное проектирование. R С. Нараянан, А. В. Биби. 978 О
7277 3105 0. 2005 г.)
Designers’ Guide to EN1994-2. Eumcode 4: Design of composite steel and concrete structures. Part 2
General rules for bridges. C.R Hendy and R.P. Johnson. 978 0 7277 3161 6. Published 2006 (Ру¬
ководство для проектировщиков no EN 1994-2. Еврокод 4: Проектирование составных со¬
оружений из стали и железобетона, часть 2. Основные правила проектирования мостов.
К. R Хенди, R П. Джонсон. 978 0 7277 3161 6. 2006 г.)
Designers’ Guide to EN1992-2. Eumcode 2: Design of concrete structures. Part 2: Concrete bridg¬
es. C.R. Hendy and D.A. Smith. 978-0-7277-3159-3. Published 2007. (Руководство для про¬
ектировщиков no EN 1992-2. Еврокод 2: Проектирование железобетонных конструкций.
Часть 2. Железобетонные мосты. К. R Хенди, Д. А. Смит. 978-0-7277-3159-3.2007 г.)
Designers’ Guide to EN 1991-1-2, EN 1992-1-2, EN 1993-1-2 and EN 1994-1-2. T. Lennon,
D.B. Moore, Y.C. Wang and C.G. Bailey. 978 0 7277 3157 9. Published 2007. (Руководство для
проектировщиков по Еврокодам EN 1991-1-2, EN 1992-1-2, EN 1993-1-2 и EN 1994-1-2.
T Леннон, Д. Б. Мур, Я. К. Ван, К. Дж. Бейли. 978 0 7277 3157 9.2007 г.)
Designers’ Guideto EN1993-2. Eurocode 3: Design of steel structures. Part 2: Steel bridges. C.R. Hen-
dy and C.J. Murphy. 978 0 7277 3160 9. Published 2007. (Руководство для проектировщиков
no EN 1993-2 Еврокод 3: Проектирование стальных конструкций. Часть 2. Стальные мосты.
К. Р. Хенди, К. Дж. Мерфи. 978 0 7277 3160 9. 2007 г.)
Designers’ Guide to EN 1991-1.4. Eurocode 1: Actions on structures, general actions. Part 1-4 Wind
actions. N. Cook. 978 0 7277 3152 4. Published 2007. (Руководство для проектировщиков по
EN 1991-1.4 Еврокод 1: Воздействия на сооружения, основные воздействия. Часть 1-4. Вет¬
ровые нагрузки. Н. Кук. 978 0 7277 3152 4. 2007 г.)
Designers’ Guide to Eurocode 1: Actions on buildings. EN 1991-1-1 and -1-3 to -1-7. H. Gulva-
nessian, P. Formichi and J.-A. Calgaro. 978 0 7277 3156 2. Published 2009. (Руководство для
проектировщиков по Еврокоду 1: Воздействия на сооружения. EN 1991-1-1 и -1-3—1-7.
X. Гульванесян, П. Формичи, Дж.-А. Калгаро. 978 0 7277 3156 2. 2009 г.)
Designers’ Guide to Eurocode 1: Actions on Bridges. EN 1991-1-1, -1-3 to -1-7 and EN 1991-2.
J.-A. Calgaro, M. Tschumi and H. Gulvanessian. 978 0 7277 3158 6. Forthcoming: 2009. (Ру¬
ководство для проектировщиков по Еврокоду 1: Воздействия на мосты. EN 1991-1-1,
-1-3—1-7 и EN 1991-2. Дж.-А. Калгаро, М. Шуми, X. Гульванесян. 978 0 7277 3158 6. 2009 г.
(в печати).)
www.thomastelford.com/ books
www.eurocodes.co.uk
Содержание
Предисловие 15
Цели и задачи данного руководства 15
Структура данного руководства 16
Благодарности 16
Введение 18
Предпосылки создания программы Еврокодов 18
Национальные стандарты, реализующие Еврокоды EH 20
Дополнительные сведения о EN 1991 22
Национальные приложения к EN 1991 25
Ссылки 25
ЧАСТЬ I: EN 1991-1-1: Еврокод 1: Часть 1.1 - Удельный вес, собственный вес
и временные нагрузки (PART I: EN 1991-1-1: Eurocode I: Part 1.1 - Densities,
self-weight and imposed loads) 27
Глава I Общие положения 29
1.1. Область применения 29
1.2. Нормативные ссылки 30
1.3. Различие между принципами и правилами применения 30
1.4. Термины и определения 31
1.5. Условные обозначения 33
Глава 2 Классификация воздействий 35
2.1. Собственный вес 35
2.2. Временные нагрузки 37
Глава 3 Расчетные ситуации 41
3.1. Общие положения 41
3.2. Постоянные нагрузки 43
3.3. Временные нагрузки 45
Глава 4 Удельный вес строительных и складируемых материалов 51
4.1. Общие положения 51
Глава 5 Собственный вес строительных конструкций 53
5.1. Задание воздействий 53
5.2. Характеристические значения собственного веса 55
Содержание
Глава 6 Временные нагрузки на здания 57
6.1. Задание воздействий 57
6.2. Классификация нагрузок 60
6.3. Характеристические значения временных нагрузок 61
Глава 7 Приложение А (справочное). Таблицы номинального удельного веса
строительных материалов, номинального удельного веса и углов
естественного откоса складируемых материалов 81
Глава 8 Приложение В EN 1991-1-1: Барьеры для автомашин и парапеты
автостоянок 63
Ссылки к части 1 66
ЧАСТЬ 2: EN 1991-1-2: Еврокод 1: Часть 1.2: Воздействия на сооружения от пожара
(PART 2: EN 1991-1-2: Eurocode I: Part 1.2: Actions on structures exposed to fire) 87
Глава I Часть 2: EN 1991-1-2: Еврокод I - Воздействия на сооружения:
Часть 1.2: Основные воздействия - Воздействия на сооружения
от пожара 69
Ссылки 90
ЧАСТЬ 3: EN 1991-1-3: Еврокод 1: Часть 1.3: Снеговые нагрузки
(PART3: EN 1991-1-3: Eurocode I: Part 1.3: Snow loads) 91
Глава 1 Общие сведения 93
1.1. Область применения 93
1.2. Нормативные ссылки 95
1.3. Допущения 95
1.4. Различие между Принципами и Правилами применения 95
1.5. Расчет по результатам испытаний 95
1.6. Термины и определения 96
1.7. Условные обозначения 97
Глава 2 Классификация воздействий 99
Глава 3 Расчетные ситуации Ю1
3.1. Общие положен 101
3.2. Нормальные условия 102
3.3. Исключительные условия 102
Глава 4 Вес снегового покрова земли 107
4.1. Характеристические значения 107
4.2. Другие репрезентативные значения 111
4.3. Рассмотрение исключительных значений веса снегового
119
покрова земли 1
Глава 5 Снеговые нагрузки на покрытия 115
5.1. Свойства нагрузки 115
8
Содержание
5.2. Способы задания нагрузки 115
5.3. Коэффициенты формы покрытия 123
Глава 6 Местные воздействия 135
6.1. Общие положения 135
6.2. Снежные наносы у выступов и преград 136
6.3. Нависание снега по краю покрытия 138
6.4. Снеговые нагрузки на снегозадерживающие устройства
и другие преграды 139
Глава 7 Приложение А. Расчетные ситуации и распределение
нагрузок для различных местных условий 141
Глава 8 Приложение В. Коэффициенты формы снеговых нагрузок
при исключительном снегопереносе 143
Глава 9 Приложение С. Европейские карты веса снегового покрова земли 145
Глава 10 Приложение D. Корректировка веса снегового покрова
в зависимости от периода повторяемости 151
Глава 11 Приложение Е. Удельный вес снега 155
Ссылки к части 3 158
ЧАСТЬ 4: EN 1991-1-4: Еврокод 1: Часть 1-4: Ветровые воздействия
Fbrt 4: EN 1991-1-4: Eurocode I: F*art 1-1: Wind Actions 159
Глава 1 Общие положения 161
1.1. Область применения 161
1.2. Определения и условные обозначения 162
Глава 2 Расчетные ситуации 165
Глава 3 Моделирование ветровых воздействий 167
Глава 4 Скорость ветра и давление ветра 169
4.1. Основные положения 169
4.2. Нормативные (базовые, характеристические) значения скорости
ветра 170
4.3. Средняя скорость ветра по направлению 171
4.4. Турбулентность скорости ветра 172
4.5. Пиковое значение давления ветра 173
4.6. Высота смещения 178
Глава 5 Ветровые воздействия 179
5.1. Общие положения 179
5.3. Суммарная ветровая нагрузка 180
Глава 6 Пульсационный параметр воздействия Cs Cd 183
9
Содержание
Глава 7 Аэродинамические коэффициенты давления и силы 187
7.1. Общие положения 187
7.2. Определение аэродинамических коэффициентов 187
Глава 8 Приложения к EN1991-1-4 189
Список литературы к части 4 191
Часть 5: EN 1991-1-5: Еврокод 1: Часть 1-5: Температурные воздействия
PART 5: EN 1991-1-5: Eurocode I: Part 1-5: Thermal Actions 193
Глава I Общие сведения 195
1.1. Область применения 195
1.2. Нормативные ссылки 196
1.3. Допущения 197
1.4. Различие между Принципами и Правилами применения 198
1.5. Термины и определения 198
1.6. Условные обозначения 198
Глава 2 Классификация воздействий 199
Глава 3 Расчетные ситуации 201
Глава 4 Представление воздействий 203
Глава 5 Изменения температуры в зданиях 205
5.1. Общие положения 205
5.2. Определение температур 206
5.3. Определение температурных профилей 207
Глава 6 Приложение А к Руководству по температурным воздействиям 211
Глава 7 Приложение В к Руководству по температурным воздействиям 213
Ссылки к части 5 215
Часть 6: EN 1991-1-6: Еврокод 1: Часть 1-6: Воздействия при строительстве
PART 6: EN 1991-1-6: Eurocode I: Part 1-6: Actions during Execution 217
Глава I Общие сведения 219
I. I. Область применения 219
1.2. Нормативные ссылки 221
1.3. Допущения 221
1.4. Различие между Принципами и Правилами применения 221
1.5. Термины и определения 222
1.6. Условные обозначения 222
Глава 2 Классификация воздействий 223
2.1. Общие положения 223
2.2. Монтажные нагрузки 225
10
Содержание
Глава 3 Расчетные ситуации и предельные состояния 227
3.1. Общие положения - Определение расчетных ситуаций 227
3.2. Основные предельные состояния 233
3.3. Предельные состояния пригодности к эксплуатации 234
Глава 4 Представление воздействий 237
4.1. Общие положения 237
4.2. Воздействия на конструктивные и неконструктивные элементы
при транспортировке 241
4.3. Геотехнические воздействия 241
4.4. Воздействия от предварительного напряжения 242
4.5. Предварительные деформации 242
4.6. Воздействия от температуры, усадки, гидратации 243
4.7. Ветровые воздействия 244
4.8. Снеговые нагрузки 244
4.9. Воздействия от воды 245
4.10. Атмосферные гололедные воздействия 245
4.11. Монтажные нагрузки 245
4.12. Аварийные воздействия 253
4.13. Сейсмические воздействия 254
Приложение Al (обязательное). Дополнительные правила для зданий 255
А1.1. Основные предельные состояния 255
Al.2. Предельные состояния пригодности к эксплуатации 256
А1.3. Горизонтальные воздействия 256
Приложение А2 (обязательное). Дополнительные правила для мостов 257
Приложение В (справочное). Воздействия на сооружения при ремонте,
реконструкции или демонтаже 259
Ссылки к части б 260
Часть 7: EN 1991-1-7: Еврокод 1: Часть 1-7: Аварийные воздействия
PART 7: EN 1991-1-7: Eurocode I: Part 1-7: Accidental actions 261
Глава I Общие положения 263
1.1. Область применения 263
1.2. Нормативные ссылки 265
1.3. Допущения 265
1.4. Различие между Принципами и Правилами применения 266
1.5. Термины и определения 266
1.6. Условные обозначения 268
Глава 2 Классификация воздействий 269
Глава 3 Расчетные ситуации 271
3.1. Общие положения 271
3.2. Аварийные расчетные ситуации - стратегии для установленных
аварийных воздействий 275
11
Содержание
3.3. Аварийные расчетные ситуации - стратегии для ограничения
размера локального разрушения 278
3.4. Аварийные расчетные ситуации - применение классов
последствий 281
Глава 4 Удар 283
4.1. Область применения 283
4.2. Представление воздействий 284
4.3. Аварийные воздействия, вызванные автотранспортом 286
4.4. Аварийные воздействия, вызванные автопогрузчиками 290
4.5. Аварийные воздействия, вызванные железнодорожным
транспортом под сооружением или вблизи него 291
4.6. Аварийные воздействия, вызванные водным транспортом 295
4.7. Аварийные воздействия, вызванные вертолетами 295
Глава 5 Внутренние взрывы 297
5.1. Область применения 297
5.2. Представление воздействий 298
5.3. Принципы расчета 299
Глава 6 Приложение А (справочное): Расчет последствий локального
разрушения в зданиях по неустановленной причине 301
А.1. Область применения 302
А.2. Введение 302
А.З. Классы последствий для зданий 304
А.4. Рекомендуемые стратегии 306
А.5. Горизонтальные связи 307
А.6. Вертикальные связи 311
А.7. Номинальная секция несущей стены 313
A. 8. Ключевые элементы 313
Глава 7 Приложение В (справочное): Информация об анализе рисков 315
B. 1. Введение 316
В.2. Определения 316
В.З. Определение предмета анализа риска 316
В.4. Методы анализа риска 317
В.5. Приемлемость риска и меры по снижению риска 320
В.6. Меры по снижению риска 322
В.7. Повторное рассмотрение 322
В.8. Сообщение результатов и выводов 322
B. 9. Применение к зданиям и инженерным сооружениям 323
Глава 8 Приложение C (справочное): Динамический расчет удара 329
C. 1. Общие положения 330
С.2. Динамика удара 330
С.З. Удар автотранспортных средств 332
C. 4. Удар кораблей 332
Глава 9 Приложение D (справочное): Внутренние взрывы 333
D. I. Взрывы пыли в помещениях, сосудах и бункерах 334
12
Содержание
D.2. Взрывы природного газа 335
D.3. Взрывы в автомобильных и железнодорожных тоннелях 336
Ссылки к части 7 337
13
Предисловие
Стандарт EN 1991 - Еврокод 1: ♦Воздействия на сооружения» - содержит десять частей,
обеспечивающих исчерпывающую информацию и указания по всем воздействиям, кото¬
рые, как правило, необходимо учитывать при проектировании зданий и гражданских ин¬
женерных сооружений. Все части в настоящее время изданы Европейским комитетом по
стандартизации (CEN) в качестве европейских стандартов (ЕН).
Цели и задачи данного руководства
Главная цель настоящей книги - дать читателю руководство по интерпретации и приме¬
нению воздействий на здания в следующих частях стандарта EN 1991: •♦Воздействия на
сооружения».
• EN 1991-1-1: Еврокод 1: Воздействия на сооружения: Часть 1-1: ♦Удельный вес, соб¬
ственный вес и временные нагрузки на здания»
• EN 1991-1-3: Еврокод 1: Воздействия на сооружения: Часть 1-3: ♦Снеговые нагрузки»
• EN 1991-1-4: Еврокод 1: Воздействия на сооружения: Часть 1-4: ♦Ветровые нагрузки»
• EN 1991-1-5: Еврокод 1: Воздействия на сооружения: Часть 1-5: ♦Температурные воз¬
действия»
• EN 1991-1-6: Еврокод 1: Воздействия на сооружения: Часть 1-6: ♦Воздействия при про¬
изводстве строительных работ»
• EN 1991-1-7: Еврокод 1: Воздействия на сооружения: Часть 1-7: ♦Аварийные воздей¬
ствия».
Руководство по интерпретации и применению стандарта EN 1991-1-2: Еврокод 1: ♦Воз¬
действия на сооружения»; Часть 1-2: ♦Воздействия на сооружения при пожаре» не вклю¬
чено в данную книгу. Читатель может найти информацию по ним в издании: ♦Руководство
по Еврокоду. Воздействие от пожара. Части (EN 1991-1-2; EN 1992-1-2; EN 1991-1-3 и EN
1991-1-4)». Колин Бейли, Том Леннон, Дэвид Мур, Ян Ван. Издательство Томаса Телфорда.
Руководство, приводимое в части 1-4 данной книги, - ♦Ветровые нагрузки» - содержит
информацию по проектированию зданий для обычных, повседневных условий. Информа¬
цию о реакции гибких зданий при динамических воздействиях, о вихревом возбуждении и
т. п. смотрите в Руководстве по EN 1991-1-4: ♦Ветровые нагрузки». Н. Дж. Кук. Издатель¬
ство Томаса Телфорда.
Указания по интерпретации нагрузок на мосты, описываемых в соответствующих ча¬
стях EN 1991 ♦Воздействия на сооружения», читатель сможет найти в аналогичной книге
Предисловие
издательства Томаса Телфорда: Руководство для проектировщиков по EN 1991 «Нагрузки
на мосты».
При создании данного руководства авторы стремились дать разъяснения и коммен¬
тарии к положениям стандарта EN 1991 для всех категорий читателей, упомянутых в
предисловии к каждой части Еврокода. Хотя Еврокоды главным образом предназна¬
чены для проектирования зданий и гражданских инженерных сооружений, стандарт
EN 1991 предназначен для более широкого круга читателей, включающего следующие
категории:
• проектировщики и подрядчики;
• заказчики;
• производители строительной продукции;
• органы власти и другие лица и организации, имеющие отношение к разработке норм и
правил.
Структура данного руководства
Стандарт EN 1991 - Еврокод 1: «Воздействия на сооружения» - включает десять частей,
которые описываются во введении к настоящему Руководству проектировщика. Данное
руководство содержит указания по перечисленным выше частям. Руководство разделено
на семь частей, из которых часть 1, например, относится к EN 1991-1-1, частьЗ - к EN 1991-
1-3, часть 5 - к EN 1991-1-5 и т. д. Каждая часть руководства содержит главы, пронумеро¬
ванные так же, как разделы каждой части стандарта и дополнительные главы для каждого
приложения к стандарту. Например, для EN 1991-1-1 главы с 1 по 6 соответствуют разделам
с 1 по 6 стандарта, а главы 7 и 8 - Приложениям А и В соответственно.
Все перекрестные ссылки в руководстве на разделы, положения, подпункты, приложе¬
ния, рисунки и таблицы стандарта EN 1991 или его Национальных приложений даются
курсивом. Дословное воспроизведение текста стандарта также дается курсивом.
Примеры и разъяснения оформлены в рамках с затенением.
Некоторые из приведенных в руководстве таблиц воспроизведены в стиле таблиц стан¬
дарта EN 1991, но не содержат полной информации. Полностью данные можно получить
из EN 1991.
Благодарности
Эта книга не была бы возможна без успешного завершения работы над стандартом EN 1991,
и авторы хотели бы выразить благодарность всем, кто внес вклад в его подготовку. Среди
них - члены рабочих групп и национальных делегаций. Особую благодарность авторы вы¬
ражают профессору Луке Санпаолези, профессору Герхарду Седлачеку, доктору Полу Лан-
чингеру, Ларсу Альбретксону и Малькольму Гринли.
Джеофф Хардинг заслужил отдельную благодарность за его рекомендации к части 7 на¬
стоящего руководства.
Пока велась подготовка этой книги, профессор Галванессиан был привлечен к работе по
созданию учебника к EN 1990 и EN 1991 для Института инженеров-строителей. Часть со¬
держания настоящего Руководства появилась при создании учебника комитетом IstructE,
и авторы, в частности, выражают признательность Джону Табману, Дэвиду Диббсу-Фулле-
ру и Джону Литтлеру.
Профессор Гульванесян хотел бы особо поблагодарить Рохана Рупасингха из Научно-
исследовательского института по строительству (Building Research Establishment (BRE)),
который был его постоянным слушателем и вдохновителем.
16
Предисловие
Эта книга посвящается:
• сотрудникам и помощникам авторов, Научно-исследовательскому институту по стро¬
ительству (BRE) в Гарстоне, Общественному департаменту и правительству Лондона,
Университету Пизы, Генеральному совету по окружающей среде и устойчивому разви¬
тию Министерства экологии, энергетики, устойчивого развития, городского и сельского
планирования, Париж;
• женам авторов: Вере Гульванесян, Энрике Формичи и Элизабет Калгаро - за их под¬
держку и терпение все эти годы.
17
Введение
Материал, изложенный в данном введении, относится к предисловиям частей Европейско¬
го стандарта EN 1991: Воздействия на сооружения {Actions on Structures). Эти предисловия
включают следующие аспекты:
• Предпосылки программы Еврокодов;
• Статус и область применения Еврокодов;
• Национальные стандарты, реализующие Еврокоды;
• Дополнительная информация о EN 1991;
• Национальные приложения к EN 1991.
Предисловия ко всем частям Еврокода имеют общий текст. Руководство по этому обще¬
му тексту дано во введении Руководства для проектировщиков по EN1990: Еврокод: Основы
проектирования сооружений {Basis of Structural Designf, на который должна быть сделана
ссылка. Здесь приводится только информация, важная для пользователя EN 1991.
Европейской Комиссией (ЕС) в тесном сотрудничестве с представителями стран - чле¬
нов программы (Eurocode National Correspondents (ENC)) подготовлен документ «Приме¬
нение и использование Еврокодов»{Application and Use of the Eurocodes)2. Читателю рекомен¬
дуется изучить этот документ, руководство к которому дано в ссылке 1.
Предпосылки создания программы Еврокодов
Цели Еврокодов и их статус
В 1975 году комиссия Европейского Сообщества приняла решение о программе действий
в области строительства, основанной на статье 95 Римского договора. Целью программы
были устранение технических препятствий в торговле и гармонизация технических условий.
В рамках действия этой программы Комиссия взяла на себя инициативу об установ¬
лении системы гармонизированных технических правил на проектирование строительных
конструкций со следующей целью Европейской комиссии; «Еврокоды должны установить
систему общих технических правил для проектирования зданий и гражданских инженер¬
ных сооружений, которые в конечном счете заменят отличные правила в разных странах —
членах сообщества».
В течение почти 15 лет Комиссия посредством Управляющего Комитета из представите¬
лей стран-членов руководила разработкой программы Еврокодов, что привело к публика¬
ции в 1980-е годы первого поколения системы европейских норм и правил.
В 1989 году специальным Соглашением между Европейским комитетом по стандарти¬
зации (CEN) и Европейской комиссией (BC/CEN/ 03/89) подготовка и публикация Ев¬
рокодов были переданы CEN, таким образом обеспечив в будущем статус Еврокодов как
стандартов Европейского Сообщества (ЕН).
Это фактически связывает Еврокоды со всеми директивами Совета и/или решениями
Комиссии, имеющими отношение к европейским стандартам, например:
Введение
• с Директивой по строительным изделиям (N.B. предлагается преобразовать ее в Пра¬
вила, Правила для строительных изделий (Construction Products Regulations, CPR)
в 2010 году);
• с Директивами по государственным закупкам, общественным работам и выполняемым
услугам, проектированию и т. д. зданий и гражданских инженерных сооружений.
Программа Еврокодов
Строительные Еврокоды, как показано в табл. 0.1, обычно состоят из ряда частей, некото¬
рые из которых относятся к мостам, и в настоящее время выпущены в виде европейских
стандартов (ЕН).
Таблица 0.1. Строительные Еврокоды
Номер стандарта Строительные Еврокоды
EN 1990
EN 1991
EN 1992
EN 1993
EN 1994
EN 1995
EN 1996
EN 1997
EN 1998
EN 1999
Еврокод: Основы проектирования сооружений
Еврокод 1: Воздействия на сооружения
Еврокод 2: Проектирование железобетонных конструкций
Еврокод 3: Проектирование стальных конструкций
Еврокод 4: Проектирование сталежелезобетонных конструкций
Еврокод 5: Проектирование деревянных конструкций
Еврокод 6: Проектирование каменных конструкций
Еврокод 7: Геотехническое проектирование
Еврокод 8: Проектирование сейсмостойких конструкций
Еврокод 9: Проектирование алюминиевых конструкций
Каждый из десяти Еврокодов, перечисленных выше, состоит из отдельных частей, охва¬
тывающих технические аспекты строительного и противопожарного проектирования зда¬
ний и гражданских инженерных сооружений. Еврокоды представляют собой гармонизиро¬
ванный комплект документов, которые должны использоваться совместно.
На рис. 0.1 показаны связи между различными Еврокодами.
EN 1990
EN 1991
EN 1992
EN 1993
EN 1994
EN 1995
EN 1996
EN 1999
Безопасность
сооружения,
экс плуатацион ная
пригодность,
долговечность
Воздействия
на сооружения
Проектирование
и детализация
Г еотехническое
и сейсмостойкое
проектирование
Рис. 0.1. Связи между Еврокодами
19
Введение
Потенциальные преимущества применения Еврокодов
Еврокоды предназначены для создания следующих преимуществ:
• обеспечить взаимопонимание при проектировании сооружения между владельцами,
эксплуатационными службами, проектировщиками, подрядчиками и поставщиками
строительных материалов;
• обеспечить единые критерии и методы при разработке конкретных требований по ме¬
ханической прочности, устойчивости, огнестойкости, включая аспекты долговечности
и экономии;
• способствовать сбыту и применению строительных компонентов и комплектов в госу¬
дарствах - членах Содружества;
• способствовать сбыту и применению в государствах - членах Содружества материалов
и составляющих изделий, свойства которых входят в расчеты по проекту;
• быть общей основой для исследований и опытных разработок;
• позволить разработку общих средств проектирования и программного обеспечения;
• содействовать европейским предприятиям, работающим в области гражданского стро¬
ительства, подрядчикам, проектировщикам и производителям изделий в их деятельно¬
сти по всему миру и повышению их конкурентоспособности.
Статус и область применения Еврокодов
Статус Еврокодов и их связь с Интерпретирующими документами Директивы на строи¬
тельные изделия полностью описаны в Руководстве Проектировщика к EN 1990 (Designers’
Guide to EN 1990)К
Национальные стандарты, реализующие Еврокоды EH
Каждый национальный Орган по стандартизации (например, Британский институт стан¬
дартов (BSI) в Соединенном Королевстве) является ответственным за применение Евро¬
кодов в качестве национальных стандартов.
Национальный стандарт, реализующий каждую часть Еврокода, будет содержать в себе,
без всяких изменений, полный текст частей Еврокода и его приложений, опубликованных
Европейским комитетом по стандартизации CEN. Стандарт может предваряться нацио¬
нальной титульной страницей и национальным предисловием и завершаться националь¬
ным приложением (см. рис. 0.2).
а: Национальная титульная страница
Ь: Национальное предисловие
с: Титульная страница EN
d: Текст EN
е: Приложение(я) EN
f: Национальные приложения
Рис. 0.2. Национальное применение Еврокодов
20
Введение
Правила и содержание Национальных Приложений к Еврокодам
Европейская Комиссия признает ответственность уполномоченных органов (например,
Отдела строительного надзора Заместителя Премьер-министра Соединенного Королев¬
ства) или национальных компетентных органов (например, Агентства автомобильных
дорог или Железнодорожной безопасности в Соединенном Королевстве) в каждом госу¬
дарстве - члене Евросоюза. Она гарантирует их право определять значения, относящиеся
к вопросам безопасности, на национальном уровне, используя Национальное Приложение.
В Национальном Приложении могут содержаться только те параметры, которые остав¬
лены открытыми для определения на национальном уровне, так называемые Национально
Определяемые Параметры (Nationally Determined Parameters). Эти параметры могут ис¬
пользоваться при проектировании зданий и инженерных сооружений, возводимых в дан¬
ной стране.
Национально определяемые параметры (НОП)
Возможные различия в географических и климатических условиях (то есть карты по ветру
или весу снегового покрова) или в образе жизни, а также различные уровни защиты, кото¬
рые могут преобладать на национальном, региональном или местном уровне, могут быть
приняты во внимание путем выбора параметров, оставленных открытыми, классов или аль¬
тернативных методов, которые в Еврокодах описаны как определяемые на национальном
уровне.
Значения, классы и методы, выбираемые или определяемые на национальном уровне,
называемые Национально Определяемыми Параметрами, позволят стране - члену Евро¬
союза выбрать уровень надежности, включая аспекты долговечности и экономии, примени¬
мые к сооружениям на своей территории.
Они1 включают:
• значения и/или классы, заданные в Еврокоде альтернативными;
• значения, которые следует использовать в тех случаях, когда в Еврокоде приводится
только символическое обозначение;
• специальные данные о стране (географические, климатические и т. д.), например карты
по весу снегового покрова;
• выбор метода, если в Еврокоде заданы альтернативные методы.
Национальные приложения
Национальные органы стандартизации должны опубликовать параметры в Национальном
Приложении от имени и по соглашению с национальными государственными органами.
Национальное Приложение не требуется, если часть Еврокода не уместна для данного
государства-члена (например, расчет на сейсмику в ряде стран).
В Приложении могут также содержаться:
• решения по применению справочных приложений;
• ссылки на дополнительную непротиворечащую информацию, помогающую пользова¬
телю применять Еврокод.
Национальное Приложение не может изменять или модифицировать содержание текста
Еврокода, кроме как в тех случаях, когда в этом тексте указано на национальный выбор
через посредство Национально Определяемых Параметров.
1 НОП - примечание пер.
21
Введение
Приложения не допускают передачу
Каждое государство - член Евросоюза будет иметь собственное Национальное Приложе¬
ние. Используемое Приложение должно применяться только там, где ведется строитель¬
ство здания или инженерного сооружения. Например, британский проектировщик должен
будет пользоваться Еврокодом с британским Национальным Приложением при проекти¬
ровании здания в Великобритании. Тот же проектировщик, проектирующий здание в Ита¬
лии, должен будет пользоваться Еврокодом с итальянским Национальным Приложением.
При использовании Еврокодов в странах, где Национальное Приложение не доступно
(например, в некоторых заморских странах), в соответствии с Руководящим документом L2
можно употреблять рекомендуемые значения. При этом проектировщик должен убедиться
в правильном использовании климатической и тому подобной информации.
Дополнительные сведения о EN 1991
Предпосылки и действующая программа
EN 1991: Еврокод 1: Воздействия на сооружения (Actions on Structures) обеспечивает исчер¬
пывающую информацию и содержит руководство по всем воздействиям, которые обычно
необходимы для проектирования зданий и гражданских инженерных сооружений. В насто¬
ящее время все части стандарта изданы Европейским комитетом по стандартизации (CEN)
как европейские стандарты (ЕН).
EN 1991 состоит из десяти частей (см. табл. 0.2).Части указаны во введении в соответ¬
ствии с их предложенными ЕН-номерами. Эти части определяют воздействия для при¬
менения совместно со стандартом EN 1990: Еврокод: Основы проектирования сооружений
(Basisof Structural Design) и стандартами с EN 1992 по EN 1999, для проектирования и про¬
верки на основе общих принципов, заданных в EN 1990.
Таблица 0.2. Части Еврокода 1: Воздействия на сооружения
Номер стандарта
Наименование
1991-1-1
Удельный вес, собственный вес и временные нагрузки
1991-1-2
Воздействия на сооружения от пожара
1991-1-3
Снеговые нагрузки
1991-1-4
Ветровые воздействия
1991-1-5
Температурные воздействия
1991-1-6
Воздействия при производстве строительных работ
1991-1-7
Аварийные воздействия
1991-2
Транспортные нагрузки на мосты
1991-3
Воздействия от кранов и механизмов
1991-4
Воздействия на бункеры и резервуары
Определение воздействий в EN 1990: Еврокод: Основы
проектирования сооружений (Eurocode Basis of Structural Design)
B EN 1990 воздействия классифицируются в соответствии с их:
• изменениями во времени: постоянные, временные, аварийные;
• характером и/или откликом сооружения: статические или динамические;
• происхождением: прямые и косвенные;
• пространственной изменчивостью: фиксированные или свободные.
22
Введение
Классификация воздействий по их изменчивости во времени приведена в табл. 0.3.
Таблица 0.3. Классификация воздействий
Постоянное воздействие
Временное воздействие
Аварийное воздействие
(a) Собственный вес конструкций,
оснастки и стационарного
оборудования
(b) Усилия от предварительного
напряжения
(c) Давление воды и грунта
(d) Непрямые воздействия,
например осадка опор
(a) Временные нагрузки на
перекрытия
(b) Снеговые нагрузки
(c) Ветровые нагрузки
(d) Непрямые воздействия, на¬
пример влияние изменения
температуры
(e) Нагрузки от транспортных
средств
(a) Взрыв
(b) Пожар
(c) Столкновения транс¬
портных средств
Полная таблица, отражающая классификацию воздействий в соответствии с критерия¬
ми, приведенными выше, включена в часть 6 данного Руководства для проектировщиков.
Термин единичное воздействие (single action) используется для определения воздействия,
которое статистически независимо во времени и в пространстве от других воздействий на
здание.
Собственный вес здания может быть представлен одним характеристическим значением
(Gk), временная составляющая его мала, и он может быть рассчитан на основе номинальных
размеров и среднего значения массы единичного объема. Если изменчивость величины G
не является малой, а ее статистическое распределение известно, используются два значе¬
ния: верхнее значение (Gktsup) и нижнее (Gkinf). Подробнее этот вопрос рассмотрен в части 1
настоящего Руководства.
Временное воздействие имеет следующие репрезентативные значения (см. рис. 0.3):
• характеристическое значение (characteristic value) (Qjl)',
• комбинационное значение (combination value) (VoQa);
• пониженное значение (frequent value) (^1Q*);
• длительное значение (quasi-permanent value) (\|/г0*)-
Рис. 0.3. Репрезентативные значения временных воздействий
23
Введение
Комбинационное значение (VoQ*) учитывает пониженную вероятность непрерывного
появления наиболее неблагоприятных значений нескольких независимых временных воз¬
действий. Оно применяется для проверки основных предельных состояний и необратимых
состояний потери эксплуатационной пригодности.
Пониженное значение (V1 Qj,) применяется для проверки основных предельных состоя¬
ний, включая аварийные воздействия, и обратимых предельных состояний.
Длительное значение (V2Q*) также применяется для проверки основных предельных со¬
стояний, включая аварийные воздействия, и для проверки обратимых состояний потери
эксплуатационной пригодности.
Рекомендуемые значения Vo. Vi, V2 Для зданий приводятся в табл. 0.4 в соответствии со
стандартом EN 19903.
Таблица 0.4. Коэффициенты у для зданий (табл. А1.1 стандарта EN 1990)
Воздействие V1 у2 Уз
Временные нагрузки на здания по категориям (см. часть 1)
Категория А: Жилые помещения
Категория В: Офисные помещения
Категория С: Помещения для собраний
Категория D: Торговые помещения
Категория Е: Складские помещения
Категория R Транспортные зоны, вес транспортных средств ś 30 кН
Категория G Транспортные зоны, вес транспортных средств св. 30 кН и <160 кН
Категория Н: Покрытия
Снеговые нагрузки на здания (см. часть 3)
Финляндия, Исландия, Норвегия, Швеция
Остальные страны - члены Евросоюза, высота места размещения над уровнем
моря H > 1000 м
Остальные страны - члены Евросоюза, высота места размещения над уровнем
моря H < 1000 м
Ветровые нагрузки на здания (см. часть 4)
Температурные нагрузки (без пожара) на здания (см. часть 5)
Сведения по сочетаниям воздействий для конкретных расчетных ситуаций для основ¬
ных и эксплуатационных предельных состояний приводятся в части 1 этой книги.
0,7
0,5
0,3
0,7
0,5
0,3
0,7
0,7
0,6
0,7
0,7
0,6
1.0
0.9
0,8
0,7
0,7
0,6
0,7
0,5
0,3
0
0
0
0,7
0,5
0,2
0,7
0,5
0,2
0,5
0,2
0
0,6
0,2
0
0,6
0,5
0
Значения воздействий в зависимости от проектного срока службы
Характеристические значения воздействий, как задаваемые непосредственно, так и вы¬
веденные из исходных данных, представленных в стандарте EN 1991, обычно относятся
к 50-летнему периоду повторяемости. Для проектирования зданий и инженерных со-
оруж ний с более длительным или более коротким сроком службы значение воздействия,
определенное в соответствующей части Еврокода, должно быть умножено на коэффициент
k (см. табл. 0.5 для климатических воздействий).
Формулы для определения коэффициента k даны в части б этой книги. Для определения
k для климатических воздействий были использованы соответствующие параметры. Для
снега был использован коэффициент вариации о = 0,6.
Таблица 0.5 включает как проектный срок службы, так и период производства строи¬
24
Введение
тельных работ (см.: EN 1991-1-6), и значение воздействия Qjir, где R - проектный срок
службы, может быть получено из выражения:
Qmr “ яо-
Таблица 0.5. Коэффициент к для воздействий Qk fi при различных периодах
повторяемости R
Период
повторяе¬
мости R
Коэффициент к
Проектный
срок службы
Вероятность
превышения P
температурное
воздействие
TmaxM
температурное
воздействие
Ггтп.Я
снеговая
нагрузка
SnM
ветровая
нагрузка
VbM
<3 дня
2 года
0,5
0,8
0,45
0,64
0,77
3 дня < t <
3 месяца
5 лет
0,2
0,86
0,63
0,75
0,85
3 месяца < t
< 1 год
10 лет
0.1
0,91
0,74
0,83
0,90
1 год < t <
50 лет
50 лет
0,02
1
1
1
1
80 лет
80 лет
0,0125
1,03
1,08
1,09
1,03
120 лет
120 лет
0,0083
1,05
1,14
1,16
1,05
500 лет
500 лет
0,002
1,13
1,36
1,42
1,12
1000 лет
1000 лет
0,001
1,17
1,47
1,55
1,16
Примечание: выражения для определения к даны в части 6 этой книги. При определении к для климатических
воздействий были использованы рекомендуемые значения соответствующих параметров. Для снега был ис¬
пользован коэффициент вариации и = 0,6.
Национальные приложения к EN 1991
Десять частей стандарта EN 1991 позволяют сделать выбор для ряда статей стандарта на
национальном уровне. Национальный стандарт, основанный на какой-либо части EN 1991,
должен содержать Национальное приложение, содержащее все Параметры, определяемые
на национальном уровне (NDP), которые должны использоваться при проектировании в
соответствующей стране.
Статьи в частях стандарта EN 1991, в которых разрешен выбор национальных параме¬
тров, перечислены во вводной главе каждой части стандарта EN 1991.
Ссылки
1. Gulvanessian, H., Calgaro, J.-A. and Holicky, М. Designers’ Guide to EN 1990: Eurocode:
Basis of Structural Design. Thomas Telford, London, 2002. (X. Галванессиан, Дж.-А. Калга-
ро, М. Холики, Руководство для проектировщиков по EN 1990: Еврокод: Основы про¬
ектирования сооружений. Томас Телфорд, Лондон, 2002 г.)
2. Guidance Paper L (concerning the Construction Products Directive - 89/106/EEC) -
Application and Use of the Eurocodes: European Commission, Enterprise Directorate-
General, 2004. (Руководящий документ L (касающийся Директивы на строительные
изделия - 89/106/ЕЕС) - Применение и использование Еврокодов: Европейская ко¬
миссия, Главное Управление предприятия, 2004 г.)
3. European Committee for Standardisation. EN 1990: Eurocode: Basis of Structural Design.
CEN1 Brussels, 2002. (Европейский комитет по стандартизации EN 1990: Еврокод: Ос¬
новы проектирования сооружений. CEN, Брюссель, 2002 г.)
25
Часть 1: EN 1991-1-1:
Еврокод 1: Часть 1.1 -
Удельный вес,
собственный вес
и временные нагрузки
(PART 1: EN 1991-1-1: Eurocode 1: Part 1.1 -
Densities, self-weight and imposed loads)
Глава 1
Общие положения
В данной главе рассмотрены общие аспекты стандарта EN 1991-1-1 Еврокод
1 - Основные воздействия - Удельный вес, собственный вес и временные на¬
грузки на зданияМатериал этой главы относится к следующим статьям:
• Область применения
• Нормативные ссылки
• Различие между принципами и правилами
применения
• Термины и определения
• Условные обозначения
Статья 1.1:1991-1-1
Статья 1.2:1991-1-1
Статья 1.3:1991-1-1
Статья 1.4:1991-1-1
Статья 1.5:1991-1-1
1.1. Область применения
1.1.1. Основная область применения
EN 1991-1-1: Еврокод 1 - Воздействия на сооружения: Часть 1.1: Основные
воздействия - «Удельный вес, собственный вес и временные нагрузки на зда¬
ния» является одной из десяти частей EN 1991 (см. табл. 0.2). В нем содер¬
жатся правила проектирования и указываются воздействия, учитываемые
при проектировании строительных конструкций зданий и инженерных со¬
оружений, касающиеся определения: ст. 1.1(1): 1991-1-1
• удельного веса строительных материалов и складируемых материалов;
• собственного веса элементов строительных конструкций;
• временных нагрузок на здания.
1.1.2. Область применения для удельного веса
строительных материалов и складируемых материалов
В разделе 4 стандарта содержатся номинальные значения удельного веса ст. 1.1(2): 1991-1-1
конкретных строительных материалов для зданий и мостов и удельного
веса складируемых материалов. Кроме того, для соответствующих матери¬
алов представлен угол естественного откоса.
Часть 1. EN 1991 -1-1: Еврокод 1: Часть 1.1: Удельный и собственный вес
ст. 1.1.(3): 1991-1 ■
ст. 1.1(4): 1991-1-
ст. 1.1(5): 1991-1-
ст. 1.1(6): 1991-1-
ст. 1.1(7):1991-1-
ст. 1.2:1991-1-1
ст. 1.3(1): 1991-1-
ст. 1.3(2): 1991-1-
ст. 1.3(3):1991-1-
ст. 1.3(4): 1991-1-
ст. 1.3(5):1991-1-
1.1.3. Область применения для собственного веса
сооружений
•1 В разделе 5 стандарта содержатся методы оценки характеристических зна¬
чений собственного веса строительных конструкций.
1.1.4. Область применения для временных нагрузок
на здания
I В разделе 6 стандарта даются характеристические значения временных
нагрузок на полы и покрытия согласно категориям их использования для
следующих помещений зданий:
• жилые, общественные, торговые и административные помещения;
• гаражи и зоны проезда транспортных средств;
• помещения для хранения и промышленной деятельности;
• покрытия;
• площадки для приземления вертолетов.
В EN 1991-1-1 приводятся также следующие виды нагрузок:
1 • нагрузки на транспортные зоны для транспортных средств общим ве¬
сом до 160 кН, и
• горизонтальные силы на ограждения или стены, имеющие функцию
ограждений.
I В справочном приложении В даются дополнительные указания по
барьерам для транспортных средств на автомобильных парковках.
1 Комментариев не требуется.
1.2. Нормативные ссылки
По статье 1.2:1991-1-1 комментариев не требуется.
1.3. Различие между принципами и правилами
применения
1 Статьи стандарта содержат как принципы, так и правила применения.
1 • Принципы определены как *общие положения и определения, для ко¬
торых нет альтернативы, а также требования и аналитические мо¬
дели, для которых альтернативных не допускается, если не указано
иное*.
1 • 4Принципы обозначаются буквой Р, следующей за номером пункта»,
формулировка принципа содержит слова «должен(а, о)..>
1 • 4Правилами применения признаются правша, которые соответству¬
ют Принципам и удовлетворяют их требованиям».
1 • 4Допускается использовать альтернативные правша проектирования,
отличные от Правш применения, заданных в EN 1991-1-1 для строи¬
тельных конструкций, при условии что показано, что альтернативные
правша согласуются с соответствующими Принципами и, по крайней
мере, эквивалентны в отношении безопасности сооружений, пригод¬
ности к эксплуатации и долговечности, ожидаемых при использовании
Еврокодов».
30
Глава 1. Общие положения
В примечании к статье 1.3(5) говорится:
4Если Правило применения заменяется на альтернативное правило про¬
ектирования, выполненный проект не может считаться полностью согла¬
сующимся с EH1991-1-1, но он будет оставаться согласующимся с Притул-
пами EH 1991-1-1. Когда EH 1991-1-1 используется в отношении свойств,
перечисленных в Приложении Z стандарта изделий или ETAG, использование
альтернативного правила проектирования не может быть допустимо для
СЕ-маркировки.»
В соответствии с примечанием к статье 13(5): 1991-1-1, Указания Евро¬
комиссии - Документ L1 Применение и использование Еврокодов2 гласит:
«Следует избегать замены положений стандартов Еврокода националь¬
ными положениями, например Правил применения - национальными прави¬
лами (кодексами, стандартами, руководящими положениями и т. п.). Если,
тем не менее, такое произойдет, проектировщик может, даже после окон¬
чания периода сосуществования, допустить отклонение или не применять
Еврокоды или их отдельные положения (например, Правила применения),
то проект не может быть назван “соответствующим стандартам Евро¬
союза Еврокодам (EH)
• «Правила применения обозначаются номером в скобках», как правило,
они должны содержать формулировку «должен(а,о)...». Для альтерна¬
тивных вариантов используются формулировки «можно», «допуска¬
ется». Слова «может», «является» используются для формулировки
оценок и допущений.
1.4. термины и определения
Большинство определений, данных в EN 1991-1-1, заимствованы из стан¬
дартов ISO 23943, ISO 38984 и ISO 89305. В дополнение надо сделать ссыл¬
ку на EN 1990, который содержит основной перечень терминов и опреде¬
лений, применяемых в стандартах EN 1990 - EN 1999, обеспечивая таким
образом единую основу системы Еврокодов.
Прежде всего следует обратить внимание на следующие главные опре¬
деления, которые могут различаться в практике различных стран.
• «воздействие» (action) - нагрузка или приложенная деформация (на¬
пример, вызванная изменением температуры или осадкой грунта);
• «эффект воздействия» - (effects of actions или action effects) - внутрен¬
ние усилия и моменты, изгибающие моменты, поперечные силы и де¬
формации, вызванные воздействиями.
Из множества определений стандарта EN 1990 в EN 1991 применяются
следующие:
(1) Из общих терминов стандарта EN 1990 определения для сооружений:
• строительные конструкции (construction works);
• сооружение (structure);
• конструктивный элемент (structural member);
• производство строительных работ (execution).
(2) Из специальных терминов, относящихся к общим вопросам проекти¬
рования:
• расчетные ситуации (design situations);
er. 1.3(5): 1991-1-1
ст. 1.3(5): 1991-1-1
ст. 1.3(6): 1991-1-1
ст. 1.4:1991-1-1
er. 1.5.1:1990
ст. 1.5.1.1:1990
er. 1.5.1.6:1990
er. 1.5.1.7:1990
er. 1.5.1.8:1990
er. 1.5.2:1990
CT. 1.5.2.2:1990
31
Часть 1. EN 1991 -1 -1: Еврокод 1: Часть 1.1: Удельный и собственный вес
ст. 1.5.2.3:1990
ст. 1.5.2.4:1990
ст. 1.5.2.5:1990
ст. 1.5.2.8:1990
ст. 1.5.2.9:1990
ст. 1.5.2.10:1990
ст. 1.5.2.11:1990
ст. 1.5.2.12:1990
ст. 1.5.2.13:1990
ст. 1.5.2.14:1990
ст. 1.5.2.15:1990
ст. 1.5.2.16:1990
ст. 1.5.2.17:1990
ст. 1.5.2.19:1990
ст. 1.5.2.22:1990
ст. 1.5.3.1:1990
ст. 1.5.3.2:1990
ст. 1.5.3.3:1990
ст. 1.5.3.4:1990
ст. 1.5.3.5:1990
ст. 1.5.3.6:1990
ст. 1.5.3.7:1990
ст. 1.5.3.8:1990
ст. 1.5.3.9:1990
ст. 1.5.3.10:1990
ст. 1.5.3.11:1990
ст. 1.5.3.12:1990
ст. 1.5.3.13:1990
ст. 1.5.3.14:1990
ст. 1.5.3.15:1990
ст. 1.5.3.16:1990
ст. 1.5.3.17:1990
ст. 1.5.3.18:1990
ст. 1.5.3.20:1990
ст. 1.5.3.21:1990
ст. 1.5.3.22:1990
ст. 1.5.5:1990
ст. 1.5.5.2:1990
• переходная расчетная ситуация (transient design situation);
• постоянная расчетная ситуация (persistent design situation);
• аварийная расчетная ситуация (accidental design situation);
• проектный срок службы (design working life);
• угроза (hazard);
• способ задания нагрузок (load arrangement);
• случай нагружения (load case);
• предельные состояния (limit states);
• основные предельные состояния (ultimate limit states);
• предельные состояния пригодности к эксплуатации (serviceability
limit states);
• сопротивление (resistance);
• прочность (strength);
• надежность (reliability);
• основная переменная (basic variable);
• номинальное значение (nominal value).
(3) Из терминов, относящихся к воздействиям:
• воздействие (action) (F);
• эффект воздействия (effect of action) (£);
• постоянное воздействие (permanent action) (G)]
• временное воздействие (variable action) (Q)]
• аварийное воздействие (accidental action) (А)]
• сейсмическое воздействие (seismic action) (Ae)]
• геотехническое воздействие (geotechnical action);
• фиксированное воздействие (fixed action);
• свободное воздействие (free action);
• единичное воздействие (single action);
• статическое воздействие (static action);
• динамическое воздействие (dynamic action);
• квазистатическое воздействие (quasi-static action);
• нормативное (базовое, характеристическое) значение воздействия
(characteristic value of an action);
• базовый период (reference period);
• комбинационное значение временного воздействия (combination
value of a variable action) (\|/oQ*);
• пониженное значение временного воздействия (frequent value of a
variable action) (\|/iQ*);
• длительное значение временного воздействия (quasi-permanent
value of a variable action) (V2Q*):
• характеристическое значение воздействия (representative value of an
action) (Frep)]
• расчетное значение воздействия (design value of an action) (Fd)]
• сочетание воздействий (combination of actions).
(4) Из терминов, относящихся к геометрическим параметрам:
• расчетное значение геометрической характеристики (design value of
a geometrical property) (ad).
Галванессиан и др.6 приводят пояснения определений из EN 1990.
Следующие комментарии сделаны, чтобы помочь пониманию некото¬
рых определений из EN 1991-1-1.
32
Глава 1. Общие положения
• Удельный вес (bulk weight density) - «общий вес на единицу объема ма¬
териала, включая нормальное распределение микропустот, пустот и
пор*. В повседневном применении этот термин обычно сокращается до
«плотности». Определение: «плотность» - это масса на единицу объ¬
ема. В стандарте EN 1991-1-1 термин «плотность» используется для
массы на единицу объема, площади или длины.
• Угол естественного откоса (angle of repose). В соответствии со стандар¬
том ISO 91947, являющимся базовым документом для частей Еврокода
EN 1991-1-1, в отношении воздействий собственного веса сооружений,
для неконструктивных элементов и складируемых материалов, следует
учитывать 30%-ное отклонение для настоящего параметра. Приложе¬
ние В EN 1991-1-1 учитывает это для ряда материалов.
• Общий вес транспортного средства (gross weight of vehicle). Коммента¬
рий не требуется.
• Конструктивные элементы (structural elements). Следует отметить,
что «конструктивные элементы» отсылают к определению EN 1990
structural members (конструктивные элементы). Определение EN1991-
1-1 отличается от данного в стандарте ISO 89305, который определяет
конструктивный элемент как «Физически отличимая часть конструк¬
ции, например колонна, балка, плита, элемент оболочки (свода)*.
• Неконструктивные элементы (non structural elements). Комментарий
не требуется.
• Перегородки (partitions). Комментарий не требуется.
• Переносные перегородки (movable partitions). Комментарий не требу¬
ется.
1.5. Условные обозначения
Система обозначений в статье 1.5: EN 1991-1-1 базируется на ISO 38984.
Полный перечень условных обозначений содержится в EN 1990, статья 1.6,
ряд этих обозначений используется в EN 1991-1-1. В статье 1.5(2) EN
1991-1-1 даны дополнительные обозначения, принятые в данном разделе
EN 1991.
ст. 1.4.1:1991-1-1
ст. 1.4.2:1991-1-1
ст. 1.4.3:1991-1-1
ст. 1.4.4:1991-1-1
ст. 1.4.5:1991-1-1
ст. 1.4.6:1991-1-1
ст. 1.4.7:1991-1-1
ст. 1.5(1): 1991-1-1
ст. 1.5(2): 1991-1-1
33
Глава 2
Классификация
воздействий
Эта глава посвящена классификации воздействий в EN 1991-1-1: Евро¬
код 1 - Воздействия на сооружения: Часть 1.1: Основные воздействия -
Удельный вес, собственный вес, временные нагрузки на здания. Материал
этой части соответствует следующим статьям стандарта:
• собственный вес Статья 2.1:1991-1-1
• временные нагрузки Статья 2.2:1991-1-1
2.1. Собственный вес
EN 1991-1-1 в большинстве случаев классифицирует собственный вес как ст. 2.1(1): 1991-1-1
постоянное фиксированное воздействие.
Постоянные воздействия (G) действуют весь срок службы конструкции,
включают в себя собственный вес конструкции, стационарного оборудова¬
ния и т. п.
Фиксированное воздействие имеет фиксированное распределение
в пространстве, так что его значение и направление однозначно определе¬
ны для всей конструкции, если они определены в одной точке. Примером
фиксированного воздействия является статическое давление воды (см.
ст. 1.5.3.8 стандарта EN 1990 ).
Как правило, изменчивость собственного веса незначительна. Таким
образом, изменчивостью G можно пренебречь, считая, что G не меняется
заметным образом в течение расчетного срока службы конструкции, а ко¬
эффициент вариации мал. Таким образом, характеристическое значение
(Gk) может быть принято равным среднему значению (р) статистического
распределения для G, которое можно считать нормальным (гауссово рас¬
пределение). См. рис. 2.1.
Часть 1. EN 1991-1-1: Еврокод 1: Часть 1.1: Удельный и собственный вес
ст. 2.1(2):1991-1-1
ст. 2.1(2): 1991-1-1
Однако если собственный вес может изменяться со временем, следует
учитывать его верхнее (Gksup) и нижнее (Gkinf) характеристические зна¬
чения в соответствии со ст. 4.1.2 EN 1990. Согласно EN 1990, Gkjnf - это
5%-ная квантиль, a Gksup - 95%-ный квантиль статистического распреде¬
ления G1 которое считается нормальным (гауссовым) распределением, как
показано на рис. 2.1.
Например, для собственного веса таких элементов, как парапеты, гидро¬
изоляция, покрытия, штукатурка и т. п., учитываются верхнее и нижнее ха¬
рактеристические значения, так как изменчивость их может быть не малой.
Для определения верхнего Gksup и нижнего Gkjnf значений могут быть
использованы следующие соотношения (см. Руководство для проектиров¬
щиков по EN 19906):
Gfrjnf - Pg " 1.64ос - Рс(1 - 1,64 Vfc)
Gksup ” Pc + 1|64стс “ PcO + 1:64 Vfc),
(D2:l)
(D 2:2)
где Vfc -коэффициент вариации для G.
Как правило, изменчивость G можно считать существенной, если Vfc >
0,10. В этом случае изменчивость G необходимо принимать в расчет для
всех сооружений и конструктивных элементов.
Для отдельных расчетных ситуаций (например, при рассмотрении опро¬
кидывания и прочности подпорных стенок) необходимо принимать в рас¬
чет как нижнее Gkjnf, так и верхнее Gksup значения, если коэффициент вари¬
ации более 0,05.
Два значения, а именно верхнее Gksup и нижнее Gkjnf значения, могут
быть использованы при рассмотрении стабилизирующих и дестабилизи¬
рующих эффектов собственного веса, например многопролетного перекры¬
тия, если контроль качества при возведении перекрытия ниже ожидаемого.
Это может произойти, например, при заливке бетона на месте, когда отсут¬
ствует контроль представителя заказчика. Однако для конструкций, для
которых осуществляется контроль качества (например, стальная рама или
бетонный элемент заводского изготовления), изменчивостью G можно пре¬
небречь, так как G не меняется заметным образом в течение расчетного сро-
Рис. 2.1. Определение среднего значения (рс), нижнего (Gkjnf) и верхнего
(Cki5up) характеристических значений постоянных воздействий на основе
нормального (гауссова) распределения
36
Глава 2. Классификация воздействия
ка службы, а коэффициент вариации мал. Таким образом, характеристи¬
ческое значение (Gk) может быть принято равным среднему значению (р)
статистического распределения для G, которое можно считать нормальным
(гауссовым). См. рис. 2.1.
Пример 2.1
Примем, что конструкция предусматривает усиленную бетонную плиту
толщиной 200 мм (то есть для определения среднего значения р6- веса
G), отливаемую на месте. Если проектировщик считает коэффициент
вариации V= 0,10 от ошибок в процессе возведения, тогда из выражений
2.1 и 2.2 следует, что Gkinj и Gkrsup будут, следовательно, на 16,4% меньше
и больше среднего значения P0-.
Таким образом, для 200-мм плиты собственный вес следует опреде¬
лять при толщине 167,2 мм для Gkirlj и 232,8 мм для Ghsup.
Если собственный вес классифицируется как свободное воздействие ст. 2.1(2): 1991-1-1
(например, передвижные перегородки или покрытия перекрытий), он дол¬
жен рассматриваться как дополнительная временная нагрузка. Это при¬
меняется, если «постоянное» свободное воздействие является благопри¬
ятным. Свободное воздействие может иметь различные пространственные
распределения в пределах конструкции.
Комментария не требуется для случая зданий. Комментарии относи-ст. 2.1(3)Р: 1991-1-1
тельно балласта на железнодорожных мостах см. в Руководстве для про¬
ектировщиков по EN 1991 для мостов8.
В EN 1991-1-1 оговаривается, что нагрузки от веса земли на покрытиях ст. 2.1(4)Р: 1991-1-1
и террасах (например, для садов на покрытие) рассматриваются как посто¬
янные воздействия.
Для нагрузки от гравия и земли (например, для садов на покрытие) соб- ст. 2.1(3)Р: 1991-1-1
ственный вес будет меняться со временем <от изменений влагосодержания ст. 2.1(4)Р: 1991-1-1
и изменений глубины, это может быть вызвано неконтролируемым нако¬
плением в течение срока службы строения*, и это должно быть учтено при
проектировании. ст. 2.1(5)Р: 1991-1-1
Информация подавлению грунта содержится в стандарте EN 1997 и Py- ст. 2.1(5)Р: 1991-1-1
ководстве для проектировщиков по EN 19979.
2.2. Временные нагрузки
EN 1991-1-1 относит временные нагрузки к свободным воздействиям. См. ст. 2.2(1)Р: 1991-1-1
раздел 1.1.4 настоящего Руководства, где описаны временные нагрузки
стандарта EN 1991-1-1. Временные нагрузки на мосты описаны в стандарте
EN 1991-2 и соответствующем Руководстве для проектировщиков.
Свободное воздействие может иметь различные варианты простран¬
ственного распределения в пределах конструкции. Примером такого воз¬
действия является воздействие от веса людей, находящихся на перекры¬
тии. См. рис. 2.2.
Для статьи 2.2(2): 1991-1-1 комментария не требуется. ст. 2.2(2): 1991-1-1
Модели характеристической нагрузки, описанные в EN 1991-1-1, вклю- ст. 2.2(3): 1991-1-1
чают в себя влияние ускорения (динамические эффекты), вызываемого
воздействиями, которые рассматриваются как квазистатические (см. EN
37
Часть 1. EN 1991-1-1: Еврокод 1: Часть 1.1: Удельный и собственный вес
о
/Ov. Ak
Рис. 2.2. Положение, значение и направление свободного воздействия
1990 1.53.13 and 5.13(3)), когда отсутствует риск резонанса или иного за¬
метного динамического отклика сооружения. Для сооружений, подвержен¬
ных динамическому возбуждению при воздействии синхронного ритмич¬
ного движения людей при танцах или спортивных мероприятиях, модель
нагрузок должна определяться с помощью специального динамического
анализа.
Для сооружений, подверженных динамическому возбуждению, расчеты
должны учитывать взаимодействие нагрузки и конструкции сооружения и
динамические характеристики сооружения, например собственную часто¬
ту, массу, затухание колебаний и формы колебаний.
Если колебания и вибрации являются критериями эксплуатационной
пригодности, необходимо отдельное исследование их влияния, например
при работе оборудования в здании и/или для обеспечения комфорта пер¬
сонала и жильцов в здании.
Некоторые частные случаи динамических условий нагружения и типов
конструкций описаны в трех примерах, приведенных ниже.
Пример «синхронизированных ритмичных движений»
Конструкции, содержащие элементы, несущие нагрузки от танцующих или
прыгающих людей, подвергаются ненамеренным синхронизированным
движениям людей. Это может быть музыка с выраженным ритмом, как на
концертах поп-музыки и занятиях аэробикой. Такие действия создают ди¬
намические эффекты, приводящие к росту вертикальных и горизонталь¬
ных нагрузок. Если собственная частота сооружения совпадает с частотой
синхронных движений или кратна ей, может наступить резонанс, который
сильно увеличивает динамический отклик.
Для таких расчетных ситуаций рекомендуются три альтернативные про¬
цедуры:
(1) В дополнение к применению таблицы 62 EN 1991-1-1, чтобы полу¬
чить надлежащие временные нагрузки, расчетом необходимо под¬
твердить отсутствие вероятности резонанса сооружения посредством
ограничения его собственных частот, так чтобы частота вертикальных
колебаний была больше 8,4 Гц, а горизонтальных - 4,0 Гц. Эти часто¬
ты следует оценивать для соответствующей формы колебаний пустого
сооружения.
(2) Элементы конструкции, подверженные нагрузхам от танцующих
или прыгающих людей, должны быть спроектированы устойчивыми
к ожидаемым нагрузкам. Деформации не должны превышать допу¬
стимых пределов для соответствующего типа конструкций. Должен
быть проведен детальный расчет с учетом динамического отклика
конструкции и всего спектра типов и частот нагрузок, с учетом реко¬
мендаций специалистов и с помощью специальных руководящих до-
38
Глава 2. Классификация воздействия
кументов, например Дайджеста BRE № 42610. Альтернативой служат
указания пункта (3).
(3) Использование специальных руководств, рекомендованных органами
сертификации для проектируемого сооружения. В определенных слу¬
чаях, например для сооружений, преимущественно предназначенных
для зрелищных мероприятий, соответствующий орган сертификации
может ссылаться на специальные руководящие документы, являющи¬
еся необходимыми и достаточными, чтобы согласовываться с их тре¬
бованиями.
Пример «динамических нагрузок от машин
и механизмов»
Динамические эффекты, вызываемые работой машин и механизмов, зави¬
сят от типа машин и формы сооружения, и необходимо исследовать дина¬
мические нагрузки и возможности возбуждения резонанса в таких соору¬
жениях. О воздействиях, вызываемых кранами, машинами и механизмами,
см .EN1991-3й.
Пример «легких и большепролетных конструкций»
При использовании таких конструкций для вестибюлей вокзалов, помеще¬
ний для публичных мероприятий они, вероятно, окажутся под воздействи¬
ем ненамеренных синхронных движений людей, что вызовет динамическое
возбуждение. При расчетах следует принимать во внимание характер кон¬
струкции, ее назначение, потенциальное количество людей и их вероятное
поведение.
Для ст. 22(4): 1991-1-1, касающейся погрузчиков и вертолетов, коммен- ст. 2.2(4): 1991-1-1
тария не требуется. Однако по ст. 5.13(3) EN 1990 может потребоваться
консультация.
Воздействия, которые вызывают значительные ускорения конструкции ст. 2.2(5)Р: 1991-1-1
или ее элементов, в соответствии со ст. 2.2(5)Р: 1991-1-1 называются ди¬
намическими воздействиями. Для определения эффектов динамического
воздействия на конструкцию необходимо провести динамический анализ.
См. также ст. 5.3 EN 1990.
39
глава з
Расчетные ситуации
Глава посвящена основным концепциям расчетных ситуаций, согласно EN
1991-1-1: Еврокод 1 - Воздействия на сооружения: Часть 1.1: Основные воз¬
действия - Удельный вес, собственный вес, временные нагрузки на здания.
Материал этой части соответствует следующим статьям стандарта:
• Общие положения Статья 3.1:1991-1-1
• Постоянные нагрузки Статья 3.2:1991-1-1
• Временные нагрузки Статья 3-3:1991-1-1
• Дополнительные положения для зданий Статья 3.4:1991-1-1
3.1. Общие положения
Статья 32 EN 1990 определяет следующие расчетные ситуации для про¬
верки предельных состояний:
• постоянные расчетные ситуации, относящиеся к нормальным условиям
эксплуатации;
• временные расчетные ситуации, относящиеся к переходным условиям,
например при производстве строительных работ или ремонте;
• аварийные расчетные ситуации, относящиеся к исключительным усло¬
виям, сложившимся для сооружения, например взрывы;
• сейсмические расчетные ситуации.
Каждая из этих ситуаций связана с определенным выражением для со¬
четания эффектов воздействий:
• постоянные и временные расчетные ситуации, соотносящиеся с выра¬
жениями (6.10, или (6.10а) и (6.10Ь) в EN1990;
• аварийные расчетные ситуации, соотносящиеся с выражениями (6.11Ь)
в EN1990;
• сейсмические расчетные ситуации, соотносящиеся с выражениями
(6.12Ь) в EN1990.
Кроме того, если необходимо определить постоянные и временные на¬
грузки для проверки предельных состояний пригодности к эксплуатации,
для сочетания воздействий в EN1990 даны следующие выражения:
ст. 3.1(1)Р:
1991-1-1
Часть 1. EN 1991-1-1: Еврокод 1: Часть 1.1: Удельный и собственный вес
• характеристическая комбинация, которая относится к выражению
(6.14Ь) в EN1990;
• пониженная комбинация, которая относится к выражению (6.15Ь)в EN
1990;
• длительная комбинация, которая относится к выражению (6.16Ь) в EN
1990.
Релевантные постоянные и временные нагрузки, необходимые для про¬
верки каждой из перечисленных расчетных ситуаций по основным предель¬
ным состояниям и состояниям пригодности к эксплуатации, следующие:
Для собственного веса - характеристическое значение постоянного воз¬
действия G. Если изменчивость G можно считать малой, можно пользовать¬
ся одним значением Gfr Если изменчивостью G пренебречь нельзя, исполь¬
зуются два значения: верхнее Gksup и нижнее Gkjnf (см. раздел 2.1 этой части).
Для временных воздействий - характеристическое значение (Q*)» ко¬
торое обычно соответствует верхнему значению с установленной веро¬
ятностью непревышения в течение базового периода (обычно 50 лет, для
зданий). Этот период прямо связан с расчетным сроком службы, прини¬
маемым при расчете конструкции. В частности, для срока службы свыше
года и менее 50 лет период повторяемости принимается равным 50 лет; для
большего срока службы этот период принимается равным расчетному сро¬
ку службы.
В зависимости от расчетной ситуации, принимаемой для предельного
состояния пригодности к эксплуатации (определены в EN1990 cm. 6.4 и 6.5
и соответствующем Руководстве для проектировщиков Guide1), необходи¬
мо определять следующие значения временных воздействий:
• комбинационное значение, V0Q*;
• пониженное значение, ViQ*- Для зданий пониженное значение, как пра¬
вило, выбирается так, чтобы время превышения этого значения состав¬
ляло 0,01 от периода повторяемости;
• длительное значение \|/2Q*- Длительное значение также используется
при расчетах эффектов длительности. Для нагрузок на перекрытия зда¬
ний длительное значение обычно берется так, чтобы время превышения
этого значения составляло 0,50 от периода повторяемости. Альтерна¬
тивно длительное значение может определяться как среднее значение
за весь выбранный период времени.
(В СНиП «Нагрузки и воздействия» не проводится различия между по¬
ниженными и длительными значениями временных нагрузок, и для учета
влияния длительности вводится одно пониженное значение, дифференци¬
руемое в зависимости от вида нагрузки. - Прим.ред.)
Обозначения Vo> Vi и \у2 - коэффициенты для комбинационного, пони¬
женного и длительного значений временного воздействия. Значения ц/0, \|/,
и \|/2 даны в EN1990 таблица А1.
Пример 3.1
Рассмотрим сочетание воздействий в выражении (6.10) для постоянной
или переходной расчетной ситуации (EN1990 cm. 6.43.2).
EfeC./'+''V^"+"Ywül”+"X УЛа,
I JZ I
(6.0)
42
Глава 3. Расчетные ситуации
Примем, что изменчивость собственного веса мала, а три временных
воздействия считаются следующими: ветер (ведущее) и сопутствую¬
щие - временная нагрузка и снеговая нагрузка.
Для расчетной ситуации в настоящем примере необходимо опреде¬
лить следующие постоянную и временные нагрузки:
• характеристическое значение постоянного воздействия G\
• характеристическое значение для ветра (Qjt):
• для временной и снеговой нагрузок - комбинационное значение \|/0(2*.
(В этом примере 0,7Qk и 0,5Q* согласно EN 1990: таблица А. 1.)
3.2. Постоянные нагрузки
Собственный вес конструктивных элементов следует определять, вклю- Cr. 3.2(1): 1991-1-1
чая вес неконструктивных элементов (например, покрытий и штукатурки,
если ожидаемая изменчивость штукатурки не будет значительной). Они
принимаются в расчет как одно воздействие с характеристическим значе¬
нием Gk. Верхнее и нижнее расчетные значения (то есть при рассмотрении
неблагоприятного (ус- 1,35) и благоприятного (ус= 1,0) воздействий от
собственного веса) получаются с использованием соответствующих част¬
ных коэффициентов, принимаемых согласно EN 1990.
Рисунок 3.1 иллюстрирует учет верхнего и нижнего расчетных значений
при задании сочетаний воздействий в соответствии с EN 1990 таблица
А12 (В) примечание 3 для расчета центрального пролета балки. Этот слу¬
чай применяется тогда, когда предусмотрен хороший стандарт контроля
за выполнением работ и не ожидается заметных отклонений от заданной
толщины элемента. Кроме того, постоянные нагрузки считаются происхо¬
дящими только из одного источника.
а
1.50*
/ч
ZX z:
I
Q
1.50*
~ZX“
1,35G*
1 ,OOGx
ZX ZX
Межпролетные эффекты воздействий на центральный пролет
при контролируемых условиях
Рис. 3.1. Применение верхнего и нижнего расчетных значений
(например, собственный вес плиты при хорошем контроле изготовления)
Согласно EN1990 таблица А12 (В) примечание 3, когда результаты рас¬
чета могут быть:
• очень чувствительны к изменениям значения постоянного воздействия
G и если
• изменчивость G не может считаться малой ввиду отклонений от про¬
екта в процессе изготовления, -
то должен быть сделан допуск на отклонения.
43
Часть 1. EN 1991 -1 -1: Еврокод 1: Часть 1.1: Удельный и собственный вес
Это может быть существенным в следующих двух случаях.
Для бетона, приготовленного на месте, когда преобладает собственный
вес, а контроль качества невысок и, таким образом, отклонения от заданной
толщины могут быть значительны.
Для тонкого армированного железобетонного элемента (например, тол¬
щиной < 150 мм). Для этих случаев следует во всех расчетах использовать
два значения G - верхнее Gitisup (когда эффекты неблагоприятны) и нижнее
GhAnf (когда эффекты благоприятны).
Как объяснялось в ст. 2.1 настоящего Руководства, в соответствии с EN
1990 Gkjn/- 5%-ный квантиль, a Gksup - 95%-ный квантиль статистического
распределения для G, которое считается нормальным (гауссовым).
Рисунок 3.2 иллюстрирует учет верхнего и нижнего расчетных значений
при задании сочетаний воздействий в соответствии с EN 1990 таблица
А12 (В) примечание 3 в том случае, если могут иметь место значительные
отклонения от проектной толщины.
Верхнее и нижнее расчетные значения (то есть при рассмотрении не¬
благоприятного (ус = 1.35 для Gksup) и благоприятного (ус ”1.0 для Gkin/)
эффектов собственного веса) получены с использованием соответствую¬
щих коэффициентов согласно EN 1990.
Как и в примере на рис. 3.1, постоянные нагрузки считаются происходя¬
щими из одного источника.
1.50,
"ZK"
Jr.w/o
Я 1,50,
ä zz zz ZX
Межпролетные эффекты для центрального пролета
при ненадлежащем контроле или его отсутствии
Рис. 3.2. Применение верхнего и нижнего расчетных значений
(например, собственный вес длинной тонкой плиты или когда
предполагается отсутствие хорошего контроля за качеством работ)
ст. 3.2(2): 1991-1-1 Благоприятные и неблагоприятные эффекты постоянных нагрузок
в зоне, где предполагается удалять или устанавливать конструктивные
или неконструктивные элементы (например, удаляемые покрытия в опре¬
деленном помещении здания), должны определяться совместно. Как пра¬
вило, случай неблагоприятных эффектов постоянной нагрузки на элемент
должен включать неконструктивные элементы, а случай благоприятных
эффектов - не должен (ст.32(2): 1991-1-1).
ст. 3.2(3): 1991-1-1 Благоприятный и неблагоприятный эффекты постоянных нагрузок
в зоне, где предполагается нанесение покрытий и/или монтаж трубопро¬
водов после строительства, должны определяться совместно. Как правило,
случай неблагоприятных эффектов постоянной нагрузки на элемент дол¬
жен включать новые покрытия и трубопроводы, а случай благоприятных
эффектов - не должен.
ст. 3.2(4)Р: 1991-1-1 Благоприятный и неблагоприятный эффекты постоянных нагрузок
в зоне, где критичным является уровень воды (например, плита покрытия,
44
Глава 3. Расчетные ситуации
несущая плавательный бассейн или водяной резервуар), должны опреде¬
ляться совместно. Как правило, случай неблагоприятных эффектов посто¬
янной нагрузки на элемент должен включать максимальный уровень воды.
Случай благоприятных эффектов должен включать минимальный уровень
воды, который может соответствовать пустому бассейну или резервуару.
Рекомендации по изменяющемуся уровню воды при определении эф- примечание
фектов давления грунта объяснены в EN 1997 и соответствующем Руко- к сг. 3.2(4)Р:
водстве9. 1991-1-1
Благоприятный и неблагоприятный эффекты постоянных нагрузок для ст. 3.2(5): 1991-1-1
зданий, служащих для хранения сыпучих материалов, когда характер и
влагосодержание материала могут влиять на его собственный вес, должны
определяться совместно. Как правило, случай неблагоприятных эффектов
постоянной нагрузки на элемент должен включать максимально возмож¬
ный вес материала. Случай благоприятных эффектов должен включать ми¬
нимальный возможный вес материала. (Статья 3.2(5): 1991-1-1).
Для примечания к ст. 3.2(5)Р: 1991-1-1 комментария не требуется. примечание
кст. 3.2(5)Р:
3.3. Временные нагрузки
3.3.1. Общие положения
Благоприятный и неблагоприятный эффекты различных категорий вре¬
менных нагрузок должны определяться совместно. Например, при расчете
балок и плит перекрытий, временные нагрузки q из которых определяют¬
ся Qk (см. рис. 3.1 и 3.2), должны быть приложены в разных сочетаниях
в пределах одного пролета для получения наиболее неблагоприятных сил
и моментов.
Если различные категории временных нагрузок в зданиях (например,
перекрытия и балконы) рассматриваются в расчетной ситуации, при кото¬
рой временные нагрузки действуют одновременно с другими временными
воздействиями, общие временные нагрузки считаются в комбинации на¬
грузок как одно воздействие (см. главу 1).
Не требуется непосредственного комментария к ст. 3.3.1(3): 1991-1-1.
Подробная информация дается в EN 1991-2 и соответствующем Руковод¬
стве8.
1991-1-1
ст. 3.3.1 (1)Р:
1991-1-1
ст. 3.3.1(2)Р:
1991-1-1
ст. 3.3.1(3):
1991-1-1
Не требуется непосредственного комментария к ст. 3.3.1(4): 1991-1-1.
Предмет статьи рассматривается в разделе 5.1.3 Руководства по EN 19906.
ст. 3.3.1(4):
1991-1-1
3.3.2. Дополнительные положения для зданий
При определении эффектов воздействий на покрытие в EN 1991-1-1 огова- ст. 3.3.2(1):
ривается, что временные нагрузки не следует учитывать в одной комбина- 1991-1-1
ции со снеговыми и/или ветровыми, так как они, по всей вероятности, не
будут действовать на покрытие одновременно.
(Такое же условие принято и в СНиП «Нагрузки и воздействия*-. -
Прим, ред.)
В сочетаниях эффектов воздействий, при которых временная нагрузка ст. 3.3.2(4)Р:
рассматривается как сопутствующее воздействие, следует применять толь- 1991 -1-1
ко один из двух коэффициентов у (EN 1990, табл. А1.1) или а„ (п. 6.3.1.2
(H)).
Для ст. 3.3.2(3): 1991-1-1 комментария не требуется. ст. 3.3.2(3): 1991-1-1
45
Часть 1. EN 1991-1-1: Еврокод 1: Часть 1.1: Удельный и собственный вес
ст. 3.3.2(4):
1991-1-1
ст. 4.1.3(1 )Р:
1991-1-1
Временные нагрузки, которые необходимо учитывать при проверке по
предельным состояниям пригодности к эксплуатации, должны быть опре¬
делены в соответствии с техническими условиями и требованиями к на¬
значению сооружения, и при этом должны применяться соответствующие
репрезентативные значения воздействий VoQ*. ViQ* и V20*- См. ст. 4.1.3
EN 1990 и пояснения в Руководстве к EN 19906.
Комбинационное значение VoQ* связано с сочетанием воздействий при
проверке состояний необратимой потери эксплуатационной пригодности.
К примеру, такие репрезентативные значения могут использоваться для
оценки функционирования сооружения, его отделки или неконструктив¬
ных элементов (например, перегородок, покрытий).
Пониженное значение ViQ* преимущественно связано с пониженным
сочетанием нагрузок при проверке состояний эксплуатационной пригод¬
ности. Примеры использования - проверка комфорта персонала или функ¬
ционирования машин.
Основное применение длительных значений V2Q* ~ оценка долговре¬
менных эффектов, например растрескивание декоративных покрытий,
сохранение внешнего вида зданий или эффекты коробления конструкций
из древесины, а также при проверке пониженных и длительных сочетаний
(эффектов длительности) для предельных состояний эксплуатационной
пригодности.
Для пояснения репрезентативных значений воздействий VoQ*. ViQ* и
V2Q* см. рис. 3.3.
Текущие значения Q
Характеристическое значение Qh
J
Jx2Xi
f /
7 V
'я Yf “7
Комбинационное значение ч'0О*
Частное значение Mi1Q*;
______
Квазипостоянное
значение V2Q*
.SU
Время
Рис. 3.3. Репрезентативные значения временных воздействий
ст. 3.1:1991-1-1 Два примера, касающиеся ст. 3.1 и 3.2 EN 1991-1-1, которые приведе-
ст. 3.2:1991-1-1 ны ниже, демонстрируют распределение нагрузок при расчете следующих
элементов:
• Пример 3.2. Консольная балка, устойчивость к опрокидыванию (см.
табл. А1.2(А) EN 1990).
• Пример 3.3. Трехпролетная длинная плита перекрытия (см. табл.
А1.2(В) EN 1990).
46
Глава 3. Расчетные ситуации
N.B. Необходимо обращаться к табл. Al.2(A) и A 1.2(B) приложения A EN
1990.
Пример 3.2. Консольная балка, устойчивость к опрокидыванию (см.
табл. Al.2(A) EN 1990)
Балка с простыми опорами и консольной частью6. Рассматриваются
только два воздействия, представленные равномерно распределенными
нагрузками: собственный вес балки g и свободное временное воздей¬
ствие (]. При исследовании возможности потери равновесия временное
воздействие считается приложенным только к консольной части балки
(см. рис. 3.4).
Согласно ст. 6.4.3.1(4)P EN 1990, «если результаты проверки могут
быть очень чувствительны к изменениям значения постоянного воздей¬
ствия от места к месту в конструкции, то неблагоприятная и благо¬
приятная части настоящего воздействия должны рассматриваться как
отдельные воздействия». Это применимо, в частности, к проверке стати¬
ческого равновесия и аналогичным предельным состояниям.
, YqO*
I T 1
— - ч
T1 Л
а
Si \а
ь
Я.
1
Рис. 3.4. Балка с простыми опорами и консольной частью
В общем виде выражение для вертикальной реакции опоры А имеет
вид:
ra = \ acIк(Yci - ßVci - ß2*YQ) при ß = I и X - Яч
■=
<7*
Статическое равновесие рассматривается как проверка условия
R,\ > 0. В дальнейшем для конкретизации в примере принимается
ß2 = 0,5. Если при проверке EQU статическое равновесие не обеспечива¬
ется (то есть имеем случай А табл. 3.1), то допускается поместить опору
в точке А. Эта опора должна быть рассчитана на необходимое сопротив¬
ление (предельное состояние STR) и устойчивость в грунте (предель¬
ное состояние GEO) (пояснения для EQU, STR и GEO см. в разделе 6.4
Руководства по EN 19906). Для проверки предельного состояния STR
EN 1990 рекомендует коэффициенты yg;inf = 1.00, yg;sup = 1,35 и Y9 = 1,50,
как указано в табл. Al.2(B) (то есть случай В в табл. 3.1). Рассчитывая
задачи равновесия, проектировщик не должен использовать принцип
одного источника. В качестве альтернативы в EN 1990, а также в приме¬
чании 2 к табл. А1.2(А) рекомендуется применять следующие коэффи¬
циенты: ygAnj ■= 1,15, ygxup = 1,35 и Y9 = 1,50 (то есть случай C в табл. 3.1).
Как можно видеть из табл. 3.1, если требуется опора или иное фикси¬
рующее устройство, альтернативный метод (то есть случай С) дает более
ст. 6.4.3.1(4)Р:
EN 1990
ст. 6.4.1 (1)Р:
EN 1990
47
Часть 1. EN 1991 -1 -1: Еврокод 1: Часть 1.1: Удельный и собственный вес
ст. 6.4.1 (1)Р:
EN 1990
низкий уровень надежности по сравнению со случаем В. Таким образом,
авторы рекомендуют использовать только случай В, если равновесие
по случаю А не гарантировано. Для случая В не должен использоваться
принцип одного источника.
Таблица 3.1. Консольная балка, устойчивость
к опрокидыванию
Предель- Приложение воздействий и коэффициенты Реакция в опоре
ное А и проверка
состояние предельного
состояния
A. EQU
В. STR
С. EQU
Альтернатив¬
ная проверка
сочетаний
(примечание 2
к табл. A 1.2(A)
EN 1990)
1,50д
1.100
1,50q
1.35g
1,50p
1.35fl
Значения реко¬
мендованы в табл.
А1.2(А) EN 1990
Ra, = 1/2aG(0,35 -
- 0,75х)
Условие EQU
выполнено,
если х <0,47
Значения реко¬
мендованы в табл.
А1.2(А) EN 1990
Ra2= 1/2aG(0,325-
- 0,75х)
Условие EQU
выполнено,
если X <0,43
Значения реко¬
мендованы в табл.
А1.2(А) EN 1990
Ra2= 1/2aG(0,475-
- 0,75х)
Условие EQU
выполнено,
если X <0,63
Пример 3.3. Трехпролетная неразрезная плита перекрытия
(СМ. табл. A1.2(B) EIN 1990)
Стальная балка и железобетонная плита имеют три пролета одинаковой
длины (см. рис. 3.5). В расчете учтены выражения 6.10 и б.Ю.а/б.Ю.Ь
EN 1990, а распределение нагрузки и коэффициенты и Yq показаны
в табл. 3.2-3.5 (ст. 6.4.1( 1)Р: EN 1990).
Принимаем низкую изменчивость собственного веса, дающую одно
значение Gk = 25 кН/м. Нагрузка для офиса Qk= 10 кН/м. Предвари¬
тельное напряжение и геотехнические воздействия отсутствуют.
AB CD
Рис. 3.5. Трехпролетная неразрезная плита перекрытия
48
Глава 3. Расчетные ситуации
Таблица 3.2. Применение выражения 6.10 и таблицы Al. 2(B)
EN 1990. Пролет BC
Выражение/ Приложение воздействий и частные Примечания
условие коэффициенты
6.10 (33.57) (48.75) (33.57)
(Неблагоприят- Y0Qt= i.5x ю= 15
ный пролет ВС) ^ ^ ^ ^
A B^C D
YcwQt.**,= 1.35x25 = 33.75
6.10 <4°) <25> I40)
(Благоприятный Y0Qt= 1.5x 10= 15 Y0Qt = 1.5 X 10 = 15
пролет ВС) I All =1
A B^C D
~ ^ *0® х 25 = 25
Таблица 3.3. Применение выражения 6.10 и таблицы Al .2(B)
EN 1990. Пролет AB
Выражение/ Приложение воздействий и частные Примечания
условие коэффициенты
6.10
(Неблагоприят¬
ный пролет AB)
(33.75)
Y0Qt
C=
I C
= 1,35x25 = 33.75
(48.75)
И ,5x10 = 15
1
6.10 I25'
(Благоприятный
пролет AB) Jt-.
А
(40)
Y0O* = 1,5x10 = 15
Yojnfiitjni = 1.00 X 25 - 25
(25)
1
D
Таблица 3.4. Применение выражений 6.10а, 6.10Ь и таблицы
Al .2(B) EN 1990. Пролет BC
Выражение/ Приложение воздействий и частные Примечания
условие коэффициенты
6.10а (33.75) (44.25) (33.75) = 0,7 ДЛЯ
(Неблагоприят- YoyoQt=1.5x0,7x10 = 10,5 офисных зон
ный пролет ВС) I All- 1 (табл. А1.1
А в I с D EN 1990)
Y0wGtw= 1,35x25 = 33,75
6.10а
(Благоприятный
пролет ВС)
(35.5) (25) (35.5)
YoVoQt= 1.5x0,7X 10= YoVoQt= 1,5x0,7 х 10 =
= 10,5 =10,5
YCjnfikJnt ~ 1,00 X 25 - 25
Ч/0 = 0,7 для
офисных зон
(табл. А1.1
EN 1990)
49
Часть 1. EN 1991 -1 -1: Еврокод 1: Часть 1.1: Удельный и собственный вес
Таблица 3.4. Применение выражений 6.10а, 6.10Ь и таблицы
А1.2(В) EN 1990. Пролет BC (окончание)
Выражение/ Приложение воздействий и частные Примечания
условие коэффициенты
6.10b
(Неблагоприят¬
ный пролет ВС)
(28.69) (43.69) (28.69)
Y0O*= 1,5x10 = 15
ж Ж 1 Ж Ж
А В у C D
ŚY0«Aw = 0.85 X 1.35 X 25 = 28,69
См. прим. 2 К
табл. Al.2(B)
EN 1990
б.ЮЬ (36.25) (21.25) (36.25) См. прим. 2 К
(Благоприятный YcA= 1.5x10= 15 YqO*= 1.5x10= 15 табл. Al .2(B)
пролет ВС) I' ^ ^ I=N 1990
A B^C D
Sy0.*Aw = 0.85 X 1.00 X 25 = 21.25
Таблица 3.5. Применение выражений 6.10а, 6.10b и таблицы
Al.2(B) EN 1990. ПролетAB
Выражение/ Приложение воздействий и частные Примечания
условие коэффициенты
6.10а
(Неблагоприят¬
ный пролет AB)
(44.25) (33.75) (44.25)
YoViA = 1.5 X 0,7 X 10 = YoViA = 1.5 х 0.7 х 10 =
= 10,5 = 10,5
I 1 i * 1
А В I C О
Yc.sup^*äjp = ^ х 25 = 33,75
ц/0 = 0,7 для
офисных зон
(табл. А1.1
EN 1990)
6.10а
(Благоприятный
пролет AB) £
А
(25) (35.5) (25)
Y0ViA = 1.5 X 0,7 X 10 = 10,5
-Ж i ж ж
BfC D
Yo.«Ал/ = 1.00 X 25 = 25
Ц>о = 0,7 для
офисных зон
(табл. А1.1
EN 1990)
б.ЮЬ
(Неблагоприят¬
ный пролет AB)
(43.69) (28.69) (43.69)
Y0Q*= 1.5x10= 15 Y0Q, = 1.5x10 = 15
I 1 ' 1
Ж Ж 1 Z ж
A Bfc D
SYo.wG.jw = 0.85 *1.35x25 = 28,69
См. прим. 2 К
табл. Al.2(B)
EN 1990
б.ЮЬ
(Благоприятный
пролет AB)
(21.25) (36.25) (21.25)
Y0O, = 1,5x10 = 15
SY0lrtG*^= 0,85 X 1,00 X 25 = 21,25
См. прим. 2 К
табл. Al.2(B)
EN 1990
Заключение по примеру 3.3
Различные способы приложения воздействий в данном примере показы¬
вают, что выражение 6.10b при использовании с неблагоприятными коэф¬
фициентами дает максимальный изгибающий момент в пролетах BC и AB.
Однако из вышеприведенных значений не ясно, какое из выраже¬
ний - 6.10а или б.ЮЬ - создаст более тяжелые условия приложения воз¬
действий для изгибающего момента на опорах. Необходимо расчетным
путем удостовериться в реальных значениях изгибающих моментов при
каждом варианте приложения воздействий.
50
Глава 4
Удельный вес
строительных
и складируемых
материалов
Глава посвящена удельному весу строительных и складируемых мате¬
риалов, согласно EN 1991-1-1: Еврокод 1 - Воздействия на сооружения:
Часть 1.1: Основные воздействия - Удельный вес, собственный вес и вре¬
менные нагрузки на здания. Материал этой части соответствует следующим
статьям стандарта:
• Общие положения Статья 4.1: 1991-1-1
4.1. Общие положения
По возможности в расчетах следует использовать характеристические зна- ст. 4.1 .(1): 1991-1-1
чения удельного веса строительных и складируемых материалов. Если ха¬
рактеристические значения отсутствуют, в качестве них надлежит исполь¬
зовать средние значения. В приложении A EN 1991-1-1 (см. главу 7 EN
1991-1-1 части Руководства) приведены средние значения удельного веса.
Следует отметить, что если приведен диапазон значений, в EN 1991-1-1 по¬
казывается, что среднее значение будет сильно зависеть от происхождения
материала, изменений влажности и т. п. Такие значения нужно выделять и
применять сообразно каждому конкретному проекту и расчетной ситуации
(см. главу 3 части EN 1991-1-1 настоящего Руководства).
Для материалов (например, новых и инновационных материалов), кото¬
рые не включены в таблицы приложения А, характеристические значения
Часть 1. EN 1991 -1 -1: Еврокод 1: Часть 1.1: Удельный и собственный вес
удельного веса следует определять согласно ст. 4.1.2 EN 1990 и согласовы¬
вать для каждого отдельного проекта.
ст. 4.1.(2): 1991-1-1 Полная информация приводится в EN 1990 и соответствующем Руко¬
водстве6.
сг. 4.1.(3): 1991-1-1 В разделах 2.1 и 3.2 части EN 1991-1-1 данного Руководства объясня¬
ет. 4.1.(3): 1991-1-1 ется, как обеспечить соответствие требованиям (ст. 4.1.(3): 1991-1-1) и
статьи 4.1.2 EN 1990.
ст. 4.1.(4): 1991-1-1 Для статьи 4.1.(4): 1991-1-1 комментарий не требуется.
52
Глава 5
Собственный вес
строительных
конструкций
Глава посвящена общим концепциям, касающимся собственного веса стро¬
ительных конструкций, согласно EN 1991-1-1: Еврокод 1 - Воздействия на
сооружения: Часть 1.1: Основные воздействия - Удельный вес, собственный
вес, временные нагрузки на здания. Материал этой части соответствует сле¬
дующим статьям стандарта:
• Задание воздействий Статья 5.1:1991-1-1
• Характеристические значения собственного Статья 5.2:1991-1-1
веса
5.1. Задание воздействий
Собственный вес строительных конструкций действует на сооружение ст. 5.1.(1): 1991-1-1
в течение всего его проектного срока службы без заметных изменений (см.
рис. 5.1). В большинстве случаев, особенно при расчете зданий, он может
быть представлен одним характеристическим значением и рассчитан на
основании номинальных размеров и характеристических значений удель¬
ного веса.
Собственный вес строительных конструкций включает:
• строительные конструкции (см. ниже примеры для бетона, кирпича и
камня, стали и древесины в разделе 5.2);
• неконструктивные элементы, см. ниже, которые могут включать стаци- ст. 5.1.(2): 1991-1-1
онарное инженерное оборудование.
Эффекты воздействий веса неконструктивных элементов могут изме¬
няться в течение срока службы при техническом обслуживании, ремонте
Часть I. EN 1991-1-1: Еврокод 1: Часть 1.1: Удельный и собственный вес
ст. 5.1.(3): 1991-1-
примечание к ст.
5.1.(3):1991-1-1
ст. 5.1.(4): 1991-1-
РИС. 5.1. Пример изменения постоянного и временного воздействий
в течение расчетного срока службы конструкции
и реконструкции. Эти изменения могут влиять на нагрузку и ее простран¬
ственное распределение. Во время выполнения расчетов необходимо знать
о будущих изменениях, но изменения пространственного распределения и
значения обычно неизвестны. Удаление таких компонентов не влияет на
общую несущую способность элемента или сооружения, но может изме¬
нить статическое равновесие в системе воздействие - конструкция.
1 В статье 5.1.(3) EN 1991-1-1 содержится перечень примеров неконструк¬
тивных элементов:
• кровля;
• отделка поверхностей и покрытия;
• перегородки, внутренняя отделка и облицовка;
• поручни, перила, парапеты и бордюры;
• наружная отделка и облицовка;
• подвесные потолки;
• термоизоляция;
• оборудование мостов;
• стационарное инженерное оборудование.
Бывают случаи, когда производителю приходится обращаться за кон¬
сультацией (например, о сейфах и другом промышленном оборудовании).
1 Статья 5.1.(4) EN 1991-1-1 содержит перечень примеров стационарного
инженерного оборудования:
• оборудование для лифтов и эскалаторов;
• оборудование для отопления, вентиляции и кондиционирования воз¬
духа;
• электрическое оборудование;
• трубы без их содержимого;
• кабельные каналы и проводка.
54
Глава 5. Собственный вес строительных конструкций
Нагрузки от некоторых типов неконструктивных элементов можно рас¬
сматривать как временные нагрузки (например, передвижные перегородки).
5.2. Характеристические значения
собственного веса
5.2.1. Общие положения
Характеристические значения собственного веса, размеров и удельного
веса определяются согласно 4.1.2 EN 1990.
Характеристические значения собственного веса конструкций и элемен¬
тов из различных материалов описаны ниже.
Железобетонные конструкции
Факторы, определяющие характеристические значения собственного веса
железобетонных конструкций или элементов, включают размеры попереч¬
ного сечения, характеристические значения удельного веса бетона, арма¬
туры, стальных деталей и т. д. Случайные отклонения вызваны главным
образом случайными изменениями размеров и удельного веса бетона. Соб¬
ственный вес железобетонных элементов является существенной частью
общей нагрузки на сооружение.
Каменные конструкции
Факторы, определяющие характеристические значения собственного веса
каменных конструкций или элементов, включают:
• размеры кирпичей и блоков;
• вспомогательные элементы (например, анкерные крепления стен);
• удельный вес кирпичей и блоков (зависит от полостей);
• свойства строительного раствора;
• способ кладки и толщину швов;
• глубину проникновения раствора в поры;
• влагосодержание.
Случайные отклонения связаны главным образом с первыми четырьмя
факторами. Собственный вес каменных элементов является существенной
частью общей нагрузки на сооружение.
Стальные конструкции
Факторы, определяющие характеристические значения собственного веса
стальных конструкций или элементов, включают вес отдельных частей и
деталей и вес соединительных деталей. Случайные отклонения вызваны
главным образом изменчивостью размеров (толщины материала). По срав¬
нению со случайными отклонениями конструкций из других материалов,
случайные отклонения собственного веса металлических конструкций
малы. Собственный вес стальных элементов часто составляет малую часть
общей нагрузки на сооружение.
Деревянные конструкции
Факторы, определяющие характеристические значения собственного веса
деревянных конструкций или элементов, включают:
• удельный вес древесины;
ст 5.1.(5): 1991-1-1
ст. 5.2.1 .(1 )Р:
1991-М
55
Часть 1. EN 1991-1-1: Еврокод 1: Часть 1.1: Удельный и собственный вес
ст. 5.2.1.(2):
1991-1-1
ст. 5.2.2.(1):
1991-1-1
ст. 5.2.2.(2)Р:
1991-1-1
ст. 5.2.3:1991-1-
• размеры деталей:
• вес соединительных элементов;
• вспомогательные элементы (например, вес металлических деталей);
• влагосодержание.
Случайные отклонения связаны главным образом с первыми двумя
факторами. Собственный вес деревянных элементов важен, поскольку де¬
ревянные конструкции часто создаются для того, чтобы нести относитель¬
но небольшие нагрузки.
При определении характеристических значений собственного веса все
требуемые номинальные размеры должны совпадать с указанными в чер¬
тежах.
5.2.2. Дополнительные положения для зданий
Собственный вес элементов промышленного изготовления (например, де¬
талей настила полов, элементов фасада, лифтов и другого оборудования
зданий) не приводится в EN1991-1-1, но стандарт рекомендует обращаться
за сведениями к соответствующему производителю.
Для определения эффекта собственного веса передвижных перегородок
следует использовать эквивалентную равномерно распределенную нагруз¬
ку, добавляемую к временной нагрузке. См. главу 6 части EN 1991-1-1 на¬
стоящего Руководства.
5.2.3. Дополнительные положения для мостов
Статьи настоящего раздела EN 1991-1-1 обсуждаются в Руководстве для
проектировщиков по EN1991-1-1 Воздействия на мосты8.
56
Глава 6
Временные нагрузки
на здания
Глава посвящена общим концепциям временных нагрузок на здания, со¬
гласно EN 1991-1-1: Еврокод 1 - Воздействия на сооружения: Часть 1.1: Ос¬
новные воздействия - дельный вес, собственный вес, временные нагрузки на
здания. Материал этой части соответствует следующим статьям стандарта:
6.1. Задание воздействий
Временные нагрузки на перекрытия или покрытия зданий вызываются
следующими факторами:
(1) Мебель и передвижные объекты (например, передвижные перегород¬
ки, складируемые предметы, оборудование, содержимое контейне¬
ров); эти нагрузки в определенных точках и моментах времени под¬
вержены мгновенным изменениям своих значений, в основном от из¬
менений количества людей, изменений использования оборудования
и т. п. Между этими изменениями нагрузка меняется очень медленно,
а значения изменений обычно малы (см. рис. 6.1(a)).
(2) Обычное заполнение здания людьми; такие нагрузки зачастую пе¬
риодические и присутствуют только сравнительно небольшую часть
времени, например для школьных помещений около V4 суток (см.
рис. 6.1(b)). В некоторых случаях нагрузки от людей могут также вы¬
зывать динамические эффекты, например танцевальные залы и спорт¬
залы для занятий аэробикой.
(3) Транспортные средства, включая промышленные, и вертолеты для не¬
которых покрытий.
• Задание воздействий
• Классификация нагрузок
• Характеристические значения временных
Статья 6.1:1991-1-1
Статья 6.2:1991-1-1
Статья 6.3:1991-1-1
нагрузок
Часть 1. EN 1991 -1 -1: Еврокод 1: Часть 1.1: Удельный и собственный вес
ст. 6.1.(1): 1991-1-1 (4) Предполагаемые редкие события, такие как скопление людей или
мебели, изменение местоположения или складирование предметов,
которые могут возникать при реорганизации или ремонте, или пере¬
мещение и складирование хранимых предметов. Такие ситуации име¬
ют место в короткий или умеренный отрезок времени, достаточно во
время расчетного срока службы учесть их в минимальных значениях
временной нагрузки, данных в EN 1991-1-1(см. рис. 6.1(c)).
Q
Время
(а) Нагрузки от мебели и тяжелого оборудования
О
(Ь) Нагрузки от людей е обычных ситуациях
_.JU
Время
О
Время
(с) Нагрузки в особых случаях
Рис. 6.1. Изменчивость во времени значения нагрузки О
Временная нагрузка на перекрытия может, в особых случаях, быть за¬
метно увеличена на короткий или умеренный отрезок времени. Примерами
таких ситуаций могут быть:
• собрания людей на различных мероприятиях, торжествах, вечеринках.
Во время подобных событий люди стремятся собираться группами;
• скопления людей во время чрезвычайных ситуаций, такие как во вход¬
ном вестибюле или в пожарном выходе.
Плотность и интенсивность распределения людей на перекрытии, как
показано на рис. 6.212, может иметь заметное влияние на временную на¬
грузку на перекрытие.
Временные нагрузки можно рассматривать как состоящие из двух раз¬
личных частей. Первая часть связана с обычными нагрузочными ситуа¬
циями, случающимися много раз в году, вызываемыми нагрузками, опи¬
сываемыми случаями на рис. 6.1(a) и (Ь). Вторая - связана с особыми на¬
грузочными ситуациями и вызывается нагрузками, описанными случаем
рис. 6.1(c), когда нагрузка может существенно увеличиваться. Обычную и
особую нагрузочные ситуации называют также длительной и кратковремен¬
ной нагрузками.
58
Глава 6. Временные нагрузки на здания
2 m
2.00 кЫ/т’
3.00 kN/m’
4.00 kN/m'
6.00 kN/rrr
5.00 kN/m1
7.00 kN/m:
Рис. 6.2. Значения нагрузки для различной плотности
скопления людей
Принципы моделирования временных нагрузок в EN1991-1-1 заложены
в Отчете 116 CIB (Международный совет по исследованиям в строитель¬
стве и строительной документации. - Прим, ред.у3. Временные нагрузки
в EN 1991-1-1 моделируются равномерно распределенными нагрузками
(для определения общих эффектов для перекрытий и покрытий) или со¬
средоточенными нагрузками (для определения местных эффектов), или
комбинациями таких нагрузок.
59
Часть 1. EN 1991 -1 -1: Еврокод 1: Часть 1.1: Удельный и собственный вес
ст. 6.1.(3): 1991-1-1 Значения временных нагрузок на перекрытия и покрытия зданий зави¬
сят от эксплуатационного назначения перекрытия или покрытия и катего¬
рированы в EN 1991-1-1.
Определено десять основных категорий А, В, C1 D1 Е, F, G1 Н, I, К:
• Категория А: Жилые помещения
• Категория В: Офисные помещения
• Категория С: Помещения, где собираются люди (за исключением зон,
определенных категориями А, В и D)
• Категория D: Торговые помещения
• Категория El: Площади, доступные для накопления товаров, включая
зоны доступа
• Категория Е2: Промышленные помещения
• Категория F: Транспортные и парковочные площади для легковых авто¬
машин (< 30 кН общего веса и < 8 мест, не считая водителя)
• Категория G: Транспортные и парковочные площади для автомашин
среднего класса (общим весом >30 кН, £ 160 кН, на двух осях)
• Категория Н: Покрытия, доступные только для обслуживания и ремонта
• Категория I: Покрытия, доступные для загружения по категориям A-D
• Категория К: Покрытия, доступные для специальных средств, такие как
посадочные площадки для вертолетов.
ст. 6.1.(4): 1991-1-1 Значения нагрузок от тяжелого оборудования (например, обществен¬
ные кухни, радиологические кабинеты и т. п.) не приводятся в EN 1991-1-1,
проектировщику рекомендуется согласовать их с заказчиком и/или соот¬
ветствующими надзорными органами. Тяжелое оборудование, проходящее
по Категории Е2 в EN 1991-1-1, и рекомендации по значениям нагрузок
для тяжелого оборудования даны в разделе 6.3.2 и табл. 6.6 настоящего Ру¬
ководства.
2):
-1
6.2. Классификация нагрузок
6.2.1. Перекрытия, балки и покрытия
ст. 6.2.1.(1)Р: для расчета элемента перекрытия в одном этаже или покрытия здания
1991-1-1 временную нагрузку следует учитывать как свободное воздействие, при¬
ложенное в наиболее неблагоприятном месте зоны влияния эффектов рас¬
сматриваемого воздействия. См. рис. 6.3.
(Ь) Упрощенная из 1991-1-1
60
Рис. 6.3. Изгибающий момент в центре пролета конструкции перекры¬
тия (стрелкой показан рассчитываемый элемент)
Глава 6. Временные нагрузки на здания
Если эффекты воздействий на элемент от других этажей считаются зна¬
чимыми, они могут быть приняты как фиксированные воздействия и рас¬
пределены равномерно (см. рис. 6.3(b)). Также применяется и более стро¬
гая схема нагрузок - «шахматная» (см. рис. 6.3(a)). См. также примеры 3.2
и 3.3 в данной части Руководства.
Кроме того, для обеспечения минимальной локальной прочности эле¬
мента перекрытия следует выполнить его отдельную проверку на действие
сосредоточенной нагрузки. Сосредоточенная нагрузка не должна сочетать¬
ся с равномерно распределенными нагрузками или другими временными
воздействиями, если не указано иное.
Временные нагрузки на соответствующий элемент (например, балку)
могут быть понижены в зависимости от размеров грузовой площади путем
введения понижающего коэффициента Ort. Значения коэффициента и ус¬
ловия его применения см. в ст. 6.3.1.2(10).
6.2.2. Колонны и стены
При расчете вертикальных элементов (например, колонн или стен), загру¬
женных нагрузками от нескольких этажей, полные временные нагрузки
на перекрытия каждого этажа, согласно EN 1991-1-1, следует принимать
равномерно распределенными. Расчет, тем не менее, должен учитывать
случай, когда перекрытие через пролет не нагружено временным воздей¬
ствием, в результате чего могут возникнуть растягивающие напряжения
в одной из граней колонны и/или дополнительное сжатие в другой грани.
Полные временные нагрузки на вертикальный элемент от нескольких
этажей могут быть снижены введением коэффициента а„. Значения коэф¬
фициента и условия его применения см. в ст. 6.3.1.2(10).
6.3. Характеристические значения
временных нагрузок
6.3.1. Жилые, общественные, торговые
и административные помещения
6.3.1.1. Категории
Помещения в жилых, общественных, торговых и административных зда¬
ниях разделены на категории:
• А: жилые помещения;
• В: офисные помещения;
• С: помещения, где собираются люди (за исключением зон, определен¬
ных категориями А, В и D);
• D: торговые помещения.
См. табл. 6.1, являющуюся примером стиля табл. 6.1 EN 1991-1-1.
Таблица 6.1. Пример стиля таблицы 6.1 EN 1991-1-1
Категория Назначение Пример
A-
B-
C-
ст. 6.2.1.(2):
1991-1-1
ст. 6.2.1.(3)Р:
1991-1-1
ст. 6.2.1.(4):
1991-1-1
ст. 6.2.2.(1):
1991-1-1
ст. 6.2.2.(2):
1991-1-1
ст. 6.3.1.1.(I)P:
1991-1-1
61
Часть 1. EN 1991-1-1: Еврокод 1: Часть 1.1: Удельный и собственный вес
Таблица 6.1. Пример стиля таблицы 6.1 EN 1991-1-1 (окончание)
Категория Назначение Пример
D Торговые помещения D1: помещения магазинов розничной
торговли
D2: помещения универсальных магазинов
Табл. 6.1
ист. 6.3.1.1.(1)
Р: 1991-1-1
Прим. 2 к табл. 6.1
ст. 6.3.1.1(1 )Р:
1991-1-1
Прим. 2 к табл. 6.1
ст. 6.3.1.1(I)P:
1991-1-1
В табл. 6.1 категории ChD разделены на подкатегории, отражающие
специфику назначения помещений:
(1) Для категории С:
• Cl: помещения со столами, например рестораны;
• С2: помещения с закрепленными сиденьями, например церкви, те¬
атры и лектории;
• СЗ: области беспрепятственного перемещения людей, такие как му¬
зеи;
• С4: например, гимнастические залы;
• С5: помещения с большим скоплением людей, такие как концерт¬
ные залы и трибуны.
(2) Для категории D:
• Dl: помещения магазинов розничной торговли;
• D2: помещения универсальных магазинов.
Подкатегории С1-С4 в зависимости от предполагаемого назначения
могут относиться к категоририи С5 (то есть помещения с большим скопле¬
нием людей). Это учитывает, что помещения С1-С4 в течение расчетного
срока службы могут быть доступны для большого скопления людей.
В Национальном приложении можно дополнительно вводить подкате¬
гории для категорий А, В, С1-С5, DIh D2. Ссылка при этом делается на
соответствующее Национальное приложение. В частности, в Соединен¬
ном Королевстве следует помнить, что в Национальном приложении, раз¬
работанном BSI1 дается подробное строгое подразделение всех категорий
A-D.
(1) Категория А разделена на семь подкатегорий:
• Al (все помещения типа квартир и жилых отсеков (жилая единица,
занимаемая одной семьей, или модульный студенческий номер с за¬
пирающейся дверью, содержащий не более шести спален и внутрен¬
ний коридор). Общественные помещения (включая кухни) в квар¬
тирных блоках с ограничением доступа. Общественные помещения
в других квартирных блоках, см. А5, А6 и СЗ);
• А2 (спальни и общие спальни, кроме находящихся жилых единицах
на одну семью, гостиницах и мотелях);
• A3 (спальни в гостиницах и мотелях, больничные палаты, туалет¬
ные комнаты);
• A4 (бильярдные);
• А5 (балконы в жилых помещениях на одну семью, общественных
блоках квартир с ограниченным доступом);
• А6 (балконы на турбазах, в клубах, пансионатах и общественных
блоках квартир);
• А7 (балконы в гостиницах и мотелях).
62
Глава 6. Временные нагрузки на здания
(2) Категория В разделена на две подкатегории:
• Bl (обычные офисные помещения);
• В2 (на первом этаже здания или ниже).
(3) Категория Cl (помещения со столами) поделена на три подкатегории:
• Cll (общественные, ведомственные и коммунальные столовые и
комнаты отдыха, кафе и рестораны);
• Cl2 (читальные залы без книгохранилищ);
• С13 (классные помещения).
(4) Категория С2 (помещения с закрепленными сиденьями) поделена на
две подкатегории:
• С21 (залы собраний с закрепленными сиденьями);
• С22 (места богослужения).
(5) Категория СЗ (помещения с беспрепятственным перемещением лю¬
дей) поделена на девять подкатегорий:
• С31 (коридоры, проходы в зданиях промышленного типа, где не до¬
пускается скопления людей или проезда колесных транспортных
средств, в общежитиях, на турбазах, в клубах и общественных по¬
мещениях квартирных блоков);
• С32 (лестницы и лестничные площадки в зданиях промышленного
типа, где не допускается скопления людей или проезда колесных
транспортных средств, в общежитиях, на турбазах, в клубах и обще¬
ственных помещениях квартирных блоков);
• СЗЗ (коридоры, проходы в зданиях, не входящих в С31 и С32, вклю¬
чая гостиницы, мотели и ведомственные здания, где возможно ско¬
пление людей);
• С34 (коридоры, проходы в зданиях, не входящих в С31 и С32, вклю¬
чая гостиницы, мотели и ведомственные здания, где возможно дви¬
жение колесных средств, включая тележки и вагонетки);
• С35 (лестницы и лестничные площадки в зданиях, не входящих в
С31 и С32, включая гостиницы, мотели и ведомственные здания, где
возможно скопление людей);
• С36 (перекидные мостики - легкие, проход одного человека, шири¬
на около 600 мм);
• С37 (перекидные мостики - общего назначения, обычный двусто¬
ронний пешеходный поток);
• С38 (перекидные мостики для тяжелых условий - плотный пеше¬
ходный поток, включая путь эвакуации);
• С39 (музейные помещения и художественные галереи для выста¬
вочной деятельности).
(6) Категория С4 (помещения, где возможна физическая активность) по¬
делена на две подкатегории:
• С41 (танцевальные залы и студии, гимнастические залы, театраль¬
ные сцены);
• С42 (манежи и залы для строевой подготовки).
(7) Категория С5 (помещения, где возможно большое скопление людей)
поделена на две подкатегории:
63
Часть 1. EN 1991 -1 -1: Еврокод 1: Часть 1.1: Удельный и собственный вес
Брит. прил.
KEN 1991-1-1:
табл. 6.1 (BS)
ст. 6.3.1.1(2)Р:
1991-1-1
ст. 6.3.1.2(1)Р:
1991-1-1
• С51 (залы собраний без закрепленных сидений, концертные залы,
бары и места богослужения):
• С52 (трибуны в местах собраний).
(8) Категория D в британском национальном приложении аналогична EN
1991-1-1.
Деление на подкатегории аналогично части I BS 6399й. Необходимость
такого мелкого разделения является спорной и приводится здесь в инфор¬
мационных целях.
Рекомендации по ситуациям, в которых необходимо учитывать дина¬
мические эффекты, вызванные людьми в здании, см. в разделе 2.2 данного
Руководства.
(В Национальном приложении РФ также предполагается ввести под¬
категории к категориям А и C в соответствии с классификацией, принятой
в СНиП «Нагрузки и воздействия». - Прим, ред.)
6.3.1.2. Значения воздействий
Для каждой категории помещений, приведенной в табл. 6 EN 1991-1-1 и
описанной в разделе 6.3.1.1 настоящей части Руководства, табл. 6.1 EN
1991-1-1, указываются характеристические значения <7* (равномерно рас¬
пределенных нагрузок) и Qjl (сосредоточенных нагрузок), которые, будучи
подтвержденными или модифицированными в Национальном приложе¬
нии, должны применяться при расчете элементов конструкций для соот¬
ветствующих категорий.
В табл. 6.2 EN 1991-1-1 по каждой категории дается диапазон значений
<7* и Qj,. Значение, которое следует использовать, устанавливается в каждой
стране в Национальном приложении. Рекомендуемые EN 1991-1-1 в преде¬
лах диапазона значения подчеркнуты. Таблица 6.2 данного Руководства
представляет собой пример стиля табл. 6.2 EN 1991-1-1. Обозначения <7* и
(^служат для разных применений. <7* определяет общие эффекты, a Qjt-
локальные. Национальное приложение может определять иные условия
применения этой таблицы. В частности, см. британское Национальное при¬
ложение BSI15.
Значения в табл. 6.2 EN 1991-1-1 следует рассматривать как минималь¬
ные, при необходимости при проведении расчетов qk и Qit следует увели¬
чить. Это может применяться для лестниц, используемых для эвакуации,
где в зависимости от количества людей в здании в экстренных случаях (на¬
пример, пожарная тревога) имеется вероятность скопления людей.
Таблица 6.2. Пример стиля таблицы 6.2 EN 1991-1-1 Временные
нагрузки на перекрытия, балконы и лестницы зданий
Категории загружаемых помещений
qk [кН/м2]
CU* Н]
Категория А
Категория В
Категория C
Категория D
• D1
4,0-5,0
3,5-7,0 (4,0)
• D2
4,0-5,0
3,5-7,0
Примечание: рекомендуемые значения выделены жирным шрифтом.
64
Глава 6. Временные нагрузки на здания
Балконы также могут нести большие нагрузки, например при обще¬
ственных собраниях, наблюдении уличных шествий, когда обычным явля¬
ется скопление людей.
При проверке локальных эффектов должна использоваться сосредото¬
ченная нагрузка 0*изтабл. 6.2 EN 1991-1-1.
Сосредоточенные нагрузки следует рассматривать приложенными в
точке элемента, где создаются наибольший момент, сдвиг или деформация.
Сосредоточенные нагрузки следует считать приложенными к отдельным
элементам и действующими на них, если не очевидно, что имеется их над¬
лежащее взаимодействие, чтобы утверждать, что нагрузка может быть рас¬
пределенной или пространственной (например, железобетонная плита до¬
статочной толщины).
К статье 6.3.1.2(4): 1991-1-1 комментария не требуется.
При расчете локальных эффектов, таких как перфорирование и проби¬
вание отверстий, следует принять соответствующую сосредоточенную на-
грузку Qjt, действующую в точке приложения воздействия и за областью
приложения на перекрытии, балконе или лестнице. Если это невозможно
предвидеть, в примечании к ст. 6.3.1.2(5): 1991-1-1 и стандарту BS 6399:
часть Iм рекомендуется принимать квадратную площадку контакта со сто¬
роной 50 мм.
Для особых условий применения, например для транспортных нагру¬
зок и нагрузок от вертолетов, EN1991-1-1 дает специальные рекомендации
(см. разделы 6.3.2.4,6.3.3 и 6.3.4 настоящего Руководства).
К статье 6.3.1.2(6)Р: 1991-1-1комментария не требуется.
В соответствии с EN 1991-1-1 перекрытия, могущие иметь различное
применение, должны рассчитываться на наиболее неблагоприятную ка¬
тегорию нагружения, при которой создается наибольший эффект воздей¬
ствий (например, изгибающий момент, поперечная сила или перемещение)
в рассматриваемом элементе.
В EN 1991-1-1 передвижные перегородки рассматриваются как времен¬
ные воздействия. Если на перекрытии возможно распределение нагрузок в
поперечном направлении (например, бетонное перекрытие), собственный
вес передвижных перегородок считается равномерно распределенной на¬
грузкой Qb которую следует добавить к временным нагрузкам на перекры¬
тие, полученным из табл. 6.2 EN 1991-1-1. Значение зависит от собствен¬
ного веса перегородок. EN 1991-1-1 приводит значения для передвиж¬
ных перегородок с собственным весом:
• <1,0кН/м;
• < 2,0 кН/м;
• < 3,0 кН/м длины стены.
Например:
• для перегородки с собственным весом < 2,0 кН/п.м длины стены: —
= 0,8 кН/м2.
Значения для других значений собственного веса передвижных пере¬
городок даны в ст. 63.12(8): 1991-1-1.
При выборе собственного веса перегородки будет предусмотрительным
при расчете учесть все возможные изменения, которые могут произойти за
расчетный срок службы.
ст. 6.3.1.2(2):
1991-1-1
ст. 6.3.1.2(3):
1991-1-1
ст. 6.3.1.2(4):
1991-1-1
Примеч. к ст.
6.3.1.2(5):1991-1-1
ст. 6.3.1.2(5)Р:
1991-1-1
ст. 6.3.1.2(6)Р:
1991-1-1
ст. 6.3.1.2(7)Р:
1991-1-1
ст. 6.3.1.2(8):
1991-1-1
ст. 6.3.1.2(8):
1991-1-1
65
Часть 1. EN 1991-1-1: Еврокод 1: Часть 1.1: Удельный и собственный вес
ст. 6.3.1.2(9):
1991-1-1
ст. 6.3.1.2(10):
1991-1-1
При расчете более тяжелых перегородок (то есть > 3.0 кН/м длины сте¬
ны) следует учитывать:
• размещение и направление перегородок:
• конструктивную форму перекрытий.
Как описано в ст. 6.2.1 настоящего Руководства, временные нагрузки на
соответствующий элемент (например, балка, перекрытия и покрытия с воз¬
можностью доступа людей) можно понижать в соответствии с характером
помещения, используя коэффициент ал.
Этот коэффициент применим только к значениям для временных на¬
грузок в следующих таблицах EN 1991-1-1:
• табл. 6.2 и 6.10 для перекрытий (категории A-D);
• табл. 6.9 для покрытий с возможностью доступа людей (категория I).
Для определения коэффициента о.А для категорий A-D в примечании 1
к ст. 6.3.1.2(10): 1991-1-1 рекомендовано следующее выражение (6.1):
Ол_5¥( + ^1,0 (6.1 из EN 1991-1-1)
с ограничением для категорий C и D: аЛ £ 0,6,
где:
Vjf0 — коэффициент, определяемый согласно приложению Al таблицы Al
EN 1990,
A0 = Ю,0 м2,
А - грузовая площадь.
В примечании 2 к ст. 63.1-2(10): 1991-1-1 позволяется задавать альтер¬
нативный метод вычисления в Национальном приложении.
В Национальном приложении Соединенного Королевства выражение
(6.1) EN 1991-1-1 заменяется приводимым ниже выражением (выражение
NA.1 британского Приложения) для вычисления коэффициента Cla:
ст. 6.3.1.2(10):1991-1-1
Ola = 1,0-А/1000 >0,75 (выражениеNA.1 изUKNAкEN1991-1-1),
где А - грузовая площадь, м2.
Следует отметить, что в ст. NA 2.5 UKNAEN1991-1-1 утверждается, что
«нагрузки, которые определены специально на основе сведений о предполага¬
емом использовании сооружения, не подлежат понижению».
В табл. 6.3 показано сравнение значений аЛ в EN 1991-1-1 с британским
Национальным приложением.
Таблица 6.3. Сравнение значений адв EN 1991-1 -1
и в британском Национальном приложении
А (м2)
аА (EN 1991-1-1
при \|/„ = 0,7)
ад (EN 1991-1-1
при V0 = 1 >0)
си (BSI NA
KEN 1991-1-1)
40
0,75
0,96
0,96
80
0,63
0,84
0,92
120
0,59
0,80
0,88
160
0,56
0,78
0,84
240
0,54
0,76
0,76
66
Глава б. Временные нагрузки на здания
На рис. 6.4 представлено графическое сравнение а„для EN1991-1-1 (CEN)
с британским Национальным приложением (UK) и существующими практи¬
ками (то есть до внедрения Еврокодов), взятыми из сводов правил Франции
(FR), Германии (DE), Чешской Республики (CR) и Финляндии (FI).
Рис. 6.4. Сравнение значений ад
Как описано в ст. 6.2.2 настоящего Руководства проектировщиков, вре¬
менные нагрузки на колонны и стены могут быть понижены с помощью
коэффициента Otm Этот понижающий коэффициент On можно применять
только к значениям qk для временной нагрузки, приведенным в следующих
таблицах EN1991-1-1:
• табл. 6.2 для перекрытий (Категории A-D).
В примечании 1 к ст. 63.1.2(11): 1991-1-1 для определения коэффици¬
ента а„, в случаях когда полные временные нагрузки могут быть умножены
на коэффициент Otm рекомендуется выражение (6.2):
2 + (п - 2)\|/0
а*- (выражение 6.2 EN 1991-1-1),
где:
п количество этажей (> 2) над рассчитываемыми конструктивными эле¬
ментами из той же категории;
V0 коэффициент, определяемый согласно приложению Al таблицы Al EN
1990.
В примечании 2 к ст. 6.3.12(11): 1991-1-1 разрешается задавать альтер¬
нативный метод вычисления в Национальном приложении.
Национальное приложение Соединенного Королевства заменяет выра¬
жение (6.2) EN 1991-1-1 приводимым ниже выражением (выражение NA.2
британского Приложения) для вычисления коэффициента Otn.
Ctn= 1,1-п/10 для I^n<5
Ctn = 0,6 для 5 < п < 10 (выражение NA.2 из UK NA),
0^ = 0,5 для« >10
где п - количество этажей с нагрузками, подлежащими снижению.
Прим,
к ст. 6.3.1.2(11):
1991-1-1
ст. NA 2.6 UK NA
к 1991-1-1
67
Часть 1. EN 1991-1-1: Еврокод 1: Часть 1.1: Удельный и собственный вес
ст. NA 2.6 UK NA
к 1991-1-1
В ст. NA 2.6 UK NA EN 1991-1-1 утверждается, что «нагрузки, которые
определены специально на основе сведений о предполагаемом использовании
сооружения, не подлежат понижению».
В табл. 6.4 показано сравнение между значениями cl„ EN 1991-1-1 и бри¬
танским Национальным приложением.
Таблица 6.4. Сравнение значений а„ в EN 1991-1-1 и британском
Национальном приложении
Число этажей, п
Ctn (EN 1991 -1-1); V = 0,7
ап (BSIIMAk EN 1991-1-1)
1
1
1
2
1
0,9
3
0.9
0,8
4
0,85
0,7
5
0,82
0,6
6
0.8
0,6
7
0,79
0,6
8
0,78
0,6
9
0,77
0,6
10
0,76
0,6
На рис. 6.5 представлено графическое сравнение Ctn для EN 1991-1-1
(CEN) с британским Национальным приложением (UK) и существующи¬
ми практиками (то есть до внедрения Еврокодов) для Франции (FR), Гер¬
мании (DE) и Чешской Республики (CR).
Рис. 6.5. Сравнение значений Ctn
В стандарте EN 1991-1-1 не приводится сведений о том, можно ли при¬
менять коэффициенты аЛ и Ctn одновременно. В британском Национальном
приложении даются следующие рекомендации:
• снижение нагрузки, основываемое на площади, применимо, если аЛ < Ctn;
• однако снижение, даваемое аА, не может быть использовано в сочетании
с определенным для Ctn.
68
Глава 6. Временные нагрузки на здания
Авторы рекомендуют:
Используйте о.л для снижения значений <7* при расчете балок, перекры¬
тий, покрытий и т. п. для соответствующей площади перекрытия.
Полные временные нагрузки от нескольких этажей можно снизить с по¬
мощью OLn. Однако значения временных нагрузок на перекрытия и т. п.
должны приниматься равными qk, без снижения с помощью CXl4.
(В Национальном приложении РФ рекомендуется использовать подхо¬
ды, приведенные в СНиП «Нагрузки и воздействия». - Прим, ред.)
6.3.2. Помещения для хранения и промышленного
производства
6.32.1. Категории
Складские помещения и помещения для промышленного производства,
согласно EN 1991-1-1, могут быть отнесены к двум категориям:
• категория El- помещения для накопления товаров, включая пропуск¬
ные пункты (например, помещения для хранения, включая книгохра¬
нилища и хранилища других документов);
• категория Е2 - помещения промышленного назначения.
Таблица 6.5. Категории складских помещений и помещений
промышленного назначения по британскому Национальному
приложению к EN 1991-1
Кате- Характер
гория использования Примеры (подкатегории)
Е1: помещения общего назначения для стацио¬
нарного оборудования, не описанного в других
пунктах (ведомственные и общественные
здания)
Е11: читальные залы с хранилищами книг, на¬
пример библиотеки
Е12: складские помещения, не описанные
в других пунктах
Е13: архивы, хранение и обработка документов
(офисы)
Е14: хранилища книг со стеллажами
Е15: склады бумаги для полиграфии и
канцтоваров
Е16: плотные передвижные стеллажи (книги)
на тележках, в общественных и ведомственных
зданиях
Е17: плотные передвижные стеллажи (книги) на
вагонетках в торговых складах
Е18: холодильное хранение
Е2 Помещения промыш¬
ленного назначения
Е1 Помещения для на¬
копления товаров,
включая пропускные
пункты
ст. 6.3.2.1 (1)Р:
1991-1-1
6.32.2. Значения воздействий
Для несущих площадей помещений по категориям El и Е2 EN 1991-1-1
дает характеристические значения Цъ (равномерно распределенная нагруз-
69
Часть 1. EN 1991 -1 -1: Еврокод 1: Часть 1.1: Удельный и собственный вес
ст. 6.3.2.2(1 )Р:
1991-1-1
Примеч.
к ст. 6.3.2.2(1 )Р:
1991-1-1
Табл.6.3:1991-1-
Табл. 6.4:1991-1-
ст. 6.3.2.2(1):
1991-1-1
ст. 6.1(4):1991-1
ст. 6.3.2.(2)Р:
1991-1-1
ка) и Qjt (сосредоточенная нагрузка). предназначено для определения
общих эффектов, a Qk — для локальных эффектов.
Для категории Е1в EN 1991-1-1 дается только одно значение, а именно
qk~ 7,5 кН/м2 и Qji= 7,0 кН. Больше никаких рекомендаций в EN 1991-1-1
нет.
Однако в EN 1991-1-1 говорится, что рекомендуемые значения qk и Qjt
в зависимости от характера использования здания могут быть при необхо¬
димости изменены в конкретном проекте или в Национальном приложе¬
нии (например, для хранения имеется ссылка на Приложение A EN 1991-
1-1). Также указано, что в Национальном приложении могут определяться
другие условия использования.
Британское Национальное приложение расширяет ограниченную ин¬
формацию, приведенную в EN 1991-1-1 по категориям El и Е2, данными
табл. 6.5 (воспроизведено из табл. 6.3 британского приложения к BS EN
1991-1-1).
В табл. 6.6а показывается представление временной нагрузки на пере¬
крытия от складируемых материалов по британскому Национальному
приложению. Другие значения см. в Британском приложении (табл. 6.4
Британского приложения к BS EN1991-1-1).
Таблица 6.6а. Временные нагрузки на перекрытия
от складируемых материалов согласно Британскому приложению
kEN 1991-1-1
Категория
q„ (кН/м2)
Ok(KH)
Е1
2.0
1.8
• Е11
-
-
• Е12
2,4 на каждый метр высоты складирования
7,0
• Е13
5,0
4,5
• Е14
-
-
• Е15
-
-
• Е16
-
-
• Е17
-
-
• Е18
5,0 на каждый метр высоты складирования, но не менее 15,0
9,0
В BS EN 1991-1-1: 2002,6.3.2.2 не указаны значения временных нагру¬
зок на перекрытия для помещений промышленного назначения (то есть
Категория Е2 BS EN 1991-1-1:2002, табл. 6.3).
1 Однако в BS EN 1991-1-1: 2002,6.1(4) указывается, что нагрузки от тя¬
желого оборудования (например, в общественных кухнях, радиологиче¬
ских кабинетах и котельных) должны согласовываться с заказчиком и/или
соответствующим органом надзора.
При отсутствии такого согласования для категории Е2 можно восполь¬
зоваться минимальными временными нагрузками, приведенными в табл.
6.6Ь, взятыми из стандарта BS PD 6688-116.
Для производственной деятельности характеристическое значение вре¬
менной нагрузки, принимаемое для расчета, должно быть максимальным,
учитывающим динамические эффекты (например, погрузчики, см. 6.3.2.3,
и другие транспортные средства, см. 6.3.2.4). Классификация нагрузки тре-
70
Глава б. Временные нагрузки на здания
Таблица 6.6Ь. Временные нагрузки на перекрытия
для промышленных помещений
Категория Пример использования
Е2 про- Общественные кухни, за исключе-
мышленное нием попадающих в класс А табл,
назначение NA.3
Операционные, рентгеновские
кабинеты, подсобные помещения
Цеха легкие, без хранения продук¬
ции и сырья
Кухни, прачечные, лаборатории
Помещения с главным ком¬
пьютером или аналогичным
оборудованием
Машинные залы с циркуляционньн
пространством
Кинематографические проекцион¬
ные залы
Заводы, мастерские и тому
подобные здания (основная
промышленность)
Литейные цеха
Мостки
Театральные подмости (то есть
конструкции для доступа к сцени¬
ческому оборудованию, занавесу
ит. п.)
Лестницы-стремянки
Як (кн/м2)
Qk(KH)
3,0
4,5
2,0
4,5
2,5
1,8
3,0
4,5
3,5
4,5
14,0
4,5
5,0
Определяется
для конкрет¬
ного проекта
5,0
4,5
20,0
Определяется
для конкрет¬
ного проекта
1,0 на 1 п.м в
центре
4,5 распреде¬
лена равно¬
мерно по
ширине
—
1,5 нагрузка
на ступеньку
бует создания наиболее неблагоприятных условий, допускаемых при экс¬
плуатации.
Для примечания кст. 6.3.2.(2)Р: 1991-1-1 рекомендаций не требуется.
При отсутствии данных в EN 1991-1-1 или в Национальном приложе¬
нии характеристические значения вертикальных нагрузок на складские
площади следует принимать из расчета плотности хранимых материалов,
которую, как правило, можно получить из Приложения A EN 1991-1-1, и
верхних проектных значений высоты складирования. Если хранимый ма¬
териал создает горизонтальные силы на стены и т. д. (например, в бунке¬
рах), горизонтальная сила должна быть определена в соответствии с EN
1991-4.
Расчет должен принимать во внимание стабилизирующий и дестабили¬
зирующий эффекты заполнения и опорожнения сооружения.
В качестве примера, описанного для категории Е17 в Национальном
приложении BSI к EN 1991-1-1 (см. табл. 6.6 настоящего Руководства), на¬
грузки для площадей хранения книг и других документов должны опреде-
Прим.
кст. 6.3.2.(2)Р:
1991-1-1
ст. 6.3.2.(3):
1991-1-1
ст. 6.3.2.(4):
1991-1-1
ст. 6.3.2.(5):
1991-1-1
71
Часть 1. EN 1991 -1 -1: Еврокод 1: Часть 1.1: Удельный и собственный вес
ст. 6.3.2.(6):
1991-1-1
ст. 6.3.2.(7):
1991-1-1
ст. 6.3.2.3(1):
1991-1-1
ст. 6.3.2.3(2):
1991-1-1
ст. 6.3.2.3(3):
1991-1-1
ст. 6.3.2.3(4):
1991-1-1
ляться, исходя из грузовой площади и высоты книжных шкафов, с исполь¬
зованием соответствующих значений удельного веса из Приложения A EN
1991-1-1 (ст. 632.(5): 1991-1-1).
Для ст. 632.(6): 1991-1-1 не требуется рекомендаций.
Воздействия от промышленных транспортных средств (например, по¬
грузчиков и транспортных средств) должны рассматриваться как сосре¬
доточенные нагрузки, как описывается ниже. Если промышленные транс¬
портные средства появляются одновременно с нагрузками для категорий,
указанных в табл. 6.2, 6.4 и 6.8 EN 1991-1-1 (см. табл. 6.2, ст. 6.3.2 и табл.
6.10 настоящего Руководства), должны использоваться только временные
распределенные нагрузки, указанные в табл. 6.2,6.4 и 6.8, вместе с сосредо¬
точенными нагрузками от погрузчиков (ст. 632.(7): 1991-1-1).
Таблица 6.7. Размеры погрузчиков по классам FL
Класс Вес Грузоподъем- Ширина оси Габаритная Габаритная
погрузчика
нетто, кН
ность, кН
а, м
ширина Ь, м
длина /, м
FL1
21
FL 2
31
FL 3
44
FL 4
60
40
1,20
1,40
4,00
FL 5
90
60
1,50
1,90
4,60
FL 6
110
6.3.2.3. Воздействия от погрузчиков
В EN 1991-1-1 описаны шесть классов погрузчиков, а именно FL I-FL 6,
в зависимости от их веса, габаритов и грузоподъемности. Таблица 6.7 дает
ограниченную форму табл. 6.5 EN 1991-1-1.
Статическая вертикальная осевая нагрузка Q* от погрузчика зависит от
класса погрузчика и получается из табл. 6.8, воспроизводящей табл. 6.6 EN
1991-1-1и приведенной ниже.
Для определения динамического характеристического значения воздей¬
ствия статическую вертикальную осевую нагрузку Qjt из табл. 6.8 (табл. 6.6
EN 1991-1-1) необходимо умножить на коэффициент динамичности ф, ис¬
пользуя выражение (6.3) EN 1991-1-1.
Qk,dyn= Ф(2*> (выражение 6.3 EN 1991-1-1)
где:
Qkjyn динамическое характеристическое значение воздействия;
Ф коэффициент динамичности;
Qk статическое характеристическое значение воздействия.
Обозначение ф для погрузчиков учитывает инерционные эффекты, вы¬
зываемые ускорением и торможением поднимаемого груза, и берется как
в EN 1991-1-1:
Ф = 1,40 для пневматических шин,
Ф “ 2,00 для сплошных шин.
Когда на этапе расчета тип шин неизвестен, принимается значение ф =
= 2,00.
72
Глава 6. Временные нагрузки на здания
Динамические нагрузки от погрузчиков весом нетто более 110 кН в EN
1991-1-1 рекомендуется определять более точным расчетом. Хорошим ис¬
точником был бы производитель подъемников.
Рекомендуется, чтобы точные характеристики конкретных подъемни¬
ков проверялись заказчиками или производителями, в случае когда они
отличаются от описанных в табл. 6.7.
Классификация нагрузок для вертикальной осевой нагрузки Qi и Qkjyn
от погрузчика должна соответствовать рис. 6.6 (воспроизведен по рис. 6.1
EN 1991-1-1). Все размеры на рисунке даны в метрах.
В ситуациях, когда необходимо учитывать горизонтальные нагрузки от
ускорения и торможения погрузчиков, в EN 1991-1-1 рекомендуется при¬
нимать их из табл. 6.8, повторяющей табл. 6.6 EN 1991-1-1, как 30% от вер¬
тикальной осевой нагрузки Qi.
Коэффициенты динамичности для горизонтальных нагрузок не приме¬
няются (примечание к ст. 6.3.2.3(7): 1991-1-1).
Таблица 6.8. Осевые нагрузки от погрузчиков
Класс погрузчика
Осевая нагрузка Qk [кН]
FL1
26
FL 2
40
FL 3
63
FL 4
90
FL 5
140
FL 6
170
&
Рис. 6.6. Габариты погрузчиков
ст. 6.3.2.3(5):
1991-1-1
ст. 6.3.2.3(6):
1991-1-1
ст. 6.3.2.3(7):
1991-1-1
73
Часть 1. EN 1991-1-1: Еврокод 1: Часть 1.1: Удельный и собственный вес
ст. 6.3.2.4(1):
1991-М
ст. 6.3.2.4(2):
1991-1-1
ст. 6.3.2.4(3):
1991-1-1
ст. 6.3.2.4(1):
1991-1-1
прим.
кет. 6.3.2.4(1):
1991-1-1
ст. 6.3.2.5(1):
1991-1-1
ст. 6.3.2.5(2):
1991-1-1
ст. 6.3.3.1(1):
1991-1-1
6.3.24. Воздействия от транспортных средств
В EN 1991-1-1 дается только общая информация о воздействиях, вызван¬
ных транспортными средствами, эти воздействия рассмотрены ниже.
Воздействия от транспортных средств, которые движутся по перекры¬
тиям свободно или по рельсам, следует определять как схему колесных на¬
грузок.
Статические значения вертикальных колесных нагрузок надлежит за¬
давать как постоянный собственный вес и полезные нагрузки. Следует ис¬
пользовать их спектр для определения коэффициентов сочетаний и уста¬
лостных (циклических) нагрузок.
Вертикальные и горизонтальные колесные нагрузки следует определять
в каждом отдельном случае.
Расположение нагрузок, включая соответствующие геометрические раз¬
меры, в расчете надлежит определять в каждом отдельном случае.
Где это возможно, допускается использовать соответствующие модели
нагружения, приведенные в EN 1991-2. При отсутствии какой-либо инфор¬
мации рекомендуется принимать сведения о площади контакта для опреде¬
ления нагрузки от производителей техники или ее нанимателей.
6.3.2.5. Воздействия от специальных устройств
технического обслуживания
В EN 1991-1-1 дается только общая информация о воздействиях, вызван¬
ных специальными устройствами технического обслуживания.
Специальные устройства технического обслуживания можно моделиро¬
вать как нагрузки от транспортных средств, как разъяснено в разделе 6.3.2.4.
Как и для транспортных средств, расположение нагрузок, включая со¬
ответствующие геометрические размеры, в расчете следует определять в
каждом отдельном случае.
6.3.3. гаражи и площади проезда автомашин
(кроме мостов)
6.3.3.1. Категории
Площади проезда автомашин и парковок в зданиях требуется подразделять
на две категории в соответствии доступом к ним транспортных средств, как
показано в табл. 6.9 (воспроизведена по табл. 6.7 EN 1991-1-1).
Таблица 6.9. Площади проезда и парковки в зданиях
Категории площадей
для автомашин Назначение Примеры
F
G
Площади проезда и пар- Гаражи; площади парков-
ковки для легковых автома- ки, залы парковки
шин (общий вес автомоби¬
ля < 30 кН и < 8 посадочных
мест, кроме водителя)
Площади проезда и
парковки для автомашин
среднего класса (>30 кН,
общий вес автомашины
< 160 кН, 2 оси)
Подъездные пути; зоны
доставки; площади, до¬
ступные для пожарных
автомашин (общий вес
автомашины < 160 кН)
74
Глава 6. Временные нагрузки на здания
Доступ в помещения, запроектированные для категории F1 должен быть
ограничен физическими средствами, встроенными в сооружение (приме¬
чание 1 таблицы 6.7 EN 1991-1-1).
Помещения, запроектированные для категорий F или G, должны быть
оснащены соответствующими предупредительными знаками (примеча¬
ние 2 таблицы 6.7 EN 1991-1-1).
6.532. Значения воздействий
Модели нагрузки, которые следует использовать:
• одноосная модель нагружения с сосредоточенной нагрузкой Qk и раз¬
мерами, принимаемыми по рис. 6.7 (рис. 6.2 EN 1991-1-1), и
• равномерно распределенная нагрузка q*.
Рекомендуемые характеристические значения qk и Qk приведены
в табл. 6.10 (табл. 6.8 EN 1991-1-1), где qk и Qk - национально определяе¬
мые параметры.
а
1,80
Рис. 6.7. Размеры осевой нагрузки (для категории F1 а = 100 мм,
для категории Ga-*- 200 мм (см. табл. 6.10) (примечание к табл. 6.7
EN1991-1-1)
Таблица 6.10. Временные нагрузки на гаражи и площади
проезда автомашин
Категории площадей для автомашин
qk [кН/м2]
Ok [кН]
Категория F
Общий вес автомашины: ^ 30 кН
Qk
Он
Категория G
30 кН < общий вес автомашины < 160 кН
5,0
Qk
ПРИМЕЧАНИЕ 1: для категории F qk может быть выбрано в пределах 1,5-2,5 кН/м2 и Qk
может быть выбрано в пределах 10-20 кН.
ПРИМЕЧАНИЕ 2: для категории G Qk может быть выбрано в пределах 40-90 кН.
ПРИМЕЧАНИЕ 3: если область значений приведена в примечаниях 1 и 2, значение допуска¬
ется устанавливать в Национальном приложении.
Рекомендуемые значения выделены полужирным шрифтом.
Согласно EN 1991-1-1, значение qk предназначено для определения об¬
щих воздействий, а значение Qk - для местных воздействий.
В EN1991 -1 -1 не дается указаний о том, должны ли <7* и Qjt учитываться од¬
новременно или нет. Однако в EN 1991-1-1 указано, что Национальное при¬
ложение может устанавливать различные условия применения этой таблицы.
Рис. 6.21991-М
табл. 6.8
ист. 6.3.3.2(1):
1991-1-1
прим, к ст.
6.3.2.5(1): 1991-1-1
прим,
к ст. 6.3.2.5(1):
1991-1-1
75
Часть 1. EN 1991 -1 -1: Еврокод 1: Часть 1.1: Удельный и собственный вес
ст. 6.3.3.2(2):
1991-1-1
Табл. 3.4
ист. 6.3.3.2(2):
1991-1-1
ст. NA2.9: и табл.
NAß 1991-1-1
ст. 6.3.4.1(1 )Р:
1991-1-1
ст. 6.3.4.1(2):
ист. 6.3.4.1(3):
1991-1-1
табл. 6.101991
ст. 6.3.4.2(1):
1991-1-1
Осевая нагрузка должна прикладываться, как показано на рис. 6.7, в ме¬
стах, обеспечивающих самые неблагоприятные эффекты воздействия.
В британском Национальном приложении BSI к EN 1991-1-1 выбраны
рекомендуемые значения qk, но отличные от рекомендуемых значения Qk
(ст. NA2.9: BSEN 1991-М) (табл. NA6: BSEN 1991-1-1-1).
В Национальном приложении BSI к EN 1991-1-1 требуется, чтобы qk и
Qft не прикладывались одновременно.
Согласно информации, приведенной в табл. 6.10 для категории F Qjt = от
10 до 20 кН, представляет сторону автомобиля, поднятого домкратом для
замены колеса. Для категории G значение 160 кН представляет пожарный
автомобиль.
6.3.4. Покрытия
6.3.4.1. Категории
Покрытия подразделяются на три категории доступа, как показано в
табл. 6.11 (на основе табл. 6.9 EN 1991-1-1).
По статье 6.3.4.1(2) дополнительной информации не требуется.
По статье 6.3.4.1(3) дополнительной информации не требуется.
Таблица 6.11. Категории покрытий
Категории
загружаемой
площади Назначение
H Покрытия, доступные только для нормального содержания,
технического обслуживания и ремонта (см. табл. 6.12)
I Покрытия, доступные в целях, относящихся к категориям A-G
(см. табл. 6.2, 6.6 и 6.10)
К Покрытия, доступные для специального использования, как, на-
пример, посадочные площадки для вертолетов (см. табл. 6.13)
6.3.4.2. Значения воздействий
Покрытия категории H
Для покрытий категории H (то есть покрытия, доступные только для нор¬
мального содержания, технического обслуживания и ремонта) минималь¬
ные характеристические значения qk и Qt даны в табл. 12. Эти нагрузки
относятся к проектируемой площади покрытия, подлежащей расчету
(ст. 6.3.4.2(1): 1991-1-1).
В таблице 6.12 qk и Q1 - национально определяемые параметры.
В EN1991-1-1, согласно примечанию 1 к табл. 6.10 EN 1991-1-1, для кате¬
гории H рекомендуется выбирать qk в диапазоне от 0,00 кН/м2 до 1,0 кН/м2,
a Q - в диапазоне от 0,9 кН до 1,5 кН.
Рекомендуемые значения этих национально определяемых параметров:
цк = 0,4кН/м2, Q*=1,0kH.
Согласно примечанию 2 к табл. 6.10 EN 1991-1-1, qk разрешается ва¬
рьировать в Национальном приложении в зависимости от уклона кровли.
Следует отметить, что это снижение нагрузки применимо только к qk. Сни¬
жение снеговых нагрузок на уклонные покрытия см. в части настоящего
Руководства, посвященной снеговым нагрузкам.
76
Глава 6. Временные нагрузки на здания
Согласно примечанию 3 к табл. 6.10 EN 1991-1-1, qk допускается прини¬
мать действующей на площади Л, которая может устанавливаться в Нацио¬
нальном приложении. Рекомендуемое значение для Л - 10 м2, при нулевом
значении на остальной площади кровли.
Таблица 6.12. Временные нагрузки
на покрытия категории H
Покрытия
Qk [кН/м2]
Ок[кН]
Категория H
Qk
Ok
В качестве примера национального выбора в Национальном приложе¬
нии Соединенного Королевства (CK)(BSI NA) определяются значения qk
и Qjl, отличающиеся от рекомендуемых в EN 1991-1-1 (как и в Националь¬
ном приложении РФ. - Прим. ред.). Кроме того, для покрытий с большим
уклоном в Национальном приложении CK значения равномерно распреде¬
ленной нагрузки, которые указаны равными qk =0,6 кН/м2 для покрытий
с уклоном до 30°, снижаются до qk = 0 для покрытий с уклоном более 60е.
Значение Qjt выбрано равным 0,9 кН. Является спорным, нужно ли сни¬
жать временные нагрузки с увеличением уклона покрытия, учитывая то,
что они и так вызваны снеговыми нагрузками (по нашему мнению, не нуж¬
но. - Прим. ред.).
Согласно примечанию 3 к табл. 6.10 EN 1991-1-1, в Национальном при¬
ложении BSI говорится, что в качестве А следует принимать полную пло¬
щадь покрытия (cm. NAJ2.10 BS EN1991-1-1:2002).
Минимальные значения, приведенные в табл. 6.12 (табл. 6.10 EN
1991-1-1), или значения, определенные Национальным приложением,
не учитывают неконтролируемого скопления строительных материалов,
которое может возникнуть при эксплуатации и ремонте (ст. 6.3.4.1(2):
1991-1-1). Подробная информация по таким нагрузкам может быть полу¬
чена в EN1991-1-6: Воздействия при производстве строительных работ и
описана в соответствующей части настоящего Руководства (примечание
кст. 63.4.1(2): 1991-1-1).
Покрытия - все категории
Чтобы гарантировать учет наихудшего варианта эффектов воздействий
при расчете покрытий, должны быть выполнены отдельные проверки для
сосредоточенной нагрузки Qi и равномерно распределенной нагрузки <7*,
действующих независимо.
Покрытия, кроме обшитых листовым металлом, следует рассчитывать
на сосредоточенную нагрузку 1,5 кН, действующую на квадратной пло¬
щадке со стороной 50 мм. Элементы покрытий с профилированной или
дискретно уложенной поверхностью следует рассчитывать таким образом,
чтобы сосредоточенная нагрузка Q* действовала на эффективную площадь,
обусловленную областью приложения нагрузки.
Покрытия категории К
Для покрытий категории К воздействия от вертолетов на посадочные пло¬
щадки следует определять по табл. 6.11 EN 1991-1-1, воспроизведенной
в табл. 6.13 Руководства. Коэффициенты, учитывающие динамические на¬
ст. NA.2.10 1991-1-1
ст. NA.2.10 1991-1-1
ст.6.3.4.1(2):
и прим.
кст.6.3.4.1(2):
1991-1-1
ст. 6.3.4.1 (3)Р:
1991-1-1
ст. 6.3.4.1(4):
1991-М
ст. 6.3.4.1(5):
1991-1-1
77
Часть 1. EN 1991-1-1: Еврокод 1: Часть 1.1: Удельный и собственный вес
ст. 6.3.4.1(6):
1991-1-1
табл. 6.101991-1-
ст. 6.3.4.1(7):
1991-1-1
ст. 6.3.4.1(8):
1991-1-1
табл. 6.121991-1
ст. 6.4.(1 )Р:
1991-1-1
табл. 6.12 1991-1
ст. 6.4.(2): 1991-1
грузки (см. ниже), должны применяться к характеристическим значениям
нагрузки, данным для двух классов вертолетов в табл. 6.13.
Коэффициент динамичности ср следует применять к характеристиче¬
ской взлетной нагрузке Qk для учета эффектов соударения. В EN 1991-1-1
рекомендуется <р = 1,40.
Таблица 6.13. Временные нагрузки на покрытия категории К
для вертолетов
Класс
Взлетная нагрузка Q
Взлетная
Размеры грузовой
вертолета
для вертолета
нагрузка Ok
площади (м2)
HC1
Q <20 кН
Ok = 20 кН
0,2 ж 0,2
НС2
20 кН< Q < 60 кН
Ok = 60 кН
0,3 X 0,3
Покрытия - общие рекомендации
1 Лестницы, мостки и проходы для доступа на покрытия принимаются на¬
груженными в соответствии с табл. 6.12 (таблица 6.10 EN 1991-1-1) или
соответствующей статьей Национального приложения для покрытий
с уклоном < 20е. Таким образом, учитывая значения, рекомендуемые в
табл. 6.12 EN 1991-1-1, эти значения составят:
qk - 0,4 кН/м2; Q*-1,0kH.
Для проходов, являющихся частью путей эвакуации, qk должно назна¬
чаться в соответствии с табл. 6.2 EN 1991-1-2 и настоящим Руководством.
Таким образом, для покрытия, занятого рестораном, рекомендуемое зна¬
чение по табл. 6.2 EN 1991-1-1 qk = 3,0 кН/м2. В EN 1991-1-1 не дается
рекомендуемых значений Qk для проходов, предназначенных для эваку¬
ации, для покрытий категории I. Представляется разумным пользоваться
значениями, рекомендованными в табл. 6.2.
Тем не менее для служебных проходов (например, доступ для обслужи¬
вания покрытия) в EN 1991-1-1 указано минимальное характеристическое
значение 1,5 кН.
Для расчета рам и покрытий смотровых люков (кроме остекления),
опорных стоек потолков и подобных конструкций в EN 1991-1-1 устанав¬
ливается следующее:
• при отсутствии доступа - нет временных нагрузок;
• при наличии доступа: нагрузка 0,25 кН/м2, распределенная по всей пло¬
щади или площади опирания, и сосредоточенная нагрузка 0,9 кН, рас¬
положенная так, чтобы вызвать максимальные напряжения в элементе,
на который она воздействует.
Горизонтальные нагрузки на парапеты и разделительные перегородки,
служащие барьерами
1 Характеристическое значение линейной нагрузки qk, действующей на вы¬
соте разделительной перегородки или парапета, но не выше, чем 1,20 м,
приведено в табл. 6.12. EN 1991-1-1. Из табл. 6.14 видно, что каждое значе¬
ние линейной нагрузки является национально определяемым параметром
и должно назначаться в соответствующем Национальном приложении.
•1 Как указание к табл. 6.14 (табл. 6.12 EN 1991-1-1), в EN 1991-1-1 на-
-1 поминается, что для помещений, допускающих существенное скопление
78
Глава 6. Временные нагрузки на здания
людей при массовых мероприятиях, например для спортивных стадионов,
трибун, сцен, залов собраний, совещаний, линейную нагрузку следует при¬
нимать по категории С5.
Подкатегории британского Национального приложения заданы для ка¬
тегорий А; В и Cl; С2-С4 и D; и из табл. 6.14 (табл. 6.12 EN 1991-1-1). См.
табл. 6.15 (табл. NA8 из BS EN 1991-1-1). В таблице частично представлена
информация, которую можно получить из BSEN 1991-1-1.
табл. 6.121991-1-1
табл. NA8 from
1991-1-1
er. NA.2.11
1991-1-1:2002
Таблица 6.14. Горизонтальные нагрузки на разделительные
перегородки и парапеты
Загружаемые помещения Qk [кН/м]
Категория А
Qk
Категории В и С1
Qk
Категории С2-С4 и D
Qk
Категория С5
Qk
Категория E
Qk
Категория F
См. приложение В
Категория G
См. приложение В
ПРИМЕЧАНИЕ 1: для категорий А, В и Cl qk может быть выбрано в пределах 0,2-1,0 (0,5).
ПРИМЕЧАНИЕ 2: для категорий С2-С4 и D qk может быть выбрано в пределах 0,8-1,0 кН/м.
ПРИМЕЧАНИЕ 3: для категории С5 q„ может быть выбрано в пределах 3,0-5,0 кН/м.
ПРИМЕЧАНИЕ 4: для категории E qk может быть выбрано в пределах 0,8-2,0 кН/м. Для
помещений категории E горизонтальные нагрузки зависят от количества людей. Поэтому
значение qk определяется как минимальное значение, которое нуждается в проверке по
фактическому заполнению помещения людьми.
ПРИМЕЧАНИЕ 5: когда в примечаниях 1.2, 3 и 4 задан диапазон значений, значение мо¬
жет быть установлено в Национальном приложении. Рекомендуемые значения выделены
полужирным щрифтом.
ПРИМЕЧАНИЕ 6: В Национальном приложении могут предписываться дополнительные
точки приложения нагрузки Qk и (или) спецификации ударного воздействия твердого или
мягкого тела для численной или экспериментальной проверки.
Таблица 6.15. Горизонтальные нагрузки на разделительные
перегородки и парапеты (по BS EN 1991 -1 -1)
Категория Под-
нагруженной кате-
площади гория Примеры qk, кН/м
А (включая (i)
подкатегории
табл. NA.2)
(И)
ВиС1(вклю- (iii)
чая подкате¬
гории табл.
NA.2)
(iv)
Все площади, исключительно исполь¬
зуемые для жилья, включая лестницы,
площадки и т. п., за исключением
внешних балконов и края покрытий
(см. (vii))
Жилые помещения, не попадающие
в подкатегорию (i)
Помещения, где не наблюдается чрез¬
мерного скопления людей, в офисах,
зданиях различных организаций, чи¬
тальные комнаты и классные комнаты,
включая лестницы
Рестораны и кафе
79
Часть 1. EN 1991-1-1: Еврокод 1: Часть 1.1: Удельный и собственный вес
Таблица 6.15. Горизонтальные нагрузки на разделительные
перегородки и парапеты (по BS EN 1991 -1 -1) (окончание)
Категория Под-
нагруженной кате-
площади гория Примеры Qkl кН/м
С2, СЗ, С4 и
(V)
D (включая
подкатегории
табл. NA.2)*
(vi)
(vii)
(viii)
С5 (включая
(ix)
подкатегории
табл. NA.2)
(X)
(xi)
E (включая
(xii)
подкатегории
табл. NA.4)
(xiii)
(xiv)
FnG
(XV)
(xvi)
Площади, имеющие закрепленные 1.5
сиденья внутри 530-мм барьера, ба¬
люстрады или парапета
Лестницы, площадки, балюстрады, 0.74
коридоры и пандусы
Внешние балконы и края покрытий 0.74
Пешеходные дорожки на прилегающей
к дому территории и соседствующие
с фундаментом и водостоком
Все помещения розничной торговли 1.5
Пешеходные дорожки или тротуары
шириной менее 3 м, соседствующие
с водостоками
Пешеходные дорожки или тротуары
шириной более 3 м, соседствующие
с водостоками
Театры, кинотеатры, дискотеки, бары,
аудитории, торговые пассажи, сбороч¬
ные участки, студии
Трибуны и стадионы См. Требования
соответству¬
ющего органа
сертификации
Промышленные и складские здания,
за исключением (xiii) и (xiv)
Легкие пешеходные проходы в про¬
мышленных и складских зданиях, кро¬
ме предназначенных для эвакуации
Легкие лесенки и мостики шириной
не более 600 мм
Пешеходные зоны в автопарках, вклю¬
чая лестницы, площадки, пандусы,
края внутренних перекрытий, дорож¬
ки, края покрытий
Горизонтальные нагрузки, вызывае¬
мые транспортными средствами
См. BS EN
1991-1-1:
2002, приложе¬
ние В
* Зоны вероятного большого скопления людей см. С5.
(В Национальном приложении РФ для каждой категории вводятся установленные ми¬
нимальные значения нагрузок, но дополнительных подкатегорий не устанавливается. -
Прим. ред.)
80
Глава 7
Приложение А
(справочное)
Таблицы номинального
удельного веса строительных
материалов, номинального
удельного веса и углов
естественного откоса
складируемых материалов
Приложение A EN 1991-1-1 - справочное приложение, в котором даются прил. А1991-1-1:
следующие таблицы номинального удельного веса строительных материа- 2002
лов, номинального веса и углов естественного откоса складируемых мате¬
риалов. Приложение А будет значить то, что убрано из стандарта BS 64817
BSI Соединенного Королевства.
(1) Таблица А.1 - Строительные материалы - бетон и строительный
раствор
(2) Таблица А.2 - Строительные материалы - кирпич
(3) Таблица А.З - Строительные материалы - древесина
(4) Таблица А.4 - Строительные материалы - металлы
(5) Таблица А.5 - Строительные материалы - другие материалы
(6) Таблица А.6 - Материалы для мостов
(7) Таблица AJ - Складируемые материалы - строительство
(8) Таблица А.8 - Складируемые материалы - сельское хозяйство
Часть 1. EN 1991 -1 -1: Еврокод 1: Часть 1.1: Удельный и собственный вес
(9) Таблица А.9 - Складируемые материалы - пищевые продукты
(10) Таблица А.10 - Складируемые материалы - жидкости
(11) Таблица А. 11 - Складируемые материалы - твердые виды топлива
(12) Таблица А.12 - Складируемые материалы - промышленные и обще¬
го характера
Для материалов, у которых собственный вес зависит от влагосодержа-
ния, принимается, что табличные данные включают допуск на это для нор¬
мальных условий работ, если не указано иное.
Для ряда материалов задаются способы пересчета сухого удельного веса
в вес на площадке, учитывающие потенциальное поглощение влаги.
Для некоторых материалов удельный вес имеет значительную измен¬
чивость в зависимости от источника происхождения материала; для них в
таблицах дается диапазон значений.
Значения удельного веса для наиболее распространенных строительных
материалов приведены втабл. 7.1 Руководства (по данным таблиц А.1-А.4).
табл. А. 11991-1-1
табл. А.31991-1-1
табл. А.41991-1-1
Таблица 7.1. Примеры номинального удельного веса некоторых
строительных материалов (табл. А. 1, A.3nA.4EN 1991-1-1)
Материалы
Удельный вес, у, кН/мэ
Бетон (см. EN 206)
Легкий
Класс удельного веса LC 1,0
9,0-10,0(1),(2)
Класс удельного веса LC 2,0
18,0-20,0(1),(2)
Нормальный
24,0(1),(2)
(1) Увеличить на через 1 кН/м3 при нормальном проценте армирования
и для преднапряженной стали
(2) Увеличить на 1 кН/м 3 для незатвердевшего бетона
Строительный раствор
Цементный раствор
19,0-23,0
Древесина (см. классы древесины по EN 338)
Класс прочности древесины С14
3,5
Класс прочности древесины СЗО
4,6
Класс прочности древесины D50
7,8
Класс прочности древесины D70
10,8
Клееная слоистая древесина (см. классы древесины по
• EN 1194)
Однородная клееная древесина GL24h
3,7
Однородная клееная древесина GL36h
4,4
Комбинированная клееная древесина GL24c
3,5
Комбинированная клееная древесина GL36c
4,2
Металлы
Алюминий
27.0
Железо литое
71.0-72.5
Железо кованое
76.0
Сталь
77.0 - 78.5
82
Глава 8
Приложение в
EN 1991-1-1:
Барьеры
для автомашин
и парапеты
автостоянок
Приложение В E 1991-1-1: Барьеры для автомашин и парапеты автостоя- ст. NA.3.2 1991-1-1:
нок - справочное. Его применение требуется британским Национальным
приложением.
В приложении В и ниже по тексту Руководства даются пояснения по ст. В(1) 1991-1-1
горизонтальным нагрузкам, на действие которых должны рассчитываться
барьеры и парапеты.
Характеристическое значение горизонтальной силы F (кН), действую- ст. В(2) 1991-1-1:
щей нормально к поверхности барьера автостоянки и равномерно распре- 2002
деленное по длине в 1,5 м, требуемое для того, чтобы выдерживать удар
транспортного средства, задается как:
F= 0,5тъ2/(8с + 8й),
где:
т общая масса автомашины (кг);
Часть 1. EN 1991 -1 -1: Еврокод 1: Часть 1.1: Удельный и собственный вес
ст. В{3) 1991-1-1
ст.В(4) 1991-1-1
ст. В(5) 1991-1-1
СТ. В(б) 1991-1-1
ст. В(7) 1991-1-1
и скорость автомашины (м/с), нормальная к барьеру;
Sc деформации автомашины (мм);
8ъ деформации барьера (мм).
Для автостоянок, запроектированных для автомашин общей массой не
более 2500 кг, при определении силы F используются следующие значения:
т = 1500 кг;
о = 4,5 м/с;
Sc = 100 мм, если не имеется более точных данных.
Для жесткого барьера, для которого можно принять Sb равным нулю, ха¬
рактеристическое значение силы F, соответствующей автомашинам общей
массой до 2500 кг, принимается равным 150 кН.
Для автостоянок, запроектированных для автомашин общей массой бо¬
лее 2500 кг, при определении силы Fиспользуются следующие значения:
т = действительная масса автомашины, на которую рассчитывается ав¬
тостоянка (кг);
u = 4,5 м/с;
Sc = 100 мм, если не имеется более точных данных.
Силу, определяемую из В (3) или В (4) EN 1991-1-1, можно считать дей¬
ствующей на высоте бампера. Для автостоянок, предназначенных для авто¬
машин общей массой не более 2500 кг, высота может быть принята равной
375 мм над уровнем пола.
EN 1991-1-1 не дает рекомендаций по высоте бампера транспортных
средств тяжелее 2500 кг.
Для автопарков, проектируемых под такие тяжелые транспортные сред¬
ства, информация может быть получена у производителей этих средств или
из EN 1991-1-7.
При расчете барьеров к въездным пандусам автостоянок они должны
выдерживать половину силы, определенной в В (3) или В (4) EN 1991-1-1,
действующей на высоте 610 мм над уровнем пандуса.
Барьер на противоположных концах прямых пандусов, предназначен¬
ных для движения вниз, которые превышают 20 м в длину, должен выдер¬
живать двойную силу, определенную в В (3), действующую на высоте 610
мм над уровнем пандуса (ст. В(7) BS EN 1991-1-1:2002)
Пример
Нижеприведенный график (рис. 8.1) показывает изменение Fnpn раз¬
личных деформациях автомобиля и барьера для автомобилей массой
1500 и 2500 кг. Принимая:
для т = 1500 кг, Sh = 0 и Sc = 100, F= 150 кН;
для т = 2500 кг, Sb = 0 и Sc = 100, F= 250 кН.
84
F(KN)
Глава 8. Приложение В EN 1991-1-1: Барьеры для автомашин и парапеты
О 50 100 150 200
(mm)
Рис. 8.1. Изменение F в зависимости от 50
85
Часть 1. EN 1991-1-1: Еврокод 1: Часть 1.1: Удельный и собственный вес
Ссылки к части 1
1. EN 1991-1-1. Eurocode I. Actions on Structures - Part 1-1: General Ac¬
tions - Densities, self-weight, imposed loads for buildings. European Com¬
mittee for Standardisation, Brussels, 2002.
2. Guidance paper L - Application and Use of Eurocodes. European Commis¬
sion Enterprise Directorate-General ENTR/G5, Brussels, 27 November
2003.
3. ISO 2394: 1998. General Principles on Reliability for Structures. Interna¬
tional Organisation for Standardisation, Geneva, 1998.
4. ISO 3898:1997. Bases for Design of Structures - Notations - General sym¬
bols. International Organisation for Standardisation, Geneva, 1997.
5. ISO 8930: 1987. General Principles on Reliability for Structures - List of
equivalent terms. International Organisation for Standardisation, Geneva,
1987.
6. Gulvanessian, H., Calgaro, J.-A. and Holicky., M. Designers’ Guide to EN
1990. Eurocode: Basis of Structural Design. Thomas Telford, London, 2002,
ISBN 0 7277 30118.
7. ISO 9194: 1987. Bases for Design of Structures - Actions Due to the Self¬
weight of Structures, Non-structural Elements and Stored Materials - Den¬
sity. International Organisation for Standardisation, Geneva, 1987.
8. Calgaro, J.-A., Tschumi, M. and Gulvanessian, H. Designers’ Guide to EN
1991 for Bridges. Actions on Bridges. Thomas Telford, London, 2009.
9. Frank, R., Bauduin, C., Driscoll, R., Kawadas, M., Krebs Ovesen, N., Orr, T.
and Schuppener, B. Designers’ Guide to EN1997-1. Eurocode 7: Geotechni¬
cal Design - General rules. Thomas Telford, London, 2004, ISBN 9 780 7277
3154 8.
10. Building Research Establishment. The Response of Structures to Dynamic
Crowd Loads. BRE Digest 246, BRE, Watford, 2004.
11. BSEN 1991-3:2006. Eurocode I. Actionson Structures - Part 3: Actions in¬
duced by cranes and machinery. European Committee for Standardisation,
Brussels, 2006.
12. Ferry Norges, J. and Castanheta, M. Structural Safety. Laboratorio, Nacio-
nal de Engenharia Civil, Lisbon, 1971.
13. International Council for Research and Innovation in Building and Con¬
struction. Committee W81. Actions on Structures. Live Loads in Buildings.
CIB report 116. CIB, Rotterdam, 1989.
14. BS 6399-1:1996. Loading for Buildings. Code of Practice for Dead and Im¬
posed Loads. British Standards Institution, London, 2006.
15. UK National Annex to EN 1991-1-1. Eurocode I. Actions on Structures -
Part 1-1: General Actions - Densities, self-weight, imposed loads for build¬
ings. British Standards Institution, London, 2005.
16. PD 6688. Background Paper to the UK National Annexes to BS EN 1991-
1-1. British Standards Institution, London, 2006.
17. BS 648:1964. Schedule of Weights of Building Materials. British Standards
Institution, London, 1964.
86
Часть 2:
EN 1991-1-2:
Еврокод 1:
Часть 1.2:
Воздействия
на сооружения
от пожара
(PART 2: EN 1991-1-2: Eurocode 1: Part 1.2:
Actions on structures exposed to fire)
Глава 1
Часть 2:
EN 1991-1-2:
Еврокод 1 -
Воздействия
на сооружения:
Часть 1.2: Основные
воздействия -
Воздействия
на сооружения
от пожара
EN 1991-1-1: Еврокод 1 - Воздействия на сооружения: Часть 1.2: Основные
воздействия - «Воздействия на сооружения от пожара» - одна из десяти
частей EN 1991. В ней описываются термические и механические воздей¬
ствия для строительного расчета зданий, подвергшихся действию пожара.
Она включает следующие аспекты:
Часть 3:
EN 1991-1-3:
Еврокод 1: Часть 1.3
Снеговые нагрузки
(PART 3: EN 1991-1-3: Eurocode 1: Part 1.3:
Snow loads)
Часть 2. EN 1991 -1-2: Еврокод 1: Часть 1.2: Воздействия от пожара
• требования безопасности;
• методы расчета;
• средства проектирования.
Эта часть Еврокода 1 выходит за рамки данного Руководства, поскольку
исчерпывающе описана в Руководстве для проектровщиков по пожарным
частям Еврокода (EN 1991-1-2; EN 1992-1-2; EN 1991-1-3 и EN 1991-1-4)
Колина Бейли и др. (Designers’ Guide to the Eurocode Fire Parts (EN 1991-
1-2; EN1992-1-2; EN 1991-1-3 and EN 1991-1-4) by Colin Bailey et al.2)
Ссылки
1. EN 1991-1-2: 2002. Eurocode I: Actions on Structures - Part 1-2: General
Actions - Actions on structures exposed to fire. European Committee for
Standardisation, Brussels, 2002.
2. Moore, D., Bailey, C., Lennon, T. and Wang, Y. Designers’ Guide to the
Eurocode Fire Parts (EN 1991-1-2; EN1992-1-2; EN 1991-1-3 and EN
1991-1-4). Thomas Telford, London, 2007, ISBN 9 7807 2773 1579.
90
Глава 1
Общие сведения
Эта глава посвящена общим аспектам EN 1991-1-3: Еврокод 1 - Воздей¬
ствия на сооружения - Снеговые нагрузкиМатериал, описанный в этой
главе, соответствует следующим статьям:
• Область применения
• Нормативные ссылки
• Допущения
• Различие между Принципами и Правилами
применения
• Расчет по данным испытаний
• Термины и определения
• Условные обозначения
1.1. Область применения
EN1991-1-3: Еврокод 1 - Воздействия на сооружения - Снеговые нагрузки -
одна из десяти частей стандарта. В ней даются указания по определению
значений снеговых нагрузок для расчета конструкций зданий и других ин¬
женерных сооружений.
EN 1991-1-3 применим только для площадок, расположенных на высоте
менее 1500 м над уровнем моря. Для сравнения: национальный стандарт
Великобритании BS 6399 часть 3 применим для местностей высотой до
500 м. Для Италии предел тот же, что и в EN 1991-1-3.
Рекомендации для высот более 1500 м могут находиться в соответству¬
ющем Национальном приложении.
Из различных климатических ситуаций будут проистекать различные
расчетные условия. В EN 1991-1-3 установлены следующие факторы:
• нет исключительных снегопадов и снегопереноса;
• есть исключительные снегопады и снегоперенос.
В зависимости от климатических условий на площадке в приложении А
установлены четыре возможные расчетные ситуации и распределения на¬
грузок:
Статья 1.1:1991-1-3
Статья 1.2:1991-1-3
Статья 1.3:1991-1-3
Статья 1.4:1991-1-3
Статья 1.5:1991-1-3
Статья 1.6:1991-1-3
Статья 1.7:1991-1-3
ст. 1.1(1): 1991-1-3
ст. 1.1(2):1991-1-3
Прим. кст. 1.1(2):
1991-1-3
ст. 1.1(3): 1991-1-3
Часть 3. EN 1991-1 -3: Еврокод 1: Часть 1.3: Снеговые нагрузки
Прим. кст. 1.1(3):
1991-1-3
а. 1.1(4): 1991-1-3
Прим. кст. 1.1(4):
1991-1-3
ст. 1.1(5): 1991-1-3
ст. 1.1(6): 1991-1-3
(1) случай А: нет исключительных снегопадов и снегопереноса;
(2) случай BI: исключительные снегопады, но нет исключительного сне¬
гопереноса:
(3) случай В2: нет исключительных снегопадов, но имеется исключитель¬
ный снегоперенос;
(4) случай ВЗ: исключительные снегопады и снегоперенос.
Национальные компетентные органы могут отобрать для включения
в Национальное приложение случай, применимый к особым условиям на
подведомственной территории. Например:
• приложение Соединенного Королевства устанавливает использование
случая В2;
• итальянское приложение устанавливает использование случая А для
всей территории Италии;
• испанское приложение дает право выбора проектировщику в зависимо¬
сти от местоположения и типа сооружения.
Приложение В предназначено для использования главным образом
в странах, где бывает исключительный снегоперенос (например, Велико¬
британия и Ирландия) и применимы случаи В2 и ВЗ.
Применение приложения В разрешается только Национальным прило¬
жением.
(Для территории РФ с устойчивым снеговым покровом в зимний пери¬
од исключительные снегопады не характерны, за исключением некоторых
районов с более теплым климатом, однако исключительный снегоперенос
необходимо учитывать для всей территории страны. - Прим, ред.)
Карты в приложении C дают сведения о характеристических значениях
веса снегового покрова земли, эти данные основаны на исследованиях, про¬
веденных между 1995 и 1998 годом, по специальному контракту для данно¬
го Еврокода рабочей группой DGIII / D3 Европейской Комиссии2,3.
Карты предназначены для предоставления информации компетентным
техническим государственным органам стран - членов Евросоюза (EU)
и Европейской ассоциации свободной торговли (EFTA) в 1998 году с це¬
лью помочь им переделать и обновить свои национальные карты на основе
гармонизированных процедур, описанных в исследовании, для включения
в собственные Национальные приложения. Следует отметить, что в при¬
ложении C к EN1991-1-3 даются карты Чешской Республики, Исландии и
Польши, но они не основаны на разработках исследовательского проекта.
(Для территории РФ в 2003 году были разработаны карты веса снегового
покрова с повторяемостью в среднем один раз в 25 лет. Планируется под¬
готовить также карты с 50-летней повторяемостью в рамках подготовки
Национального приложения к настоящему разделу Еврокода. - Прим,
ред.)
В приложении D к EN 1991-1-3 даются указания по определению веса
снегового покрова земли для периода повторяемости, отличного от 50 лет.
Это приложение применяется для определения снеговых нагрузок на со¬
оружения с расчетным сроком службы более 50 лет. Пользователь должен
быть осведомлен о том, что сооружение с проектным сроком, например «де¬
вять месяцев», не следует проектировать на снеговые нагрузки, определен¬
ные для девятимесячного периода повторяемости. В табл. 1.1 EN 1991-1-6,
приведенной ниже, даются указания по определению периодов повторя-
94
Глава 1. Общие сведения
емости, которые следует использовать в расчетах. Подробнее см. главу 3
части 6 настоящего Руководства.
Таблица 1.1. Рекомендуемые периоды повторяемости для
определения характеристических значений климатических
воздействий
Проектный срок службы Период повторяемости (Returnperiod)
для использования в расчетах, годы
<3 дня
< 3 месяца (но > 3 дней)
< 1 год (но > 3 месяцев)
> 1 года (но менее 50 лет)
> 50 лет
2
5
10 лет
50 лет
Совпадает с проектным сроком службы
Указания, данные в приложении E по весу снегового покрова, могут ст.
быть использованы, когда фактическая высота снегового покрова должна
быть преобразована в относительное воздействие (ст. 1.1(7): 1991-1-3).
Для ст. 1.1(8): 1991-1-3 комментария не требуется, но см. раздел 1.2 на¬
стоящего Руководства ниже.
1.2. Нормативные ссылки
По данной статье не требуется комментариев, за исключением стандарта
ISO 43554, предоставляющего исчерпывающие сведения, на которых осно¬
ван настоящий свод стандартов, и, в частности, дающего руководство по
динамическим силам от сползающего снега на снеговом ограждении, кото¬
рые не отражены в EN 1991-1-3.
1.3. Допущения
К EN 1991-1-3 применимы утверждения и допущения, приведенные в EN
1990.
1.4. Различие между Принципами и Правилами
применения
Утверждения и допущения, данные в ст. 1.4 EN 1990, применимы во всех
стандартах Еврокода и Руководстве.
1.5. Расчет по результатам испытаний
Для покрытий, для которых невозможно непосредственно применить EN
1991-1-3 (например, покрытия стадионов, большепролетные покрытия
или покрытия формы, не предусмотренной в EN 1991-1-3, для которых нет
утвержденных численных методов), может применяться расчет по резуль¬
татам испытаний. (Те же требования записаны и в поелейней редакции рос¬
сийских норм по нагрузкам. - Прим, ред.)
Для покрытий, для которых распределение снега очень чувствительно
к переносу ветром, применимы испытания в аэродинамической трубе.
1.1(7):1991-1-3
ст. 1.1(8) и 1.2:
1991-1-3
ст. 1.3:1991-1-3
ст. 1.4:1991-1-3
ст. 1.5:1991-1-3
95
Часть 3. EN 1991 -1-3: Еврокод 1: Часть 1.3: Снеговые нагрузки
ст. 1.6:1991-1-3
Прим, к ст. 1.6.4:
1991-1-3
В качестве примера на рис. 1.1 показан вид сверху модели в аэродина¬
мической трубе, использованной для определения распределения снега на
историческом здании в Ливорно, Италия. Покрытие центрального рынка,
построенного в 1896 году, сделано из решетчатых стальных балок со ската¬
ми и дополнено наверху двускатной секцией. Оценка снеговых нагрузок на
покрытие в сочетании с эффектами воздействия ветра стала возможной на
основе испытаний в аэродинамической трубе.
Рис. 1.1. Поперечный разрез здания центрального рынка в Ливорно,
Италия, и испытания модели покрытия в аэродинамической трубе
Другие примеры использования аэродинамической трубы для опреде¬
ления распределения снега даны Ирвином и др.5.
Примечание к ст. 1.5:1991-1-3 не требует пояснений.
1.6. Термины и определения
Большинство определений, данных в EN 1991-1-3, происходят из стандар¬
тов ISO 2394, IS03898, ISO8930 и ISO 4355. В дополнение надо сделать
ссылку на EN 1990, в котором содержится основной перечень терминов и
определений, применяемых в стандартах EN 1990 -EN1999, обеспечивая
таким образом единую основу системы Еврокодов.
Прежде всего следует обратить внимание на следующие основные опре¬
деления, которые могут различаться в практике различных стран:
• «воздействие> (action) - нагрузка или приложенная деформация (на¬
пример, вызванная изменением температуры или осадкой грунта);
• «эффект воздействия*■ (effects of actions или action effects) - внутрен¬
ние усилия и моменты, изгибающие моменты, поперечные силы и де¬
формации, вызванные воздействиями.
Из множества определений, данных в EN 1990, те, что применяются
в EN 1991, описаны в статье 1.4(a), (Ь), (с) и (d) главы 1EN1991-1-1.
Для того чтобы помочь пониманию специальных определений в EN
1991-1-3, сделаны следующие комментарии.
В примечании к ст. 1.6.4 «Характеристическое значение снеговой на¬
грузки на покрытие» объясняется, что коэффициенты перехода от веса
96
Глава 1. Общие сведения
снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие должны быть
выбраны так, чтобы снеговая нагрузка на покрытие имела ежегодную веро¬
ятность ее превышения, не превышающую ежегодную вероятность превы¬
шения веса снегового покрова земли, которая в ст. 1.6.1: 1991-1-3 установ¬
лена равной 0,02.
1.7. Условные обозначения
Обозначения в ст. 1.7: EN 1991-1-3 основаны на ISO 3898.
Статья 1.6 EN 1990 содержит полный перечень обозначений, ряд из ко¬
торых используется в EN 1991-1-3. Символы ст. 1.7(2): 1991-1-3 являются
дополнительными, специфическими для этой части EN 1991-1-3.
ст. 1.6.1:1991-1-3
ст. 1.7(1):1991-1-3
97
Глава 2
Классификация
воздействий
Эта глава посвящена классификации воздействий в EN 1991-1-3: Евро¬
код 1 - Воздействия на сооружения: Часть 13: Основные воздействия -
Снеговые нагрузки.
В EN 1991-1-3 снеговые нагрузки в большинстве случаев классифици¬
руются как временные фиксированные воздействия. См. EN 1990: 2002,
4.1.1(I)P и 4.1.1(4).
Фиксированное воздействие имеет фиксированное распределение
в пространстве по значению и направлению и однозначно определяется
для всей конструкции, если определено в одной ее точке. Как равномерные,
так и неравномерные снегоотложения рассматриваются как фиксирован¬
ные воздействия.
В EN1991-1-3 снеговые нагрузки в большинстве случаев классифициру¬
ются как временные статические воздействия. См. EN 1990:2002,4.1.1(4).
Статическое воздействие - воздействие, не вызывающее заметных уско¬
рений конструкции и ее элементов.
Как указано в ст. 4.1.1(2) EN 1990, снеговые нагрузки в зависимости от
местоположения площадки в исключительных случаях могут рассматри¬
ваться как аварийные воздействия.
В EN 1991-1-3 исключительные снегопады и снегоперенос рассматрива¬
ются как аварийные воздействия и объясняются в главе 3 настоящей части
Руководства.
В EN 1990 случайное (аварийное) воздействие определяется как воз¬
действие малой продолжительности, но большой величины, появление
которого за расчетный срок службы маловероятно. В этих случаях при
расчете должна использоваться аварийная расчетная ситуация, описан¬
ная в выражении (6.11b) EN 1990. См. также главу 3 настоящей части Ру¬
ководства.
ст. 2.(1 )Р: 1991-1-3
ст. 2.(2):1991-1-3
ст. 2.(3) и 2(4):
1991-1-3
Часть 3. EN 1991-1-3: Еврокод 1: Часть 1.3: Снеговые нагрузки
(В российских нормативных документах снеговые нагрузки рассматри¬
ваются в основных сочетаниях нагрузок с полным расчетным значением,
тогда как в особых, в том числе сейсмических, сочетаниях нагрузок - с по¬
ниженным. Случаи неблагоприятных неравномерно распределенных на¬
грузок на покрытия, вызванных снегопереносом, должны учитываться
в расчетах всегда. К аварийным расчетным ситуациям они не имеют ника¬
кого отношения. - Прим, ред.)
Для примечаний к ст. 2.(3) и 2(4): 1991-1-3 комментариев не требуется.
100
Глава 3
Расчетные ситуации
Эта глава посвящена общим понятиям расчетных ситуаций, относящихся
к EN 1991-1-3: Еврокод 1 - Воздействия на сооружения: Часть 1.3: Основ¬
ные воздействия - Снеговые нагрузки. Материал, описанный в данной гла¬
ве, соответствует следующим статьям:
• Общие положения Статья 3.1:1991-1-3
• Нормальные условия Статья 3.2:1991-1-3
• Исключительные условия Статья 3.3:1991-1-3
3.1. Общие положения
В статье 3.2 EN 1990 при проверке основных предельных состояний раз¬
личаются следующие расчетные ситуации:
• постоянные расчетные ситуации, относящиеся к нормальным условиям
эксплуатации;
• переходные расчетные ситуации, относящиеся к временным условиям,
например при производстве строительных работ или ремонте;
• аварийные расчетные ситуации, относящиеся к исключительным усло¬
виям, сложившимся для сооружения, например исключительные сне¬
гопады и снегоперенос;
• сейсмические расчетные ситуации.
Каждая из этих расчетных ситуаций связана с определенным выражени¬
ем для сочетания эффектов воздействий:
• постоянные и временные расчетные ситуации соотносятся с выражени¬
ями (6.10) или (6.10а) и (6.1 Ob) в EN1990;
• аварийные расчетные ситуации соотносятся с выражением (6.11Ь)
в EN1990;
• сейсмические расчетные ситуации соотносятся с выражением (6.12Ь)
в EN1990.
ст. 3.1 (1)Р:
1991-1-3
Часть 3. EN 1991-1-3: Еврокод 1: Часть 1.3: Снеговые нагрузки
Кроме того, необходимо определить снеговые нагрузки для проверки
предельных состояний пригодности к эксплуатации, используя следующие
выражения для сочетания эффектов воздействия, данные в EN1990:
• характеристическая комбинация, относящаяся к выражению (6.14Ь)
в EN1990;
• пониженная комбинация, относящаяся к выражению (6.15Ь) в EN1990;
• длительная комбинация, относящаяся к выражению (6.16Ь) в EN1990.
При всех проверках основных предельных состояний (ULS) и предель¬
ных состояний пригодности к эксплуатации (SLS) для ситуаций, включа¬
ющих снеговые нагрузки, используется характеристическое значение (Q*.
в EN 1991-1-3 обозначается sk), которое обычно соответствует верхнему
значению с назначенной вероятностью непревышения за определенный
период (обычно 50 лет для зданий). В зависимости от расчетной ситуации,
рассматриваемой при проверке основных и эксплуатационных предельных
состояний (описаны в ст. 6.4 и 6.5 EN 1990 и в соответствующем Руковод¬
стве), необходимо определить другие репрезентативные значения времен¬
ного воздействия. См. главу 4 настоящего Руководства,
ст. 3.1(2): 1991-1-3 При рассмотрении локальных эффектов (например, переноса снега
к выступам и преградам или нависания снега по краю покрытия) в EN
1991-1-3 установлено, что постоянная и переходная расчетные ситуации
должны использоваться для обычных снегопадов.
В местностях, где наблюдается исключительный снегоперенос, исполь¬
зуется аварийная расчетная ситуация, согласно приложению В EN 1991-1-3.
(Как отмечено выше, ситуация исключительного снегопереноса, соглас¬
но российским нормам, должна учитываться всегда и аварийной не счита¬
ется. - Прим, ред.)
3.2. Нормальные условия
В ст. 1.1 этой части Руководства разъясняются четыре возможные ситуа¬
ции и представления нагрузок, зависящие от рассматриваемого располо¬
жения и его климатических особенностей. Применение случаев А или BI,
В2 и ВЗ определяется в Национальном приложении. Случай А относится
к нормальной расчетной ситуации, а случаи В1-ВЗ - к исключительным
ситуациям.
Статья 32(1): 1991-1-3 относится к местностям, где исключительные
снегопады и снегоперенос не ожидаются. Эти условия относятся к нор¬
мальным, для которых следует применять переходную/постоянную рас¬
четные ситуации, согласно EN 1990, как для равномерной, так и для нерав¬
номерно распределенной снеговой нагрузки. См. также главу 5 настоящего
Руководства для проектировщиков.
Для примечания к ст. 32(1): 1991-1-3 дополнительных пояснений не
требуется.
3.3. Исключительные условия
(а) Случай В. 1 Исключительные снегопады и нет исключительного снего¬
переноса
Статья 33(1): 1991-1-3 соответствует условиям, когда можно ожидать
исключительные снегопады, но не исключительный снегоперенос. Эти
102
Глава 3. Расчетные ситуации
условия считаются исключительными и обозначаются как случай Bl по
EN 1991-1-3. В этом случае проектировщик должен следовать процедуре,
описанной ниже. (В нашей стране этот случай, как правило, не рассматри¬
вается. - Прим, ред.)
Переходную/постоянную расчетные ситуации следует использовать
как для равномерного, так и для неравномерного распределений снеговой
нагрузки, со ссылкой на характеристическое значение веса снегового по¬
крова земли, приведенное в соответствующем Национальном приложении
к EN 1991-1-3. В этом случае снеговую нагрузку на покрытие принимают
согласно указаниям, данным в ст. 5.2(3)Р(а) и разделе 53 EN 1991-1-3.
В дополнение к этой проверке проектировщик должен использовать
аварийную расчетную ситуацию для вариантов равномерно и неравномер¬
но распределенных снеговых нагрузок, относящихся к исключительному
значению веса снегового покрова земли, определяемого согласно разде¬
лу 43 EN 1991-1-3. Снеговую нагрузку на покрытие опять же получают со¬
гласно правилам, данным в ст. 5.2(3)Р(а) и разделе 53 EN 1991-1-3.
Выражения для снеговой нагрузки на покрытие, которые следует ис¬
пользовать, приведены ниже, см. также главы 4 и 5 настоящей части Ру¬
ководства.
Постоянная/переходная расчетная ситуация
(1) Равномерное распределение PiCeCtSk.
(2) Неравномерное распределение PiCeCtSir
Аварийная расчетная ситуация (когда снег является аварийным воздей¬
ствием)
(3) Равномерное распределение PiCeCtCe^sk.
(4) Неравномерное распределение PiCeCtCesiSk.
(В нашей стране не учитывается. - Прим, ред.)
Для примечания к статье 33(1): 1991-1-3 дополнительных пояснений
не требуется.
Вышесказанное относится к общей проверке конструкции покрытия и Прим. 2 к ст. 3.3(1):
здания. Местные эффекты, описанные в разделе 6 EN 1991-1-3, такие как 1991-1-3
снегоперенос к выступам и преградам или снеговые нагрузки на снегозадер¬
живающие устройства, могут быть отнесены в Национальном приложении
как к постоянным/переходным, так и к аварийным расчетным ситуациям.
(Ь) Случай В.2 Нет исключительных снегопадов, но имеется исключитель¬
ный снегоперенос
Статья 3.3(2): 1991-1-3 соответствует условиям, когда не ожидаются ис¬
ключительные снегопады, но вероятно ожидать исключительного снего-
переноса. Эти условия считаются исключительными и обозначаются как
случай В2 по EN 1991-1-3. Тогда проектировщик должен следовать про¬
цедуре, описанной ниже.
Переходную/постоянную расчетные ситуации следует применять для
равномерно распределенной снеговой нагрузки; те же ситуации надлежит
применять и идя неравномерно распределенной снеговой нагрузки, за ис¬
ключением покрытий, формы которых указаны в приложении В EN 1991-
1-3. Характеристическое значение веса снегового покрова земли, заданное
в соответствующем Национальном приложении к EN 1991-1-3, является
103
Часть 3. EN 1991-1 -3: Еврокод 1: Часть 1.3: Снеговые нагрузки
базовым значением. В этом случае снеговую нагрузку на покрытие полу¬
чают согласно указаниям, данным вст. 5.2(3)Р(а)иразделе53 EN1991-1-3.
В дополнение к этой проверке проектировщик должен использовать
аварийную расчетную ситуацию для неравномерно распределенной снего¬
вой нагрузки только для форм покрытий, приведенных в приложении В
к EN 1991-1-3. В этом случае исключительный снегоперенос является ава¬
рийным воздействием, и значения снеговой нагрузки следует вычислять
согласно указаниям, данным в приложении В EN 1991-1-3.
Выражения для снеговой нагрузки на покрытие, которые следует ис¬
пользовать, даются ниже, см. также главы 4,5 и приложение В в настоящей
части Руководства.
(В российских нормах по нагрузкам нет понятия исключительного
снегопереноса и снег не является аварийным воздействием, однако схемы
снеговых нагрузок, учитываемые в настоящем разделе Еврокода, имеют
свои соответствия в отечественных нормах и их необходимо учитывать. -
Прим, ред.)
Постоянная/переходная расчетная ситуация
(1) Равномерное распределение P1CeCfS*.
(2) Неравномерное распределение PjCeCrS* (кроме покрытий, формы кото¬
рых указаны в приложении В EN 1991-1-3)
(В российских нормах имеются соответствующие аналоги. - Прим.ред.)
Аварийная расчетная ситуация (когда снег является аварийным воздей¬
ствием)
(3) Неравномерное распределение PfS* (для покрытий, формы которых
указаны в приложении В EN 1991-1-3).
(В российских нормах соответствующих аналогов не имеется. - Прим,
ред.)
Для примечания к ст. 33(1): 1991-1-3 дополнительных рекомендаций
не требуется.
(с) Случай ВЗ Исключительные снегопады и исключительный снегоперенос
Статья 33(3): 1991-1-3 соответствует условиям, когда вероятно ожидать
исключительных снегопадов и снегопереноса. Эти условия считаются ис¬
ключительными и обозначаются как случай ВЗ по EN 1991-1-3. Тогда про¬
ектировщик должен следовать процедуре, описанной ниже.
Переходная/постоянная расчетная ситуация должна быть использована
аналогично случаю В2.
В дополнение к этой проверке проектировщик должен использовать
аварийную расчетную ситуацию для неравномерно распределенной снего¬
вой нагрузки, делая базовым значение исключительной снеговой нагрузки,
определяемой согласно разделу 43 EN 1991-1-3. В этом случае снеговую
нагрузку на покрытие получают согласно указаниям, данным в ст. 52(3)
Р(а) и разделе 5.3 EN 1991-1-3.
Кроме того, проектировщик должен использовать аварийную расчетную
ситуацию для вариантов неравномерно распределенной снеговой нагрузки
только для покрытий, формы которых указаны в приложении В EN 1991-
1-3. В этом случае исключительный снегоперенос является аварийным воз¬
действием и значение нагрузки должно вычисляться согласно указаниям,
данным в приложении В EN 1991-1-3.
104
Глава 3. Расчетные ситуации
Выражения для снеговой нагрузки на покрытие, которые следует ис¬
пользовать, приведены ниже, см. также главы 4,5 и приложение В настоя¬
щей части Руководства.
Постоянная/переходная расчетная ситуация
(1) Равномерное распределение PiCeCtSk.
(2) Неравномерное распределение PiCeCtSk (кроме покрытий, формы кото¬
рых указаны в приложении В EN 1991-1-3)
Аварийная расчетная ситуация (когда снег является аварийным воздей¬
ствием)
(3) Равномерное распределение PjCeCfCesISt.
(4) Неравномерное распределение (для покрытий, формы которых
указаны в приложении В EN 1991-1-3).
(В российских нормах соответствующих аналогов не имеется. - Прим,
ред.)
Для примечания 1 к ст. 3.3(3): 1991-1-3 дополнительных указаний не Прим. 1 к ст. 3.3(3):
требуется. 1991-1-3
Как и в случае BI, для местных воздействий, описанных в разделе 6 EN Прим. 2 к ст. 3.3(3):
1991-1-3, выбор постоянной/переходной или аварийной расчетной ситуа- 1991-1-3
ции может осуществляться в Национальном приложении.
105
глава 4
Вес снегового
покрова земли
Эта глава EN 1991-1-3: Еврокод 1 - Воздействия на сооружения: Часть 1.3:
Основные воздействия - Снеговые нагрузки посвящена весу снегового по¬
крова земли. Материал, описанный в данной главе, соответствует следую¬
щим статьям:
• Характеристические значения Статья 4.1:1991-1-3
• Другие репрезентативные значения Статья 4.2:1991-1-3
• Вычисление исключительных значений веса Статья 4.3:1991-1-3
снегового покрова земли
4.1. Характеристические значения
Характеристическое значение веса снегового покрова (ВСП) земли (¾) ст. 4.1(1): 1991-1-3
следует принимать в соответствии с основными определениями, данными
в разделе 4.1.2 (7)Р EN 1990: 2002 и ст. 1.6.1 of EN 1991-1-3. В этих опре¬
делениях Sjt трактуется как верхнее значение случайной переменной, для
которой применимо данное статистическое распределение, установленной
с годовой вероятностью превышения 0,02 (то есть вероятность непревыше-
ния на неблагоприятной стороне за -«базовый период» в 50 лет).
Проектировщик в общем случае получает характеристическое значение Прим. 1 к ст. 4.1(1):
веса снегового покрова земли (s*) из национальных карт веса снегового 1991-1-3
покрова, помещенных в соответствующем Национальном приложении.
Для нетипичных локальных условий проектировщику по согласованию
с заказчиком и государственными органами, тем не менее, разрешено в от¬
дельном проекте определять значения снеговой нагрузки, отличные от
указанных на картах. См. также указание в данном Руководстве к ст. 4.1(2)
EN 1991-1-3. (В отечественных нормах есть аналогичное указание.-Прим,
ред.)
Часть 3. EN 1991-1-3: Еврокод 1: Часть 1.3: Снеговые нагрузки
Прим. 2кст. 4.1(1):
1991-1-3
а. 4.1(2): 1991-1-3
и прим. 2 к ст.
4.1(2): 1991-1-3
Характеристические значения, полученные из Национальных приложе¬
ний, следует считать минимальными значениями для определенного ме¬
стоположения.
Примером нетипичных местных условий может быть сооружение, рас¬
положенное в долине, где от локальных климатических и ветровых воз¬
действий в течение зимы накапливается снег. Обычно при разработке карт
снегового покрова такие локальные эффекты не принимаются во внима¬
ние. Таким образом, на основе опыта и оценок экспертов и по согласованию
с заказчиком и компетентными специалистами заданное по карте значение
Sh для конкретной площадки может быть увеличено.
В Приложении C EN1991-1-3 содержатся карты веса снегового покрова
для стран Евросоюза (EU) и Европейской ассоциации свободной торговли
(EFTA) 1998 года. Также в нем содержатся карты для Чешской Республи¬
ки, Исландии и Польши. Все карты, за исключением Чешской Республи¬
ки, Исландии и Польши, разработаны на общей основе, с целью исключить
или уменьшить расхождения, существующие на границах между странами.
В главе 9 настоящей части Руководства даются пояснения принципов соз¬
дания карт и соответствующие ссылки.
Для стран, чьи карты базируются на принципах, приведенных в прило¬
жении C EN 1991-1-3, таких как Франция, Германия, Италия и Великобри¬
тания, при определении значений веса снегового покрова для отдельных
пунктов может быть использован метод, принципы расчета для которого
приведены ниже.
Перед применением метода советуем проектировщику проверить мето¬
ды разработки конкретных национальных карт в соответствующем органе
по стандартизации.
Существует намерение сделать так, чтобы карты всех Национальных при¬
ложений основывались на принципах, приведенных в приложении С. Карты
в Национальном приложении должны использоваться для определения sk.
Только карты в приложении C могут быть использованы непосредственно,
в соответствии с разрешением национальных компетентных органов.
Для некоторых местностей может возникнуть необходимость уточнить
данные для определения sk. Например, для места, где значение Sh на карте
определено интерполяцией измерений от окружающих метеорологических
станций, где доступны записи о снеговом покрове за последние 20 лет, ха¬
рактеристическое значение веса снегового покрова земли может быть опре¬
делено непосредственно для данного места (см. ст. 4.1(2): 1991-1-3 и при¬
мечание 2 к ст. 4.1(2): 1991-1-3).
Для карт в приложении C EN 1991-1-3 согласован общий период повто¬
ряемости, равный 50 годам, а общая статистическая модель адаптирована
для обработки годовых максимумов. Интегральная функция распределе¬
ния Гумбеля типа I была использована совместно с методом наименьших
квадратов для получения наиболее подходящей кривой регрессии. В ана¬
лизе учитывались как нулевые, так и ненулевые значения, с помощью так
называемого приближения смешанного распределения. В исследованиях2,3
показано, что указанный метод дает наилучшие коэффициенты корреля¬
ции для аппроксимирующих кривых для большинства из 2600 метеороло¬
гических станций по всей Европе. См. рис. 4.1.
(При разработке карты районирвания территории РФ по весу снегового
покрова к СНиП «Нагрузки и воздействия» использовался тот же самый
108
Глава 4. Вес снегового покрова земли
Рис. 4.1. Вероятностный график (распределение Гумбеля типа I) для ме¬
теостанции в Ареццо, Италия. По оси х - вес снегового покрова Slci кН/м2;
по оси у - вероятностно приведенная переменная Y=- 1п{—1п[1 - т/(п +1)]},
где т - положение годового максимума на графике, а л - общее число
лет в базе данных. Пересечение линии наилучшего регрессионного
приближения ненулевых значений с линией при Y = - ln(-ln(0,98)) = 3,90
дает характеристическое значение Sk = 0,90 кН/м2
метод вычислений. Карта составлена по данным около 4600 метеостанций
и постов, с той лишь разницей, что нулевые значения для отдельных метео¬
станций не учитывались, так как давали явно заниженные оценки значений
ВСП в остальные годы. - Прим.ред.)
Для примечания 1 к ст. 4.1(2): 1991-1-3 дополнительных указаний не
требуется.
В некоторых местностях в прошлом были зарегистрированы отдельные
очень сильные снегопады, что приводило к аномально большим снеговым
нагрузкам. Такие снегопады портят статистическую обработку более регу¬
лярных данных и явно не вписываются в статистическое распределение,
рассчитанное для остальных значений. Подобные снеговые нагрузки на¬
званы «исключительными значениями веса снегового покрова».
Исключительные значения отмечались во многих районах Европы, в ос¬
новном в приморских и береговых районах с мягким климатом, где сне¬
гопады прерывисты и кратковременны. Исключительные значения веса
снегового покрова могут быть указаны в соответствующих Национальных
приложениях, ниже даны сведения по их выводу, так как понимание их
концепции может представлять интерес. См. также случаи Bl и ВЗ в главе
3 настоящей части Руководства.
На рис. 4.2 показан пример исключительных значений веса снегового
покрова, соответствующих определению, установленному в программе ис¬
следований:
Прим кст. 4.1(2):
1991-1-3
ст. 4.1(3): 1991-1-3
«Если отношение наибольшего значения веса снегового покрова (ВСП)
к его характеристическому значению (определенному без включения макси-
109
Глава 4. Вес снегового покрова земли
определенные как исключительные, их абсолютные значения являются от¬
носительно низкими в сравнении со значениями, полученными в других
местностях Италии. Таким образом, итальянское Национальное приложе¬
ние не охватывает исключительных значений ВСП.
(На территории РФ такие станции тоже обнаружены, но их очень незна¬
чительное количество, менее 1% от общего числа метеостанций, поэтому
подобные данные рассматриваются как малозначимые и не учитываются
при нормировании. - Прим.ред.)
4.2. Другие репрезентативные значения
Репрезентативное значение воздействия (Frep) определяется в EN 1990,
в ст. 1.53.20, как значение, используемое для проверки предельного со¬
стояния. Репрезентативным значением может быть характеристическое
значение (Fjl) или сопутствующее значение В зависимости от прове¬
дения проверки по основному предельному состоянию или предельному
состоянию потери эксплуатационной пригодности, как описано в ст. 6.4
и 6.5 EN 1990, три значения v (Vo. Vi, V2) следует считать подходящими.
Ниже дается краткое описание использования репрезентативных зна¬
чений.
Характеристическое значение, описанное выше в разделе 4.1, при¬
меняется как ведущее временное воздействие для проверки основного
предельного состояния для постоянных и переходных расчетных ситу¬
аций, описанных в EN 1990 (выражения 6.10, 6.10а и 6.10Ь), а характе¬
ристическое комбинационное - для проверки предела эксплуатационной
пригодности (выражение 6.14b EN 1990). При этих двух проверках все
сопутствующие воздействия определяются как комбинационные значе¬
ния (то есть VoQ*)-
Два других репрезентативных значения (ViQ*H V2Q*) используются как
подходящие для проверки:
• аварийных расчетных ситуаций по ULS (6.1 lb EN 1990), когда снег не
рассматривается как аварийное воздействие; случай снега как аварий¬
ного воздействия описан ниже в разделе 4.3;
• сейсмических расчетных ситуаций по ULS (6.12b EN 1990);
• пониженных расчетных ситуаций по SLS (6.15b EN 1990);
• длительных расчетных ситуаций по SLS (6.16b EN 1990).
В ст. 4.1.3 EN 1990 приводятся значения, которые следует использовать
для снеговых нагрузок, воспроизведенные ниже в табл. 4.1.
Как видно из табл. 4.1, рекомендуемые значения коэффициентов Vo. Vi ст.4.2(1): 1991-1-3
и V2 для зданий зависят от расположения рассматриваемой площадки. Зна¬
чения V могут быть установлены в Национальном приложении.
Эти значения были получены в недавнем исследовании, спонсирован¬
ном Еврокомиссией. Подробности можно получить из ссылок 2 и 3.
В примере 4.1 ниже снег рассматривается как нормальная временная на¬
грузка и, таким образом, используются постоянная расчетная ситуация и,
следовательно, выражение 6.10 EN 1990.
Для случаев В.1, В.2 и В.З (см. раздел 3.3 выше) следует использовать
как постоянную, так и аварийную расчетные ситуации.
111
Часть 3. EN 1991 -1 -3: Еврокод 1: Часть 1.3: Снеговые нагрузки
1990 ст. 6.4.3.2
сг. 4.3(1): 1991-1-3
Таблица 4.1. Рекомендуемые значения коэффициентов i|z0,
и \jz2 при различном местоположении зданий
Регион
Vo
Vi
V2
Финляндия
Исландия
Норвегия
Швеция
0,70
0,50
0,20
Для других стран - членов CEN, для площадок,
расположенных на высоте H > 1000 м над уровнем моря
0,70
0,50
0,20
Для других стран - членов CEN1 для площадок,
расположенных на высоте H й 1000 м над уровнем моря
0,50
0,20
0,00
пример 4.1
Рассмотрим сочетание воздействий, данное в выражении (6.10) для по¬
стоянной и переходной расчетных ситуаций (ст. 6.4.3.2EN 1990).
£Yacu"+"Y^"+"YWą,"+"(в, i о»
Z* I ;'ai
Примем, что изменчивость собственного веса мала, а три временных
воздействия рассматриваются так: ветер (ведущее), временная и снего¬
вая нагрузки - сопутствующие.
Для расчетной ситуации в примере необходимо определить следую¬
щие постоянную и временные нагрузки:
• характеристическое значение постоянного воздействия Gk;
• характеристическое значение для ветра (ведущее временное воздей¬
ствие) (Qjt);
• комбинационное значение для временной и снеговой нагрузок (со¬
путствующие воздействия), представленное произведением i|Z0Q*
(для настоящего примера: OJQ/. для временных нагрузок и 0,5Qk для
снеговых нагрузок, в соответствии с EN 1990: таблица А.1 для мест¬
ностей h < 1000 м, например в континентальной Европе).
4.3. Рассмотрение исключительных значений веса
снегового покрова земли
Для отдельных местностей, где, согласно Национальному приложению,
могут случаться исключительные снегопады, в ст. 4.3(1) EN 1991-1-3 да¬
ется следующее выражение для вычисления исключительного значения
ВСП sAj:
^Ad ~ CesJ Sk. (4.1)
где:
CesI коэффициент для исключительных значений ВСП, который может
быть установлен в Национальном приложении (В нормах РФ не уста¬
новлен. - Прим.ред.). В EN 1991-1-3 рекомендуется Cest = 2,0;
Sk характеристическое значение веса снегового покрова земли для дан¬
ного пункта.
112
Глава 4. Вес снегового покрова земли
В примере 4.2 ниже ВСП земли рассматривается как аварийное воздей¬
ствие и, таким образом, применяются аварийная расчетная ситуация и, сле¬
довательно, выражение 6.1 lb EN 1990.
Пример 4.2
Рассмотрим сочетание воздействий, данное в выражении (6.11b) для
аварийной ситуации.
5Х"+'Т"+"Л"+"( V,, или Ч/.,)й/'+"1>ий, (6.1 Ib)
Jil «>1
Примем, что изменчивость собственного веса мала; а три временных
воздействия рассматриваются так: снег как аварийное воздействие, ве¬
тер (ведущее временное) и временная нагрузка как сопутствующее вре¬
менное воздействие.
Для расчетной ситуации, заданной в этом примере, необходимо опре¬
делить следующие постоянную, аварийную и временные нагрузки:
• характеристическое значение постоянного воздействия Gk;
• значение Ad является случайным (аварийным) значением ВСП (то
есть sAfl);
• ведущее значение для ветра (взятое как Vi Qk), где Vi = 0,2, как задано
в табл. AU EN 1990;
• сопутствующее значение для временной нагрузки, представленное
как гДе V2 = 6,3, как задано в табл. AU EN 1990.
1990 ст. 6.4.3.3
ст. 4.3.1:1991-1-3
113
Глава 5
Снеговые нагрузки
на покрытия
В этой главе описывается определение снеговых нагрузок на покрытия, ко¬
торые необходимо использовать для проверки всего несущего каркаса соо¬
ружения. Материал данной главы описывает следующие статьи стандарта:
• Свойства нагрузки Статья 5.1: EN1991-1-3
• Способы задания нагрузки Статья 5.2: EN1991-1-3
• Коэффициенты формы покрытия Статья 5.3: EN1991-1-3
5.1. Свойства нагрузки
Этот раздел основывается на допущении, что слои снега на покрытии могут ст. 5.1(1): 1991-1-3
иметь много различных форм в зависимости от следующих характеристик ст. 5.1(2): 1991-1-3
покрытия:
• формы покрытия;
• ее температурных свойств;
• шероховатости ее поверхности;
• количества тепла, выделяющегося под покрытием;
• близости соседних зданий;
• топографии прилегающей местности;
• местных метеорологических условий, в особенности ветрености, изме¬
нения температуры и вероятности выпадения осадков (в виде снега и
дождя).
5.2. Способы задания нагрузки
Слой снега на покрытии является результатом последовательных событий,
таких как снегопады, взаимодействие с ветром, частичное таяние снега при
прогреве верхних слоев, соскальзывание части снега с покрытия и т. д.
Часть 3. EN 1991-1-3: Еврокод 1: Часть 1.3: Снеговые нагрузки
ст. 5.2(1 )Р: 1991-1-:
ст. 1.6.5:1991-1-3
ст. 1.6.6:1991-1-3
При отсутствии ветра снег ложится на покрытие уравновешенно и, как
правило, образует равномерный покров (начальное выпадение).
Падающий снег ложится на покрытие равномерно только тогда, когда
скорость ветра мала. Известно, что когда скорость ветра находится в преде¬
лах 4-5 м/с, большая часть снега ложится в областях «аэродинамической
тени» (см. рис. 5.1).
Для ситуаций, когда скорость ветра увеличивается сверх этих пределов,
снежинки из снегового покрова могут быть подняты и перенесены на под¬
ветренные стороны или на покрытия, находящиеся ниже с подветренной
стороны или за препятствия на покрытии (см. рис. 5.2).
Для отражения описанных ситуаций в EN 1991-1-3 рассматриваются
два идеализированных варианта распределения снеговой нагрузки:
(1) равномерная снеговая нагрузка на покрытия, которая описывает одно¬
родное распределенние снега по покрытие, зависящее только от фор¬
мы покрытия, до всяких перераспределений снега в результате других
климатических воздействий (см. рис. 5.3 для случая равномерного рас¬
пределения снеговой нагрузки);
(2) неравномерная снеговая нагрузка, которая описывает распределение
снеговой нагрузки от снега, перемещенного с одного места на другое,
например под воздействием ветра (см. рис. 5.4, случай, когда ветер вы¬
звал перемещение с одного ската на другой).
Рис. 5.1. Модель в аэродинамической трубе, ветер слева со скоростью
4 м/с
116
Рис. 5.2. Модель в аэродинамической трубе, многоскатное покрытие,
ветер слева со скоростью 4 м/с
Глава 5. Снеговые нагрузки на покрытия
Рис. 5.3. Снеговая нагрузка
без снегопереноса
В EN 1991-1-3 оцениваются снегоотложения и снегоперенос для различ¬
ных климатических регионов Европы.
(a) Континентальный
Здесь снег выпадает регулярно, и снегопад при тихой погоде может сме¬
ниться снегом, принесенным ветром при смене погоды, могут быть не¬
сколько повторяющихся событий такого рода до наступления заметной
оттепели (этот случай рассмотрен в разделе 5 EN 1991-1-3).
(b) Приморский
Здесь весь снег обычно тает и сходит между переменами погодных усло¬
вий, и для погодных условий характерна скорость ветра от умеренного до
сильного. Например, для Великобритании и Ирландии принимается, что
весь слой снега с наветренной стороны подвержен перемещению. Количе¬
ство такой перемещенной нагрузки считается большим, сравнимым с весом
снегового покрова земли, и по этой причине в этих двух странах неравно¬
мерный снег считается исключительной нагрузкой и рассматривается как
аварийное воздействие с применением аварийной расчетной ситуации
(этот случай отражен в приложении В EN 1991-1-3).
Применение альтернативных видов снежных наносов для отдельных ст. 5.2(2): 1991-1-3
форм покрытий и определенных местоположений в зависимости от клима¬
тических различий, описанных выше, может определяться в Националь¬
ном приложении.
(В российских нормах такие схемы снеговых нагрузок представлены
для различных типов покрытий. - Прим, ред.)
В EN 1991-1-3 снеговая нагрузка на покрытие определяется следующим
образом:
Шаг 1. Определение характеристического значения веса снегового покрова
земли (ВСП), который обычно получают из национальных карт.
Шаг 2. Переход от ВСП к равномерной или неравномерной снеговой на¬
грузке на покрытие для постоянной и, если требуется Национальным при¬
ложением, для аварийной расчетных ситуаций, используя:
• соответствующий коэффициент формы, зависящий от формы покры¬
тия, и
Рис. 5.4. Неравномерная снеговая
нагрузка
117
Часть 3. EN 1991-1-3: Еврокод 1: Часть 1.3: Снеговые нагрузки
• учитывая влияние тепла, выделяющегося внутри здания, и топографии
окружающей здание местности.
Для постоянных/переходных расчетных ситуаций:
5 = ц,СеСг5*. (5.1 EN 1991-1-3)
Для аварийных расчетных ситуаций, когда исключительная снеговая
нагрузка является аварийным воздействием:
S = & Ce Ct sAd. (5.2 EN 1991-1-3)
Для аварийных расчетных ситуаций, когда исключительный снегопере-
нос является аварийным воздействием и применяется приложение В:
S = H1S*, (5.3 EN 1991-1-3)
где:
Hi коэффициент формы для снеговой нагрузки (см. раздел 5.3 ниже и
примечание В EN 1991-1-3);
Sk характеристическое значение веса снегового покрова земли (ВСП);
sAd расчетное значение исключительного ВСП земли для данного пункта
(см. раздел 4.3 выше);
Ce коэффициент защищенности (см. далее «Характеристики защищен¬
ности»);
Ct термический коэффициент (см. далее «Температурные характеристики»).
ст. 5.2(3)Р: 1991-1-3 В зависимости от особенностей местоположения могут быть рассмотре¬
ны четыре различных случая, которые могут участвовать в расчете, как по¬
казано в табл. 5.1, воспроизводящей табл. А.1 EN 1991-1-3. Решение о том,
какой случай применять, содержится в Национальном приложении. На¬
ст. А.1: 1991-1-3 пример, в Италии используется случай А, в Великобритании - случай В2,
а во Франции в некоторых местностях используется случай BI.
(В России, за неимением лучшего, в Национальном приложении пред¬
полагается использовать случай BI. - Прим, ред.)
ст. 5.2(4): 1991-1-3 Определив значение снеговой нагрузки на покрытие, следует учесть, что
она действует вертикально и приложена к горизонтальной проекции пло¬
щади покрытия.
Должны быть учтены случаи нагружения, соответствующие нескольким
вариантам неравномерного распределения снега по покрытию, являющим¬
ся результатом перераспределения снега на покрытии, сползания, таяния
и т. д. Результаты этих эффектов будут создавать распределение нагрузки,
включающее нулевые нагрузки на отдельных участках покрытия. Эти об¬
стоятельства очень важны для конструкций, чувствительных к распределе¬
нию нагрузки, то есть искривленных покрытий, арок, куполов, большепро¬
летных плоских покрытий и т. д.
На рис. 5.5 показано в качестве примера разрушение покрытия Желез¬
нодорожного музея Балтимора и Огайо (Мериленд, США), произошедшее
в феврале 2003 года от неравномерной нагрузки на поверхность покрытия.
Конструкция покрытия была образована решетчатыми балками с просты¬
ми опорами, расположенными радиально. Балки соединялись вместе го¬
ризонтальными стальными фланцами, не способными противостоять из¬
гибающим моментам. Неравномерное распределение нагрузки, вызванное
ветром (следы которого видны на рис. 5.5 на верхнем покрытии), вызвало
разрушение.
118
Глава 5. Снеговые нагрузки на покрытия
Таблица 5.1. Расчетные ситуации и распределение нагрузок для
различных местных условий
Нормальные
условия
Исключительные условия
Случай А
Случай В1
Случай В2
Случай ВЗ
Нет исключитель-
Исключительные
Нет исключитель-
Исключитель-
ных снегопадов.
снегопады.
ных снегопадов.
ные снегопады.
Нет исклю-
Нет исклю-
Исключительный
Исключительный
чительного
чительного
снегоперенос
снегоперенос
снегопереноса
снегопереноса
3-2(1) 3.3(1) 3.3(2) 3.3(3)
Постоянная/пере-
ходная расчетная
ситуация
[1] равномерное
PjCsCtSk
[2] неравномерное
PtCsCfSk
Постоянная/пере-
ходная расчетная
ситуация
[1] равномерное
PtCsCrSk
[2] неравномер¬
ное PtCsCfSk
Аварийная рас¬
четная ситуация
(где снег явля¬
ется аварийным
воздействием)
[3] равномерное
PtCsCrCsStSk
[4] неравномер¬
ное PtCsCfCeStSk
Постоянная/пере-
ходная расчетная
ситуация
[1] равномерное
PtCsCtSk
[2] неравномер¬
ное PtCsCtSk (кро¬
ме форм покры¬
тий, приведенных
в приложении В)
Аварийная рас¬
четная ситуация
(где снег явля¬
ется аварийным
воздействием)
[3] неравномер¬
ное PtSk (для
форм покрытий,
приведенных
в приложении В)
Постоянная/пере-
ходная расчетная
ситуация
[1] равномерное
PtCsCtSk
[2] неравномерное
PtCsCtSk (кроме
форм покрытий,
приведенных
в приложении В)
Аварийная рас¬
четная ситуация
(где снег явля¬
ется аварийным
воздействием)
[3] равномерное
PtCsCtCsStSk
[4] неравномерное
ptsk (для форм
покрытий, приве¬
денных в прило-
жении В)
ПРИМЕЧАНИЕ 1: исключительные условия определяются согласно Национальному при¬
ложению.
ПРИМЕЧАНИЕ 2: для случаев В1 и ВЗ в Национальном приложении могут определяться
расчетные ситуации, в которых учитываются те или иные локальные воздействия, описан¬
ные в разделе 6.
Другой пример неравномерно распределенной нагрузки показан на
рис. 5.6.
Если предполагается искусственное удаление или перераспределение ст. 5.2(5): 1991-1-3
снега, в EN 1991-1-3 разрешается, при необходимости, задавать соответ¬
ствующие виды распределения нагрузок в Национальном приложении.
Другая причина возможного увеличения снеговой нагрузки на покры- ст. 5.2(6): 1991-1-3
тие может появляться в регионах с возможным выпадением дождей поверх
снега с последующим таянием и замерзанием снега. Там, где возможен та¬
кой сценарий, расчетные снеговые нагрузки на покрытие должны быть уве¬
личены, особенно в случаях, когда снег и лед могут заблокировать систему
стока воды с покрытия.
Утверждают, что от указанного явления происходили фатальные разру¬
шения покрытий. По оценкам, в США ежегодно происходит около 2000 раз-
119
Часть 3. EN 1991-1-3: Еврокод 1: Часть 1.3: Снеговые нагрузки
Рис. 5.5. Железнодорожный музей Балтимора и Огайо (Мериленд, США),
разрушение покрытия
Рис. 5.6. Неравномерное распределение снега на сферических куполах,
покрывающих нефтяные резервуары
рушений покрытий, большинство из которых, как полагают, вызвано
эффектами затопления на больших плоских покрытиях от сильного сне¬
гопада и дождя. На рис. 5.7 показано частичное разрушение покрытия, про¬
изошедшее в Портленде, Орегон, в 2004 году.
120
Глава 5. Снеговые нагрузки на покрытия
Рис. 5.7. Частичное разрушение плоского покрытия от снега с дождем
В EN 1991-1-3 содержится просьба позаботиться об этом в соответству¬
ющем Национальном приложении.
Характеристики защищенности
Воздействие на конструкцию зависит от скорости ветра и особенностей
окружающей местности. Если здание окружено высокими деревьями или
другими высокими зданиями, это создает так называемую ситуацию зате¬
нения. C другой стороны, если препятствий поблизости от покрытия нет,
а в рассматриваемом регионе возникают сильные ветры, то результатом
являются условия открытости ветрам. В дополнении к EN 1991-1-3 содер¬
жится пожелание учитывать будущее развитие окружающей территории,
например в районах, где планируется давать разрешения на дальнейшее
строительство.
Коэффициент защищенности Ce определяется в EN 1991-1-3 как коэф- ст. 1.6.9:1991-1-3
фициент, описывающий снижение или увеличение нагрузки на покрытие
неотапливаемого здания как долю от характеристического значения веса
снегового покрова земли.
Коэффициент защищенности Ce используется в выражениях 5.1 и 5.2 ст. 5.2(7): 1991-1-3
для определения снеговой нагрузки на покрытие в случаях, когда отсут¬
ствует исключительный снегоперенос.
Выбор коэффициента производится в Национальном приложении. Ре¬
комендуемое значение 1,0, если для различной топографии местности не
указано иное. (Аналогом коэффициента защищености в СНиП «Нагрузки
и воздействия» служит коэффициент сноса Ce, который выполняет ту же
роль, но не отражает возможного увеличения снеговой нагрузки и не может
быть принят больше единицы. - Прим, ред.)
Таблица 5.1 EN 1991-1-3 частично воспроизведена ниже как табл. 5.2.
121
Часть 3. EN 1991 -1-3: Еврокод 1: Часть 1.3: Снеговые нагрузки
Таблица 5.2. Рекомендуемые значения Ce
для различной топографии местности
Топография местности
Ce
Открытая®
0,8
Нормальная6
1,0
Защищенная0
1,2
а Открытая местность: плоские незастроенные территории, не защищенные со всех сто¬
рон или слабо защищенные ландшафтом, более высокими элементами конструкций или
деревьями. Это проиллюстрировано на рис. 5.8(a).
ь Нормальная топография: области, где нет существенного переноса снега ветром на эле¬
ментах конструкций вследствие особенностей ландшафта, наличия других конструктив¬
ных элементов или деревьев. Это проиллюстрировано на рис. 5.8(b).
с Защищенная местность: области, в которых рассматриваемый конструктивный элемент
расположен значительно ниже или окружен высокими деревьями и (или) более высокими
элементами конструкций. Это проиллюстрировано на рис. 5.8(c).
Рис. 5.8. Примеры различных условий защищенности местности:
(а) открытые условия; (Ь) нормальные условия;
(с) защищенные условия
Температурные характеристики
ст. 1.6.8:1991-1-3 Скорость таяния снега на покрытиях после снегопада зависит от их коэф¬
фициента теплопроводности. EN 1991-1-3 определяет термический коэф¬
фициент Ct как коэффициент, отражающий уменьшение снеговой нагрузки
на покрытие как функцию теплового потока через покрытие, вызывающего
таяние снега. (Аналогом этого коэффициента в российских нормах служит
термический коэффициент Cv - Прим, ред.)
ст. 5.2(8): 1991-1-3 Термический коэффициент Ct используется в выражениях 5.1 и 5.2 для
определения снеговой нагрузки на покрытие в случаях, когда отсутствует
исключительный снегоперенос. Выбор Ct осуществляется в Национальном
приложении, рекомендуемое значение 1,0, если не указано иное.
Для покрытий с высоким коэффициентом теплопроводности (>1 Вт/м2К),
таких как стеклянные покрытия, эффект уменьшения снеговой нагрузки
заметен, особенно в случаях, когда будет происходить таяние снега между
верхней поверхностью покрытия и слоем снега, образуя тонкий слой воды,
снижающий трение между слоем снега и верхом покрытия, вызывая спол¬
зание снега с покрытия.
Следует проверить, что талая вода может стекать с поверхности покры¬
тия. Подробности можно найти в стандарте ISO 43554.
122
Глава 5. Снеговые нагрузки на покрытия
5.3. Коэффициенты формы покрытия
5.3.1. Общие сведения
В разделе 5.3 EN 1991-1-3 приводится коэффициент формы покрытия, ко¬
торый определяется как отношение снеговой нагрузки на покрытие к весу
снегового покрова земли при отсутствии снегопереноса, без учета влияния
эффектов защищенности и температурных воздействий. (Российским ана¬
логом коэффициента формы служит коэффициент ш перехода от веса сне¬
гового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие. - Прим, ред.)
В разделе 5.3 даются коэффициенты формы покрытия для равномер¬
ного и неравномерного распределений снеговой нагрузки для следующих
форм покрытий:
• односкатное, в ст. 5.3.2;
• двускатное, в ст. 5.3.3;
• многопролетное, в ст. 5.3.4;
• сводчатое, в ст. 5.3.5;
• покрытия, примыкающие и близко расположенные к более высоким
элементам конструкций, в ст. 5.3.6.
Неравномерно распределенные нагрузки задаются в этом разделе для
описанных типов покрытий, за исключением рассмотрения случаев исклю¬
чительного снегопереноса, описываемых в приложении В EN 1991-1-3.
Применение приложения В разрешается в Национальном приложении.
Рекомендации по коэффициентам формы, данные в настоящем Руко¬
водстве, не повторяют реальных значений, заданных в статьях раздела
5.3 EN 1991-1-3 для различных форм покрытий. В Руководстве, однако,
будет приведена дополнительная информация для каждой формы по¬
крытия и будет показано также сравнение для нормального случая и
случая исключительного снегопереноса. Этот раздел настоящей части
Руководства содержит несколько дополнительных примеров.
ст. 1.6.7:1991-1-3
ст. 5.3.2:1991-1-3
ст. 5.3.3:1991-1-3
ст. 5.3.4:1991-1-3
ст. 5.3.5:1991-1-3
ст. 5.3.6:1991-1-3
ст. 5.3.1(1):
1991-1-3
Для других форм покрытий, не отраженных в этом разделе, указания
можно найти в стандарте ISO 43554.
В особых случаях, таких как консольные покрытия стадионов или дру¬
гие очень большие покрытия, или в тех случаях, когда прогнозируются тя¬
желые условия при задании распределения нагрузок, коэффициенты фор¬
мы для покрытия могут быть определены экспериментально с помощью
аэродинамической трубы с пограничным слоем.
Для покрытий, имеющих внешнюю геометрию, которая может привести
к существенному увеличению снеговой нагрузки по сравнению с покрыти¬
ями линейного профиля, требуется специальное рассмотрение для опреде¬
ления коэффициентов формы снеговой нагрузки.
Этот случай применим, например, к большим плоским покрытиям,
где элементы покрытия (например, железобетонные балки с предва¬
рительным напряжением) размещены таким образом, что могут рас¬
сматриваться как многопролетные покрытия (см. выше раздел 5.3.4),
свободная длина под двумя соседними скатами больше 3,5 м, а уклон
скатов - более 30°.
Пример такого покрытия показан на рис. 5.9. ст. 5.3.1(2): 1991-1-3
123
Часть 3. EN 1991-1-3: Еврокод 1: Часть 1.3: Снеговые нагрузки
Рис. 5.9. Пример покрытия с внешней геометрией,
которая может привести к увеличению снеговой нагрузки
На рис. 5.10, который воспроизводит рис. 5.1 EN 1991-1-3, приведены
коэффициенты формы для следующих типов покрытий:
ст. 5.3.2:1991-1-3 • односкатное;
ст. 5.3.3:1991-1-3 • двускатное;
ст. 5.3.4:1991-1-3 • многопролетное,
ст. 5.3.1(3): 1991-1-3 На рис. 5.10 а - уклон покрытия.
Рис. 5.10. Коэффициенты формы снеговой нагрузки
ст. 5.3.2(1):
1991-1-3
ст. 5.3.2(2):
1991-1-3
5.3.2. Односкатные покрытия
Для ст. 5.3.2(1) дополнительных рекомендаций не требуется.
Независимо от уклона ската, если на покрытии имеются заграждения
для снега или другие препятствия или если нижний край покрытия закан¬
чивается парапетом, коэффициент не должен быть ниже 0,8, так как на та¬
ких покрытиях не будет происходить сползания снега.
124
Глава 5. Снеговые нагрузки на покрытия
Распределение нагрузки, показанное на рис. 5.2 EN 1991-1-3, которое
должно использоваться как для случая равномерных, так и неравномернох
снеговых нагрузок, калибровано для размеров покрытий, которые обычно
встречаются в повседневной практике строительства зданий.
Проектировщик должен рассматривать большие плоские покрытия, ко¬
торые в EN 1991-1-3 трактуются как односкатные, при а = 0е.
Исследования с очевидностью показывают, что для больших покрытий
(например, квадратных или почти квадратных длиной около 40 м) слой
снега может быть неравномерным, и максимальное значение отношения
нагрузки на покрытие к ВСП земли достигает единицы. Рисунок 5.11 ил¬
люстрирует пример такого случая, который был получен в аэродинами¬
ческой трубе3 метеорологического типа. В этом случае, как показано на
рис. 5.11(a), коэффициент формы р местами достигает 1,08. Среднее зна¬
чение р в этом случае составляет 0,77.
(а)
(Ь)
Ветер
Ветер
t=>
Рис. 5.11. Испытания в аэродинамической трубе большого плоского
покрытия: (а) схематический показ снеговых наносов;
(Ь) модель, вид сбоку; (с) передне-боковой вид модели
125
Часть 3. EN 1991-1-3: Еврокод 1: Часть 1.3: Снеговые нагрузки
ст. 5.3.3(1):
1991-1-3
ст. 5.3.3(2):
1991-1-3
ст. 5.3.3(3)
и 5.3.3(4):
1991-1-3
Прим к ст. 5.3.3(4):
1991-1-3
5.3.3. Двускатные покрытия
К ст. 5.3.3(1) дополнительных указаний не требуется.
Как и в случае односкатных покрытий, независимо от углов наклона
скатов, если на покрытии имеются заграждения или другие препятствия
или если нижний край заканчивается парапетом, коэффициент не должен
быть принят ниже 0,8, так как на таких покрытиях не будет происходить
сползания снега.
Для статей 5.3.3(3) и 5.3.3(4) дополнительных указаний не требуется.
В EN 1991-1-3 допускается задавать альтернативное распределение не¬
равномерной нагрузки, основанное на местных условиях, в Национальном
приложении. (См. схему El приложения Г СНиП «Нагрузки и воздей¬
ствия». - Прим, ред.) Примером использования альтернативного задания
неравномерно распределенных нагрузок является покрытие, расположен¬
ное в Соединенном Королевстве, где коэффициенты формы покрытия по¬
лучены для приморского климата.
Ниже даны два примера: первый использует указание ст. 5.3.3 и ита¬
льянское Национальное приложение, второй - указания, данные в Нацио¬
нальном приложении к EN 1991-1-3 Соединенного Королевства.
Пример 5.1
Рассмотрим портальную раму, расположенную в Милане, Италия, с раз¬
мерами, показанными ниже на рисунке.
1 L = 20 000 1
Определение SkP1Ce и C1.
Характеристическое значение веса снегового покрова земли:
Из итальянской карты: зона I Средиземноморье.
Sk= 1.60 кН/м2.
Коэффициент формы:
Уклон: 10%;
ос = 6°10’;
Hi(oc) = 0,8.
Коэффициент защищенности:
Нормальная топография Ce= 1,0.
Термический коэффициент:
Изолированное покрытие Ct =1,0.
Распределение нагрузки для случая равномерной снеговой нагрузки
и для случая неравномерной снеговой нагрузки определены по указани-
126
Глава 5. Снеговые нагрузки на покрытия
ям ст. 5.3.3 EN 1991-1-3, и получены следующие профили коэффициен¬
тов формы снега:
(а) Равномерное распределение (случай i);
S = 0.8 X 1.60 = 1.28 kN/m2
(b) Неравномерное распределение (случаи ii и iii).
S = 0.5 X 1,28 = 0.64 kN/m2
s = 0.8 X 1.60= 1.28 kN/m2
пример 5.2
Рассмотрим ту же портальную раму, что и в примере 5.1, расположен¬
ную в горной Шотландии. См. Национальное приложение Соединен¬
ного Королевства, где Sk = 1,60 кН/м2, после учета поправки на высоту
местности.
(а) Равномерное распределение (случай i);
S = 0.8 X 1.60= 1.28 kN/m2
(b) Со снегопереносом (случаи ii);
I I s = 0.8 ж 1.60 = 1.28 kN/m2
(с) Неравномерное распределение (случаи iii).
I I S = 0.8 X1.60 = 1.28 kN/m2
5.3.4. Многопролетные покрытия
Для ст. 5.3.4(1) и 5.3.4(2) дополнительных указаний не требуется.
В EN 1991-1-3 допускается задавать альтернативное распределение не¬
равномерной снеговой нагрузки для местных условий в Национальном
приложении. (См. схему Г.5 приложения Г СНиП «Нагрузки и воздей¬
ствия». - Прим, ред.)
Рисунки 5.12(a) и (Ь) иллюстрируют различные схемы распределения
нагрузки для нормальных и аварийных условий (условные обозначения
см. EN 1991-1-3).
ст. 5.3.411) и
5.3.4(2): 1991-1-3
Прим к ст. 5.3.4(3):
1991-1-3
ст. В2(1): 1991-1-3
127
Глава 5. Снеговые нагрузки на покрытия
Равномерное и неравномерное распределения нагрузки определены с
применением указаний ст. 5.3.4 EN 1991-1-3, получены следующие про¬
фили для коэффициентов формы снега:
(а) Равномерное распределение (случай i);
2.28 kN/m2
1.51 kN/m2
1.51 kN/m?[~
2.28 kN/m2
(b) Неравномерное распределение (случай ii).
4.56 kN/m2
Профили, заданные в ст. 5.3.4, не применимы в случаях, когда уклон по¬
крытия больше 60°, поскольку в этом случае весь выпавший снег подвер¬
жен сползанию и перемещению.
Этот случай обычно отражен в Национальном приложении и рассмо¬
трен в стандарте ISO 43554.
5.3.5. Сводчатые покрытия
Для ст. 5.3.5(1) дополнительных указаний не требуется. ст. 5.3.5(1): 1991-1-3
Значения коэффициента формы, данные в этой статье, калиброваны
также на основе данных аэродинамических испытаний, выполненных на
129
Часть 3. EN 1991-1-3: Еврокод 1: Часть 1.3: Снеговые нагрузки
к !»walam
Прим. 2
кет. 5.3.5(1):
1991-1-3
ст. 5.3.5(2)
и 5.3.5(3):
1991-1-3
ст. 5.3.6(1):
1991-1-3
Рис. 5.13. Аэродинамическое испытание сводчатого покрытия
сводчатых покрытиях различного типа. Рисунок 5.13 показывает пример
результата такого испытания3. (Для сравнения см. схему Г.5 приложения Г
СНиП «Нагрузки и воздействия». - Прим, ред.)
Все коэффициенты формы предназначения для использования при
отсутствии на покрытии снегозадерживающих преград. Особые правила
для учета таких эффектов могут быть даны в Национальном приложении
к EN 1991-1-3.
Для ст. 5.3.5(2) и 5.3.5(3) дополнительных указаний не требуется.
5.3.6. Покрытия, примыкающие и близко
расположенные к более высоким элементам
конструкции
Коэффициенты формы для нормальных условий для случаев равномерно
и неравномерно распределенных снеговых нагрузок показаны на рис. 5.14.
На перемещение снега при неравномерном его распределении влияют
два явления: сползание снега с верхнего покрытия и накопление его, вы¬
званное перераспределением под действием ветра.
Первое явление возможно, когда уклон верхнего покрытия больше за¬
данной величины, которая в EN 1991-1-3 принята равной 15е. Это общее
указание. Важно, тем не менее, учитывать температурные свойства верхнего
покрытия; в случае стеклянного покрытия с высокой теплопроводностью
эффект сползания остается возможным даже при меньших углах уклона.
Коэффициент формы p*, учитывающий накопление снега под действи¬
ем ветра, был калиброван на основе данных аэродинамических испытаний,
пример которого показан на рис. 5.15.
Выражения для р*:
= (^i + b^)/2h<yh/sk, ((5.8) EN 1991-1-3)
130
Глава 5. Снеговые нагрузки на покрытия
м,
<аГ
Рис. 5.14. Коэффициенты формы для равномерного (а)
и неравномерного (Ь) распределений снеговой нагрузки
где:
у удельный вес снега, который при данных расчетах может быть принят
равным 2 кН/м3.
В Национальном приложении можно задавать диапазон изменения как
Pr. так и /5. Рекомендуемые пределы 0,8 < < 4. Рекомендуемые преде¬
лы длины переноса снега Is, принятой равной 2h, составляют 5 < Is < 15 м.
(Для сравнения см. схему Г.8 приложения Г СНиП «Нагрузки и воздей¬
ствия». - Прим, ред.)
Примеры применения нормальных распределений нагрузки для нерав¬
номерного случая даны в примерах 5.4 и 5.5.
Прим. 1
к a. 5.3.6(1):
1991-1-3
Прим. 2
к ст. 5.3.6(1):
1991-1-3
Рис. 5.15. Аэродинамические испытания многоярусного плоского
покрытия (ветер слева)
131
Часть 3. EN 1991-1-3: Еврокод 1: Часть 1.3: Снеговые нагрузки
пример 5.4
Рассмотрим здание на рис. 5.14 со следующими размерами:
/>, = 8,0 м;
Ь2 = 10,0 м;
Sk = 0,8 кН/м2;
а= 10е.
Из сказанного выше: при ос = 10°, р, - 0.
Для вычисления вклада ветра в накопление ргг рассмотрим измене¬
ние расстояния от верхнего покрытия до нижнего в пределах 0,5-7,0 м.
Из формулы (5.1 EN 1991-1-3) получим следующее изменение коэф¬
фициента формы ра.
Mm)
На графике линия А показывает изменение коэффициента р„„ которое
ограничено линией В (g Л/s*) и гиперболической линией C [(^1 + b2)/2h\.
При h, равном 5 м, эффект накопления снега даст коэффициент фор¬
мы рн., равный 1,80, а пиковая снеговая нагрузка в месте сопряжения
двух зданий составит 5 = ра„ Sk = 1,80 х 0:80 = 1,44 кН/м2.
При больших значениях h коэффициент формы р„, уменьшается от
влияния вихрей, возникающих у препятствия (см. рис. 5.15).
132
Глава 5. Снеговые нагрузки на покрытия
Пример 5.5
Рассмотрим здание из прежнего примера 5.4 со следующими размерами:
6, = 30,0 м;
Ь2 = 15,0 м.
Изменение коэффициента формы ри показано ниже на рисунке.
В этом случае для той же разности высот h = 5,0 м, коэффициент фор¬
мы поднимается до максимального значения 4,0, а соответствующая пи¬
ковая снеговая нагрузка - до 3,2 кН/м2.
Вышеописанные эффекты объясняются изменением области аэроди¬
намической тени вблизи перепада высот. Более широкие размеры в пла¬
не двух зданий приводят к чувствительному изменению вихрей и су¬
щественному перераспределению снега (см. рис. ниже, полученный при
аэродинамических испытаниях многоярусного покрытия с «большим»
нижним покрытием).
133
Часть 3. EN 1991-1-3: Еврокод 1: Часть 1.3: Снеговые нагрузки
Прим, к ст. 5.3.6(3):
1991-1-3
ст. В3(1): 1991-1-3
В EN 1991-1-3 позволено задавать альтернативное распределение на¬
грузки в Национальном приложении на основе местных условий. (См. схе¬
мы Г.8 и Г.9 приложения Г СНиП «Нагрузки и воздействия». - Прим.ред.)
На рис. 5.16 показана схема распределения нагрузок для аварийных ус¬
ловий (условные обозначения см. в EN 1991-1-3).
Рис. 5.16. Схема неравномерно распределенных нагрузок
для аварийных условий
134
Глава 6
Местные
воздействия
6.1. Общие положения
В этой главе рассматриваются снеговые нагрузки для проверки местных
воздействий, которые могут действовать на конструктивные элементы,
а не на всю несущую конструкцию, как в случаях нагрузок, рассмотренных
в главе 5.
Случаи, рассмотренные в данной главе, предназначены для проверки:
• наносов снега у выступов и преград Статья 6.2: EN1991-1-3
• нависания снега по краю покрытия Статья 6.3: EN1991-1-3
• снегозадерживающих устройств Статья 6.4: EN1991-1-3
Во всех случаях расчетные ситуации считаются постоянными/переход- ст. 6.1(2): 1991-1-3
ными.
Существует несоответствие в данной статье, которое приводит к про¬
тиворечию в тех случаях, когда учет наносов снега у выступов и преград
рассматривается применительно к таким местам, где Национальным при¬
ложением разрешено применение приложения В. Это будет давать альтер¬
нативные схемы нагрузок, которые на самом деле описывают исключи¬
тельный снегоперенос.
Для того чтобы лучше прояснить этот пункт, следует иметь в виду, что
при рассмотрении схем нагрузок, данных в приложении В для выступов и
преград, при местных проверках принято, что снег на покрытие повсюду
отсутствует, вопреки ст. 6.1(2). Представляется, таким образом, разумным
применять схему нагрузки, указанную в приложении В только в аварий¬
ных расчетных ситуациях. (Применение ст. 6.2: EN 1991-1-3 без учета схем
приложения В для условий РФ, на наш взгляд, может привести к недо¬
оценке снеговых нагрузок на покрытии. - Прим, ред.)
Часть 3. EN 1991-1-3: Еврокод 1: Часть 1.3: Снеговые нагрузки
ст. 6.2(1) и
сг. 6.2(2):1991-1-3
Прим. кст. 6.2.(1):
1991-1-3
ст. В4<1 ):1991-1-3
ст. В4(2) и В4(3):
1991-1-3
6.2. Снежные наносы у выступов и преград
Для ст. 6.2(1) и 6.2.(2) дополнительных указаний не требуется.
В EN 1991-1-3 позволяется задавать альтернативные неравномерно рас¬
пределенные нагрузки для местных условий в Национальном приложении.
(См. схемы Г.10 и Г.11 приложения Г СНиП «Нагрузки и воздействия». -
Прим.ред.)
На рис. 6.1 и 6.2 показаны схемы неравномерно распределенных нагру¬
зок для аварийных условий (условные обозначения см. в EN 1991-1-3).
Различие сделано для неравномерных схем распределения на выступах
и у преград и для парапетов и снегопереноса возле них.
Пример 6.1
Рассмотрим препятствие на плоском покрытии, изображенном ниже на
рисунке, расположенном в регионе, где характеристическое значение
ВСП земли равно Sk = 1,0 кН/м2. Рассмотрим изменение высоты Ii пре¬
пятствия в диапазоне от 0,0 до 1,5 м.
I
Из выражения:
P1 = 0,8, P2 = yh/sk (выражение 6.1 EN 1991-1-3)
с ограничением: 0,8 < р2 ^ 2,0. (выражение 6.2 EN 1991-1-3)
Приняв для удельного веса снега значение у = 2,0 кН/м3, мы получим
изменение коэффициента формы р2, показанное ниже на графике. Ли¬
ния А показывает изменение р2 в установленных пределах.
136
Глава 6. Местные воздействия
Препятствие на плоской крыше
Навес над дверью
или погрузочной площадкой,
где P1 £ 5 м
Препятствие на скате или изогнутой крыше
Рис. 6.1. Учет снега, наметенного к выступам и преградам, допускаемый
в национальном приложении для местных условий
hX
Hi-R
Ö,
\h
Снег за парапетом; плоская крыша
Снег во впадине позади парапета
на конце фронтона
Ьг
Примечание: Ьг должно
использоваться в расчете
коэффициента формы
Снег позади парапета на свесах крыши; скат или изогнутая крыша
Рис. 6.2. Снегоперенос к парапетам, разрешенный в Национальном
приложении для особых местных условий
137
Часть 3. EN 1991 -1 -3: Еврокод 1: Часть 1.3: Снеговые нагрузки
ст. 6.3(1):1991-1-3
Прим. кст. 6.3(1):
1991-1-3
ст. 6.3(2):1991-1-3
Прим, к ст. 6.3(2):
1991-1-3
Из графика очевидно, что накопление снега у препятствия является
значительным по сравнению с равномерным распределением pb кото¬
рое присутствует на остальной поверхности покрытия. Это происходит
только в том случае, если высота препятствия больше, чем слой снега на
покрытии при отсутствии ветра, который зависит от .¾. В данном случае
минимальная высота составляет = 0,8 х 1,0/2,0 = 0,4 м.
Длина зоны наноса Is, принимаемая равной 2А, ограничена в пределах
5< 4< 15 м.
Для всех случаев, рассмотренных на графике, длина зоны наноса рав¬
на 5,0 м.
6.3. Нависание снега по краю покрытия
Для мест, расположенных на умеренных и больших высотах (рекомендо¬
вано свыше 800 м (Не ясно, почему. У нас такой феномен проявляется по¬
всюду! - Прим, ред.)), расчет консольных частей покрытия за внешними
стенами должен учитывать вероятность нависания снега; пример такого
феномена показан на рис. 6.3. (У нас такая схема отсутствует. - Прим, ред.)
Нагрузка на погонный метр длины края покрытия задается следующей
формулой:
se = As2Д, (выражение 6.4: EN 1991-1-3)
где:
S наиболее неблагоприятный случай равномерной нагрузки для рассма¬
триваемого покрытия;
Y удельный вес снега, который можно принять равным 3 кН/м3;
k коэффициент, учитывающий нерегулярную форму снега.
Значения безразмерного коэффициента k могут быть даны в Нацио¬
нальном приложении. Рекомендуемые значения следующие:
k = 3/d, uok< dy,
где d - высота снегового покрова для покрытия, измеренная, как показано
на рис. 6.4.
Пример 6.2
Рассмотрим край покрытия, изображенный на рис. 6.4, примем, что зда¬
ние расположено на высоте 1200 м над уровнем моря в зоне, где харак¬
теристическое значение ВСП Sil = 1,50 кН/м2. Примем, что край покры¬
тия - часть двускатного покрытия с одинаковыми скатами а = 25°.
Из 5.3.1 и 5.3.3 мы получим наиболее неблагоприятную равномерную
нагрузку:
р,(а = 25°) = 0,8;
5= 1,50x0,8= 1,20 кН/м2.
Высота снегового покрова d составит: d = s/y = 1,20/3,0 = 0,40 м.
В этом случае коэффициент k примет верхнее предельное значение
A = A = 1,20.
Наконец, мы получим воздействие от нависающего снега:
= As2A = 1,20 X 1,202/3,0 = 0,58 кН/м.
138
Часть 3. EN 1991-1-3: Еврокод 1: Часть 1.3: Снеговые нагрузки
Рис. 6.5. Снеговая нагрузка на снегозадерживающее устройство
Пример 6.3
Рассмотрим односкатное покрытие, показанное на рис. 6.5, с уклоном
покрытия 30“, расположенное на местности, где характеристическое зна¬
чение ВСП составляет Sk = 1,00 кН/м2.
Рассчитаем силу Fst приложенную к заграждению от сползающей мас¬
сы снега, приняв расстояние между двумя соседними заграждениями
b = 3 м.
Из 5.3.1 и 5.3.3 мы получим наиболее неблагоприятную равномерную
нагрузку для рассматриваемого покрытия:
р,(а = 30°) “ 0,8.
Соответствующая снеговая нагрузка на покрытие s = 0,8 х 1,00 =
= 0,80 кН/м2.
Из выражения 6.5 она составит:
Fs = sb sin cc = 0,80 х 3,0 х sin(30“) = 1,20 кН/м.
140
Глава 7
Приложение А.
Расчетные ситуации
и распределение
нагрузок
для различных
местных условий
Это приложение суммирует в табличной форме четыре возможных случая
для определения расчетной ситуации и распределения нагрузки, которые
используются в соответствии с указаниями, содержащимися в Националь¬
ном приложении.
Детальное описание четырех случаев см. в главе 3.
СТ.А.1: EN 1991-1-3
Часть 3. EN 1991 -1 -3: Еврокод 1: Часть 1.3: Снеговые нагрузки
табл. А.1:1991-1-3 Таблица А. 1. Расчетные ситуации и распределение нагрузок для
различных местных условий
Исключительные условия
Нормальные
условия
Случай А
Нет исключитель¬
ных снегопадов, у
Нет исклю¬
чительного
снегопереноса
3.2(1)
Постоянная/пере-
ходная расчетная
ситуация
[1] равномерное
HyCeCfSk
[2] неравномерное
HyCeCfSk
Случай В1
Исключительные
снегопады.
Нет исклю¬
чительного
снегопереноса
3.3(1)
Постоянная/пере-
ходная расчетная
ситуация
[1] равномерное
HyCeCfSk
[2] неравномер¬
ное HyCeClSk
Аварийная рас¬
четная ситуация
(где снег явля¬
ется аварийным
воздействием)
[3] равномерное
HfCeCfCeSfSk
[4] неравномер¬
ное HlCeCfCeS/Sk
Случай В2
Нет исключитель¬
ных снегопадов.
Искл ючител ьный
снегоперенос
3.3(2)
Постоянная/пере-
ходная расчетная
ситуация
[1] равномерное
HyCeCfSk
[2] неравномер¬
ное HyCeCfSft (кро¬
ме форм покры¬
тий, приведенных
в приложении В)
Аварийная рас¬
четная ситуация
(где снег явля¬
ется аварийным
воздействием)
[3] неравномер¬
ное IIfSk (для
форм покрытий,
приведенных
в приложении В)
Случай ВЗ
Исключитель¬
ные снегопады.
Исключительный
снегоперенос
3.3(3)
Постоянная/пере-
ходная расчетная
ситуация
[1] равномерное
HyCeCfSk
[2] неравномерное
HfCeCfSk (кроме
форм покрытий,
приведенных
в приложении В)
Аварийная рас¬
четная ситуация
(где снег явля¬
ется аварийным
воздействием)
[3] равномерное
HyCeCfCeSfSk
[4] неравномерное
HfSk (для форм
покрытий, приве¬
денных в приложе-
нии В)
ПРИМЕЧАНИЕ 1: исключительные условия определяются согласно Национальному при¬
ложению.
ПРИМЕЧАНИЕ 2: для случаев В1 и ВЗ в Национальном приложении могут определяться
расчетные ситуации, в которых учитываются те или иные локальные воздействия, описан¬
ные в разделе 6.
142
Глава 8
Приложение В.
Коэффициенты
формы снеговых
нагрузок
при исключитель¬
ном снегопереносе
Эта глава рассмотрена в главах 5 и 6 настоящей части Руководства. Сле¬
дует учесть, что значения р, приведенные в приложении, - безразмерные
величины.
Глава 9
Приложение С.
Европейские карты
веса снегового
покрова земли
Приложение C EN 1991-1-3 представляет Европейские карты веса снегово¬
го покрова (ВСП) земли, являющиеся одним из главных результатов науч¬
ной работы, проведенной по контракту DGIII/D-3 специально созданной
исследовательской группой Европейской Комиссии2,3.
Карты представляют собой значительную инновацию версии EN насто¬
ящей части Еврокода I. В предыдущей версии ENV 1991-2-36 ВСП земли
в разных странах CEN, которых на тот момент было 18, были даны в форме
индивидуальных национальных карт.
Это собрание информации о снеге, применяемое в различных странах -
членах CEN, стимулировало сравнительные исследования, которые обна¬
ружили расхождение вдоль национальных границ.
Это было вызвано рядом причин:
• национальные законодательства разрабатывались совершенно незави¬
симо друг от друга;
• различные процедуры измерения количества снега;
• способ обработки данных;
• трактовка исключительных снегопадов;
• выбор типа статистического распределения для расчета характеристи¬
ческих значений;
• выбор периода повторяемости.
Часть 3. EN 1991-1 -3: Еврокод 1: Часть 1.3: Снеговые нагрузки
В отчете об исследовательской работе2 с целью помочь национальным
органам в переработке их карт и устранения или уменьшения несовпаде¬
ний значений снеговой нагрузки на границах стран - членов CEN был уста¬
новлен единый подход к обработке данных по снегу и к разработке карт.
Большинство карт, представленных в этом приложении, были разрабо¬
таны на основе собрания данных по снегу в 18 странах CEN1 которые были
включены в прежний кодекс ENV База данных по снегу состоит из при¬
мерно 2600 метеостанций, разбросанных по Европе в пределах широты от
35е (Кипр) до 70° (Нордкап, Норвегия).
Карты, представленные в приложении C EN 1991-1-3 для Чешской Ре¬
спублики С(5), Исландии С(6) и Польши С(7), были добавлены в прило¬
жение, но не были переработаны в рамках исследовательской работы.
Карты базируются на общей процедуре статистической обработки дан¬
ных, поступающих с отдельных метеостанций. Период повторяемости для
расчета характеристических значений установлен равным 50 лет, как это
указано в EN 1990 для климатических воздействий. Статистический ана¬
лиз выполнен для ежегодных максимальных значений с использованием
функции распределения Гумбеля типа I. Зимы, когда не было снега, также
принимались в расчет. Исключительные значения ВСП земли (см. разде¬
лы 4.1 и 4.3 настоящей части Руководства) исключались из базы данных.
Рисунок 9.1 показывает в качестве примера вероятностный график для
метеостанции в Парме, Италия, где различие между годами с нулевой на¬
грузкой и ненулевыми годами очевидно. Также на рисунке показана кри¬
вая наилучшей аппроксимации ненулевых значений и характеристическое
значение, полученное из пересечения этой линии с горизонтальной лини¬
ей, расположенной на значении 3,90 приведенной вероятностной шкалы
(ордината), соответствующей вероятности превышения 0,02, что прибли¬
зительно соответствует 50-летнему периоду повторяемости.
Характеристические значения веса снегового покрова земли в опреде¬
ленном месте расположения метеостанции должны быть интерполирова-
Рис. 9.1. Вероятностный график распределения Гумбеля типа I,
метеостанция в Парме, Италия; характеристическое значение = 1,35 кН/м2
146
Глава 9. Приложение С. Европейские карты веса снегового покрова земли
ны с другими значениями для получения непрерывного географического
представления изменения BC П.
На первый взгляд, простейшим решением было бы создание карты на¬
прямую, давая характеристическую снеговую нагрузку в каждом месте.
Однако в большинстве горных областей Европы такая карта была бы чрез¬
мерно детализированной и повторяла бы в подробностях топографический
рельеф. В большинстве регионов с однородными климатическими особен¬
ностями наилучшим путем представления снеговых нагрузок на карте для
пользования инженерами-расчетчиками является определение областей,
в которых может быть применена данная функция высоты, принимая
таким образом, что снеговая нагрузка изменяется только с высотой, пре¬
небрегая другими влияниями, вызванными такими эффектами, как при¬
сутствие больших масс воды (озер) или накопление снега в долинах и т. д.
Эти эффекты были тщательно проанализированы, и данные с метеостан¬
ций, представлявшие значительные изменения от окружающей местности,
были исключены из базы данных.
C помощью анализа корреляции между характеристическими значения¬
ми ВСП и высотой местности метеостанции 18 стран CEN были поделены
на однородные климатические регионы. Европейская территория поделена
на десять климатических регионов, как показано на рис. 9.2.
AnbTtttftcoiti регион
Воете* центральной Европы
Запад центральной Европы
Греция
Пиренейский полуостров
Исландия
Срэдагзомнйморслий регион
Норвегия
Швеция. Финляндии
Великобритания. Ирландская Республика
WOO Q ЮОО 2000 3000 4000 км
Рис. 9.2. Европейские климатические регионы
Границы каждого региона, определенные с помощью критериев кор¬
реляции, показанных выше, не обязательно совпадают с национальными
границами; например, к Альпийскому региону относятся Швейцария, Ав¬
стрия и части Германии, Франции и Италии (см. рис. 9.3).
На рис. 9.4 показана точечная диаграмма (ВСП земли - высота над уров¬
нем моря) для Альпийского региона. Каждая точка на диаграмме представ¬
ляет метеостанцию, и возможно рассчитать с помощью регрессионного
анализа кривую аппроксимации корреляции веса снегового покрова земли
и высоты. В примере кривая аппроксимации - парабола, описываемая вы¬
ражением С.1.
147
Часть 3. EN 1991-1-3: Еврокод 1: Часть 1.3: Снеговые нагрузки
Рис. 9.3. Альпийский регион. ВСП на уровне моря
25 г
i Альпийский регион
Высота, м
Рис. 9.4. Альпийский регион. Корреляция между характеристическим
значением веса снегового покрова земли и высотой над уровнем моря
(0,642Z+ 0,009)
I
где:
А высота площадки над уровнем моря в метрах;
Z номер района, заданный на карте.
(С.1)
148
Глава 9. Приложение С. Европейские карты веса снегового покрова земли
Сложность представляет то, что каждый климатический регион (см.
рис. 9.2) имеет свое уникальное выражение. Эти выражения даны в табл.
Cl EN 1991-1-3.
Изменение Z позволяет охватить всю точечную диаграмму в п интерва¬
лах, в случае приведенного примера - в пяти. Каждый интервал на рис. 9.4
представлен средней пунктирной линией.
Метеостанции, принадлежащие к одному интервалу, географически
идентифицируются и группируются в один район. На рис. 9.3 пять иденти¬
фицированных по точечной диаграмме районов редуцированы до четырех.
Два верхних района, 4 и 5, здесь сгруппированы вместе.
Пример С.1
Рассмотрим карту веса снегового покрова земли для климатического
региона Запад Центральной Европы, показанную на рисунке ниже, для
расчета снеговой нагрузки в Париже, 75 м над уровнем моря.
Зона№
кН/м'
(A=O)
1
0,1
I
2
0,2
I
3
0,4
IZl
4,5
0,7
Номер района, соответствующий Парижу, - 2.
Функция высоты для региона Запад Центральной Европы представ¬
лена выражением:
5*
= 0.498Z- 0,082 +
А
966’
При Z = 2 и А = 75 получаем:
Sk = 0,32 кН/м2.
Данные метеостанций из пограничных областей, расположенные в пре¬
делах 100 км в прилегающих регионах, также были включены. Таким спо¬
собом существенно ограничено отсутствие непрерывности на границах
климатических районов.
149
Часть 3. EN 1991-1-3: Еврокод 1: Часть 1.3: Снеговые нагрузки
Пользование картами чрезвычайно просто; инженеру нужно только вве¬
сти место на карте и высоту в метрах. При известных номере зоны и функ¬
ции высоты легко получается характеристическое значение веса снегового
покрова земли. Пример иллюстрирует эту процедуру.
Карты, данные в приложении C EN 1991-1-3, рекомендованы как репре¬
зентативные для достижения целей, указанных в ст. С(2) EN 1991-1-3;
• оказание помощи компетентным государственным органам в разработ¬
ке своих национальных карт;
• установление гармонизированных процедур по разработке карт.
Окончательной целью внедрения этих европейских карт будет устране¬
ние или снижение несовпадений значений снеговой нагрузки на границах
стран - членов CEN.
Необходима дополнительная работа по расширению карт для включе¬
ния в них «новых* членов CEN, которых теперь 28. (Такая работа сейчас
проводится в РФ. - Прим, ред.)
150
Глава 10
Приложение D.
Корректировка веса
снегового покрова
в зависимости
от периода
повторяемости
Значения веса снегового покрова земли, данные на картах приложения C
и в Национальных приложениях, являются характеристическими значени¬
ями. По определению они базируются на ежегодной вероятности превы¬
шения 0,02, соответствующей среднему периоду повторяемости приблизи¬
тельно 50 лет (см. раздел 4.1 настоящей части Руководства).
Для получения снеговых нагрузок, соответствующих другому периоду
повторяемости, рекомендуется применять следующую формулу:
=
1 -
{ln[-ln(l -PJ]+ 0.57722}
(I +2.5923 V)
(выражение D.l)
где:
Si характеристическое значение веса снегового покрова земли (с перио¬
дом повторяемости 50 лет, согласно EN 1990:2002);
Ct-D(I) и D(2):
1991-1-3
Глава 10. Приложение D. Корректировка веса снегового покрова
1.6 Г
1.4
1.2 -
а
л
а
1,0
*
й
• ♦
•&
е
0,2 -
200
400
600 800
Высота (м)
1000
1200
1400
Рис. 10.2. Коэффициент вариации в зависимости от высоты
для 331 метеостанции Германии
брос соответствует меньшим значениям снеговых нагрузок, которые обыч¬
но регистрируются на метеостанциях, расположенных на малой высоте.
Для начальных расчетов и в тех случаях, когда не требуется уточненных
оценок, можно пользоваться средними значениями коэффициента вариа¬
ции для климатического региона или даже для нескольких регионов.
В ссылке 3 коэффициент вариации рассчитан для 18 стран с картами
в приложении C и обработан в исследовательской работе; итоговое общее
среднее значение V = 0,6.
На рис. 10.3 показано графическое представление выражения D.1, для
0,2 ^ V < 0,6.
Рис. 10.3. Изменение веса снегового покрова земли в соответствии
с периодом повторяемости
er. D(3): 1991-1-3
153
Часть 3. EN 1991-1-3: Еврокод 1: Часть 1.3: Снеговые нагрузки
Для периода повторяемости 10 лет, который, например, может быть свя¬
зан с периодом строительства, с ожидаемой номинальной длительностью
один год (см. часть б настоящего Руководства и главу 2 EN 1991-1-6), от¬
ношение sjsk меняется от 0,83 для V- 0,2 до 0,70 для V = 0,6.
ст. D(4): 1991-1-3 Выражение D.1, если это разрешено Национальным приложением, мо¬
жет быть также использовано для расчета веса снегового покрова земли
для других вероятностей превышения, таких как сооружения, где высокий
риск превышения считается приемлемым (например, теплицы) или где
требуется безопасность выше обычной (например, стратегические соору¬
жения).
154
Глава 11
Приложение Е.
Удельный вес снега
Удельный вес снега - функция многих параметров, среди которых:
• возраст снегового покрова на земле или покрытии;
• расположение площадки;
• воздействие солнеч ной радиации;
• климат и высота самого места.
Дель Kopco и Формичи7 показали и обсудили в деталях влияние на
определение удельного веса снега по записям в Италии, которые коротко
суммированы ниже в качестве примера для регионов со средиземномор¬
ским климатом.
Во-первых, температура воздуха во время снегопада играет чрезвычайно
важную роль в образовании снежных кристаллов, определении их размера
и формы, тенденции к слипанию, приводя к низкому удельному весу в слу¬
чае сухого холодного воздуха и высокому удельному весу в случае влаж¬
ного, сравнительно теплого воздуха. Таким образом, влажные снежинки
(обычно во влажном, сравнительно теплом воздухе) подвержены слипа¬
нию, тогда как сухие снежинки (обычно сухой холодный воздух) больше
напоминают песчинки, управляемые эффектами трения.
Кроме того, было замечено, что удельный вес снега быстро увеличива¬
ется через нескольких часов после снегопада. Это в основном происходит
от эффекта модификации формы кристаллов нижних слоев под давлением
верхних; это проявляется в уменьшении объема слоя снега и увеличении
массы.
Продолжительность лежания снега на земле (или покрытии) является
также чрезвычайно важным параметром, заметно влияющим на удельный
вес снега. У старых слоев снега удельный вес изменяется от переноса -
сжатия - эрозии, последовательности снегопадов, действия ветра и пере¬
мен температуры. Таким образом, «молодой» снег имеет меньший удель-
ст. Е( 1):1991 -1-3
Часть 3. EN 1991-1-3: Еврокод 1: Часть 1.3: Снеговые нагрузки
ст. Е(2): 1991-1-3
ный вес, чем «старый». Опять же существует эффект сжатия нижних слоев
снега, который может включать влагу, выделяющуюся при таянии верхних
слоев.
Измерения на нескольких метеостанциях в итальянских Альпах описа¬
ны Заноном8, когда снег остается на земле на период в несколько месяцев;
данные показывают выраженную тенденцию увеличения удельного веса со
временем. Особенно было замечено, что быстрое увеличение происходит
в начале зимы от снегопереноса и сжатия различных свежих слоев снега. За
этим следует «центральный» период, во время которого, вероятно от стаби¬
лизации формы и структуры кристаллов, плотность снега близка к посто¬
янной. Наконец, во время фазы таяния плотность быстро увеличивается от
присутствия воды.
На рис. 11.1 показан упрощенный закон изменения удельного веса, ос¬
нованный на этих исследованиях, приспособленный для условий Италии,
для преобразования глубины снегового покрова в снеговую нагрузку на
землю, когда возраст снегового покрова (р) более 10 дней.
Значения р,, р2, р3 - пределы изменения удельного веса снега за период
«р». Периоды Ctp и Yp - начальный и конечный, связанные с увеличением
удельного веса снега; ßp - «центральный» период, когда удельный вес снега
можно считать постоянным. Значения для экспериментальных измерений
следующие8“10:
р, = 2,15 кН/м3, Otp = 0,3;
р2 - 3,50 кН/м3, ßp ~ 0,4;
P3 = 5,15 кН/м3, Yp = 0,3.
Для слоев снега возрастом менее 10 дней, что типично для равнинных
мест, где снег выпадает за один снегопад, удельный вес снега можно считать
постоянным и равным 2,50 кН/м3.
Когда нет прямых измерений и за исключением случаев, описанных
в разделах 1-6 EN 1991-1-3, средний удельный вес снега на земле мож-
156
Глава 11. Приложение Е. Удельный вес снега
но принимать меняющимся в пределах, указанных в табл. 11.1 (ст. Е(2):
EN1991-1-3).
Таблица Е.1: Средний удельный вес снега
Тип снега
Удельный вес, [кН/м3]
Свежевыпавший
1,0
Осевший (несколько часов или дней после своего
выпадения)
2,0
Старый (несколько недель или месяцев после
своего выпадения)
2,5-3,5
Влажный
4,0
157
Часть 3. EN 1991-1-3: Еврокод 1: Часть 1.3: Снеговые нагрузки
Ссылки к части 3
1. EN 1991-1-3:2003. Euroccxie I - Actionson Structures - Part 1-3: General
Actions - Snow loads. European Committee for Standardisation, Brussels,
2003.
2. Final Report to the European Commission, Scientific Support Activity
in the Field of Structural Stability of Civil Engineering Works: Snow
Loads - Phase I. Department of Structural Engineering, University of Pisa,
March 1998. The document is available at the Commission of the European
Communities DG III, D-3 Industry, Ruede la Loi, 200 B, 1049 Brussels, or at
the Universita4 degli Studi di Pisa Dipartimento di Ingegneria Strutturale,
Via Diotisalvi, 2,56100 Pisa, Italy. Or online at: http://www2.ing. unipi.it/
dis/snowloads/
3. Final Report to the European Commission, Scientific Support Activity
in the Field of Structural Stability of Civil Engineering Works: Snow
Loads - Phase 2. Department of Structural Engineering, University of
Pisa, September 1999. The document is available at the Commission of the
European Communities DG III, D-3 Industry, Rue de la Loi, 200 B, 1049
Brussels, or at the Universita' degli Studi di Pisa Dipartimento di Ingegneria
Strutturale, Via Diotisalvi, 2, 56100 Pisa, Italy. Or online at: http://www2.
ing. unipi.it/dis/snowloads/
4. ISO 4355: 1998. Bases for Design of Structures - Determination of Snow
Loads on Roofs. International Organisation for Standardisation, Geneva,
1998.
5. Irwin, R, Höchstenbach, F. and Gamble, L Wind and Snow Considerations
for Wide Span Enclosures. Rowan Wiliams Davies & Irwin, Ontario, Cana¬
da, 2004.
6. ENV1991-2-3:1996. Eurocode I. Basis of Design and Actions on Structures.
Actions on Structures. Snow loads. European Committee for Standardisa¬
tion, Brussels, 1996.
7. Del Corso, R. and Formichi, P. A proposal fora new normative snow load map
for the Italian territory in Proceedings of the 5th International Conference
on Snow Engineering, Davos, Switzerland, 2004. A.A. Balkema, Rotterdam,
2004.
8. Zanon, G. Osservazioni sul manto nevoso alia stazione pilota della Fedaia
nell’inverno 1962-1963. Bollettino Comitato Glaciologico Italiano, 1967,
Series II, No. 13, Part 2.
9. Del Corso, R. and Formichi, P. Duration of the snow load on the ground in
Italy. Proceedings of the 4 th International Conferenceon Snow Engineering,
Trondheim, NorwaylJune 2000. A.A. Balkema, Rotterdam, 2000.
10. Del Corso, R. and Formichi, P. Shape coefficients for conversion of ground
snow loads to roof snow loads. Proceedings of the 16th International Cong¬
ress of the Precast Concrete Industry, Venice, Italy, May 1999.
158
ЧАСТЬ А:
EN 1991-1-4:
Еврокод 1:
Часть 1-4: Ветровые
воздействия
Part 4: EN 1991-1-4: Eurocode 1: Part 1-1:
Wind Actions
Часть 4. EN 1991-1-4: Еврокод 1: Часть 1.4: Ветровые воздействия
В этой части приводится краткое введение в EN 1991-1-4: Еврокод 1: Воз¬
действия на сооружения - Часть 1-4: Основные воздействия - Ветровые
воздействия [1 ]. Подробное обоснование этой части Еврокода дано в книге
N. J. Cook «Thomas Telford Designers’ Guide on wind actions»[2].
Стиль этого краткого введения отличается от других частей данного
руководства тем, что в нем даются рекомендации только по выбранным
положениям. В этой части содержатся многочисленные ссылки на наци¬
ональное приложение Великобритании к EN 1991-1-4 и BS 6399: часть 2.
Важная информация (текстовая, графическая и т. д.) выделена в тексте спе¬
циальным образом.
Содержание EN 1991-1-4
Стандарт EN1991 -1-4 состоит из восьми разделов и шести справочных при¬
ложений:
Раздел 1. Общие положения
Раздел 2. Расчетные ситуации
Раздел 3. Моделирование ветровых воздействий
Раздел 4. Скорость ветра и давление ветра
Раздел 5. Ветровые воздействия
Раздел 6. Пульсационный параметр воздействия cjcd
Раздел 7. Аэродинамические коэффициенты давления и силы
Раздел 8. Ветровые воздействия на мосты
Приложение А (справочное). Типы местности
Приложение В (справочное). Первый метод определения пульсационного
параметра воздействия CsCj
Приложение C (справочное). Второй метод определения пульсационного
воздействия CsCd
Приложение D (справочное). Значения параметра Cjcd для разных типов
сооружений
Приложение E (справочное). Резонансное вихревое возбуждение и аэро¬
динамическая неустойчивость
Приложение F (справочное). Динамические свойства сооружений
160
Глава 1
Общие положения
1.1. Область применения
В EN 1991-1-4 приводятся указания по определению природных ветровых
воздействий, учитываемых при проектировании зданий и инженерных со¬
оружений. К ним относятся нагрузки, действующие на конструкции в це¬
лом или их элементы, например узлы, элементы фасада с креплениями.
Требования EN 1991-1-4 распространяются на:
• здания и инженерно-технические сооружения высотой до 200 м;
• мосты пролетом до 200 м, при условии что они удовлетворяют критери¬
ям по динамическим характеристикам.
EN 1991-1-4 служит для определения нормативных ветровых нагрузок
на наземные сооружения, их элементы и выступающие части.
Требования EN 1991-1-4 не распространяются на следующие расчетные
ситуации: •• решетчатые пространственные конструкции с непараллельными гра¬
нями;
• мачты и трубы на растяжках (приведены в EN 1993);
• воздействия ветра на вантовые и висячие мосты;
• колебания пролетных конструкций мостов при действии пульсаций ве¬
тровой нагрузки в поперечном направлении;
• крутильные колебания зданий;
• сооружения, для которых необходимо учитывать колебания по не¬
скольким собственным формам.
Диапазон применения EN 1991-1-4 значительно шире по сравнению
с некоторыми Национальными европейскими стандартами. Например,
область действия EN 1991-1-4 значительно шире, чем BS 6399-2 [3], так
как Еврокод включает в себя описание воздействия ветра на сооружения,
которых нет в BS 6399-2 и которые приведены в ряде других британских
стандартах и руководствах по проектированию. В некоторых случаях, на¬
пример при расчете динамической реакции сооружений, в британском
стандарте не существует положений, равнозначных Еврокоду.
ст. 1.1(1):1991-1-4
ст. 1.1(2): 1991-1-4
ст. 1.1(3): 1991-1-4
ст. 1.1(11):
1991-1-4
Часть 4. EN 1991-1-4: Еврокод 1: Часть 1.4: Ветровые воздействия
1.2. Определения и условные обозначения
ст. 1.6 и 1.7: Некоторые термины, условные обозначения и определения, применяемые
1991-1-4 в EN1991-1-4, являются новыми для проектировщиков.
Основные различия между EN 1991-1-4 и практикой, принятой в Вели¬
кобритании, приведены ниже. Номер в скобках указывает пункт, в котором
термин впервые упоминается в EN 1991-1-4.
ст. 6.3.1(1): •
1991-1-4
ст. 4.5(1): 1991-1-4 •
ст.4.2(2)Р: •
1991-1-4
ст. 4.2(2)Р: •
1991-1-4
ст. 4.5(1): 1991-1-4 •
ст. 5.3(2): 1991-1-4 •
ст. 5.3(2): 1991-1-4 •
ст. 4.2(1)Р: 1991-1-4 •
Квазистатическая составляющая реакции В (6.3.1(1)): квазистатиче-
ская составляющая реакции не учитывает корреляцию пульсаций дав¬
ления по поверхности конструкции или элемента конструкции. В BS
6399-2 нет эквивалентного параметра. (В российских стандартах [1R]
подобный параметр непосредственно не вводится. - Прим, пер.)
Нормативное давление qb (4.5(1)): определяется из нормативной ско¬
рости ветра по направлению (^= 0/613Vb2). В BS 6399-2 нет эквива¬
лентного параметра. (В российских стандартах [1R] этот параметр обо¬
значается wQ. - Прим, пер.)
Нормативная скорость ветра по направлению Vb (4.2(2)Р): представ¬
ляет собой нормативную скорость ветра с учетом его направления и се¬
зонности. В BS 6399-2 не существует прямою аналога этому параметру.
(В СНиП 2.01.07-85* подобный параметр не вводится. - Прим, пер.)
Коэффициент, учитывающий направление Cjir (4.2(2)Р): используется
для изменения нормативной скорости ветра по направлению для опре¬
деления скорости ветра с одинаковой вероятностью превышения при
любом направлении ветра. Коэффициент Cdir соответствует Sd в BS 6399-
2. (В СНиП 2.01.07-85* подобный параметр не вводится. - Прим, пер.)
Общий высотный коэффициент ce(z) (4.5(1)): зависит от типа местно¬
сти, топографии и высоты сооружения. Подобен коэффициенту Sfi в BS
6399-2. (В СНиП 2.01.07-85* этот параметр обозначен k(z). - Прим, пер.)
Коэффициент силы Cf (5.3(2)): представляет собой отношение силы,
действующей на конструкцию или ее элемент к пиковому значению
давления ветра, умноженное на размер соответствующей области. В BS
6399-2 нет эквивалентного параметра. (В СНиП 2.01.07-85* подобный
параметр не вводится. - Прим, пер.)
Коэффициент трения Cfi. (5.3(2)): представляет собой отношение тре¬
ния скольжения по поверхности параллельно действию ветра к пиково¬
му значению давления ветра, умноженное на размер соответствующей
области. Соответствует коэффициенту Cj в BS 6399-2. (В российских
стандартах подобный коэффициент относится не к пиковому, а к сред¬
нему давлению ветра. - Прим, пер.)
Нормативная скорость ветра Vb o <4.2(1)Р): представляет собой ско¬
рость ветра на уровне 10 м над поверхностью земли для открытого типа
местности, соответствующую 10-минутному интервалу осреднения не¬
зависимо от направления ветра, с вероятностью превышения 0,02. В
основном разделе BS 6399-2 нет эквивалентного параметра. Для Вели¬
кобритании:
Щ.о ~ v Ь,О cOlt >
где
о\о скорость ветра на уровне 10 м над поверхностью земли для от¬
крытого типа местности с учетом высоты над уровнем моря, соот-
162
Глава 1. Общие положения
ветствующая 10-минутному интервалу осреднения независимо от
направления ветра, с вероятностью превышения 0,02;
сак параметр, показывающий влияние высоты над уровнем моря на
нормативную скорость ветра.
(В СП 20.13330.2011 этот параметр обозначается V0t50. - Прим, пер.)
Средняя скорость ветра по направлению юя(г) (4.2(2)Р примечание 4):
представляет собой нормативную скорость ветра по направлению с уче¬
том типа местности и топографии (определено ниже). В BS 6399-2 не
существует прямого аналога этому параметру. (В СНиП 2.01.07-85* по¬
добный параметр не вводится. - Прим, пер.)
Коэффициент топографии c0(z) ¢4.3.1(1)): учитывает увеличение
средней скорости ветра в местах топографических особенностей мест¬
ности, таких как холмы, утесы и склоны. Коэффициент c0(z) рассчиты¬
вается таким же методом, с учетом топографических особенностей, как
и параметр Sa в BS 6399-2. (В СНиП 2.01.07-85* подобный параметр не
вводится. - Прим, пер.)
Пиковое значение давления ветра qp(z) (4.5(1)): представляет собой
локальную скорость ветра с учетом местности и размера сооружения.
Параметр qp(z) соответствует qs в BS 6399-2. (Этот параметр частично
соответствует да+(.) в [2R]. - Прим, пер.)
Аэродинамические коэффициенты давления Cpe и Cpi (5.2(1)): явля¬
ются отношением давления ветра, действующим на внешние или вну¬
тренние поверхности сооружения к пиковому значению давления ве¬
тра. Аэродинамические коэффициенты давления Cpe и Cpi соответствуют
Cpe и Cpi в BS 6399-2. (В российских стандартах подобный коэффициент
относится не к пиковому, а к среднему давлению ветра. - Прим, пер.)
Параметр вероятности Cprob (4.2(2)Р примечание 4): используется для
уточнения нормативной скорости ветра по направлению с учетом ри¬
сков превышения скорости ветра. Параметр Cpmb соответствует Sp в BS
6399-2. (В СНиП 2.01.07-85* подобный параметр не вводится. - Прим,
пер.)
Резонансная составляющая реакции R (6.3.1(1)): соответствует резо¬
нансным колебаниям с учетом формы колебаний. В BS 6399-2 нет экви¬
валентного параметра. (В российских стандартах этот параметр может
быть определен на основе коэффициента динамичности х. - Прим, пер.)
Высотный коэффициент сг(г) (4.3.1(1)): на основе него определяется
средняя скорость ветра по направлению в месте расположения соору¬
жения в зависимости от высоты над уровнем земли и шероховатости
поверхности земли с наветренной стороны сооружения для рассматри¬
ваемого направления ветра. Коэффициент с^z) соответствует Sc в BS
6399-2. (В российских стандартах [IRh 2R] этот параметр обозначен
через k(z). - Прим, пер.)
Параметр, учитывающий время года Cteason (4.2(2)Р): используется
для уточнения нормативной скорости ветра по направлению с учетом
рисков превышения скорости ветра независимо от времени года. Коэф¬
фициент Cseason соответствует Ss в BS 6399-2. (В СНиП 2.01.07-85* по¬
добный параметр не вводится. - Прим, пер.)
Пульсационный параметр воздействия cscd (5.3(2)): включает в себя
эффект неодновременного действия пикового давления в различных
прим. 4
кст. 4.2(2)Р:
1991-1-4
ст. 4.3.1(1):
1991-1-4
ст. 4.5(1): 1991-1-4
ст. 5.2(1): 1991-1-4
прим.4
кст. 4.2(2)Р:
1991-1-4
ст. 6.3.1(1):
1991-1-4
ст. 4.3.1(1):
1991-1-4
ст. 4.2(2)Р:
1991-1-4
ст. 5.3(2): 1991-1-4
163
Часть 4. EN 1991-1-4: Еврокод 1: Часть 1.4: Ветровые воздействия
точках поверхности сооружения совместно с его резонансной реакци¬
ей при воздействии пульсационной составляющей воздействия. В BS
6399-2 коэффициенты Csи Cd аналогичны Ca и (I + Cr) соответственно.
(В российских стандартах [IRh 2R] этот параметр непосредственно не
вводится. - Прим, пер.)
ст. 4.4(1): 1991-1-4 • Интенсивность турбулентности Iv(Z) (4.4(1)): определяется как отно¬
шение среднеквадратического отклонения (стандарта) пульсационной
составляющей скорости ветра к средней скорости ветра. Интенсив¬
ность турбулентности I0(Z) соответствует SlTt в BS 6399-2. (В россий¬
ских стандартах этот параметр непосредственно не вводится. - Прим,
пер.)
ст. 5.3(2): 1991-1-4 • Воздействие ветра Fwt Fwet FWtit Ffr (5.3(2)): подразделяются на сум¬
марную ветровую нагрузку (Fw), силу, действующую на внешнюю по¬
верхность (Fwtt), силу, действующую на внутреннюю поверхность (FwJ)
и соответственно суммарную силу трения (Ffr). Соответствуют P и Pf
в BS 6399-2. (Аналогичные воздействия рассматриваются в п. 6.1 СНиП
[1R] и п. 11.1.1 СП [2R]. - Прим, пер.)
ст. 5.2(1): 1991-1-4 • Ветровое давление We и Wi (5.2(1)): давление ветра на внешнюю и вну¬
треннюю поверхность сооружения соответственно. Соответствуют ре
и Pi в BS 6399-2. (Аналогичные воздействия рассматриваются в п. 6.1
СНиП [1R] и п. 11.1.1 СП [2R]. - Прим, пер.)
164
Глава 2
Расчетные ситуации
Общим требованием этой главы является необходимость определения со¬
ответствующих ветровых воздействий для каждой расчетной ситуации,
описанной в EN 1990 (Основы проектирования сооружений): для постоян¬
ных, временных и особых расчетных ситуаций.
В EN1991-1 -4 должны быть также приняты во внимание следующие рас¬
четные ситуации:
• изменение воздействия ветра вследствие других воздействий (как, на¬
пример, снеговых, транспортных или ледовых), которые могут влиять
на ветровую нагрузку;
• изменения конструктивной формы сооружения во время производства
строительных работ, которые могут повлиять на воздействия ветра;
• если при шквалистом ветре окна и двери открыты, необходимо рассма¬
тривать данную ситуацию как особую;
• для сооружений и их элементов, восприимчивых к усталостному раз¬
рушению, необходимо учитывать соответствующие воздействия ветра.
ст. 2.1 (1)Р:
1991-1-4
ст. 2.1(2): 1991-1-4
ст. 2.1(3): 1991-1-4
ст. 2.1(4): 1991-1-4
ст. 2.1(4): 1991-1-4
Глава 3
Моделирование
ветровых
воздействий
В этой главе описываются ветровые воздействия и определяются норма¬
тивные значения скорости ветра по направлению и давление ветра в соот¬
ветствии с EN1990. Воздействия ветра классифицируются в соответствии
с их изменением во времени, пространственным распределением, проис¬
хождением и реакцией сооружения. Ветровые воздействия в соответствии
с EN1990 следует классифицировать как временные. Это означает, что
воздействие ветра не всегда присутствует, и для каждого рассматривае¬
мого направления ветра оно будет иметь фиксированное распределение
вдоль поверхности сооружения. Ветровые воздействия классифицируют¬
ся как непосредственные воздействия на внешнюю поверхность закрытых
сооружений и воздействия на внутренние поверхности открытых соору¬
жений и косвенные воздействия на внутренние поверхности (см. п. 3.3(1)
в EN1991-1-4).
В соответствии с п. 4.1.2(7)Р EN 1990 нормативные значения имеют го¬
довую вероятность превышения, равную 0,02, что соответствует среднему
периоду повторяемости 50 лет (см. п. 3.4(1) в EN1991-1-4).
ст. 3.1(1): 1991-1-4
ст. 3.3(1): 1991-1-4
ст. 3.4(1): 1991-1-4
глава а
Скорость ветра
и давление ветра
4.1. Основные положения
Нормативное пиковое давление qp является одним из основных параметров
при определении ветровых воздействий на сооружения. Этот параметр опи¬
сывает давление, соответствующее скорости ветра невозмущенного ветрового
потока. Пиковое значение скорости ветра включает в себя нормативную ско¬
рость ветра по направлению и пульсационную составляющую. Нормативное
пиковое давление qp зависит от ветрового района, местных условий (шерохо¬
ватости подстилающей поверхности и топографии местности), типа местно¬
сти (см. табл. 4.1 и рис. 4.1) и высоты над уровнем земли. Более подробные
данные приведены в национальном приложении Великобритании п. 4.3.
Таблица 4.1. Типы местности и их параметры
Тип местности Z0, м Zmlni м * 1 II III IV0 Моря или открытые побережья морей 0,003 1
1 Озера или плоская горизонтальная местность с незначи- 0,01 1
тельной растительностью без преград
II Открытая местность с низкой (например, травой) расти- 0,05 2
тельностью и изолированными отдельно стоящими прегра¬
дами (деревьями, зданиями), расстояние между которыми
составляет как минимум 20-кратное значение их высот
III Местность с равномерной растительностью, зданиями или 0,3 5
изолированными отдельно стоящими преградами, рассто¬
яние между которыми не превышает 20-кратного значения
их высот (деревни, пригородные зоны, протяженные лесные
массивы)
IV Территории, в пределах которых, по крайней мере, 15% по- 1,0 10
верхности покрыто зданиями, высота которых превышает 15 м
Примечание: типы местности проиллюстрированы на рис. 4.1.
ст. 4.1(1): 1991-1-4
СТ.А.1:1991-1-4
Часть 4. EN 1991 -1 -4: Еврокод 1: Часть 1.4: Ветровые воздействия
Тип местности О
Моря или открытые побережья морей
Тип местности I
Озера или местность с незначительной растительностью
и без преград
Тип местности Il
Открытая местность с низкой растительностью
(например, травой) и изолированными отдельно стоя¬
щими преградами (деревьями, зданиями), расстояние
между которыми не менее их 20-кратных высот
Тип местности III
Местность с равномерно распределенной раститель¬
ностью, зданиями или преградами, расстояние между
которыми не менее их 20-кратных высот (деревни, при¬
городные зоны, протяженные лесные массивы)
Тип местности IV
Территории, в пределах которых, по крайней мере,
15% их поверхности покрыто зданиями, высота которых
превышает 15 м
Рис. 4.1. Описание различных типов местности
ст. 4.2(1 )Р:
1991-1-4
Прим. 2
к ст. 4.2(1 )Р:
1991-1-4
ст. 4.2(2)Р:
1991-1-4
4.2. Нормативные (базовые, характеристические)
значения скорости ветра
Скорости ветра для различных регионов/стран Европы описывается нор¬
мативным значением, соответствующим 10-минутному интервалу осред¬
нения на уровне 10 м над поверхностью земли для открытого типа мест¬
ности с низкой растительностью (типа местности II, см. табл. 4.1). Это нор¬
мативное значение имеет годовую вероятность превышения, равную 0,02,
что соответствует среднему периоду повторяемости 50 лет. В EN 1991-1-4
это значение обозначается как нормативная скорость ветра vb0, и ее допу¬
скается определять в национальном приложении.
Нормативное значение скорости ветра по направлению имеет период
повторяемости, равный 50 годам и определяется по формуле:
170
Глава 4. Скорость ветра и давление ветра
Vb = ^dir Vseason VbQi (4.1)
где
Vb нормативная скорость ветра по направлению;
Vbfi нормативная скорость ветра;
Cjir коэффициент, учитывающий направление ветра;
Cseason параметр, учитывающий время года.
Следует отметить следующее:
• коэффициент Cjir позволяет уменьшать значение нормативной скорости
ветра по направлению Vb для отдельных направлений;
• параметр Cseason позволяет учитывать фактор времени года, например
для временных сооружений учитывать отдельные периоды (например,
лето), когда вероятность появления больших скоростей ветра относи¬
тельно низка.
Отметим также, что мобильные сооружения не могут рассматриваться
как временные и для них Cseason =1,0 (см. также ENl991-1-6).
Рекомендуемые значения для коэффициента Cdir и параметра Cseason со¬
ставляют 1,0.
В EN1991-1-4 (см. выражение (4.10)) используется следующее соотно¬
шение между нормативной скоростью ветра по направлению (Vb) и норма¬
тивным давлением ветра (qb):
Qb-P/2\)1 (4.2)
где р - плотность воздуха; рекомендуемое значение р = 1,25 кг/м3.
Это значение характеризует среднее давление ветра (с 10-минутным ин¬
тервалом осреднения) на уровне 10 м над поверхностью земли для откры¬
того типа местности (тип местности II), с периодом повторяемости 50 лет
и без учета турбулентности потока ветра.
4.3. Средняя скорость ветра по направлению
Нормативное давление ветра, скорость и турбулентность ветрового потока
зависят от высоты z над поверхностью земли и шероховатости подстилаю¬
щей поверхности. Средняя скорость ветра по направлению Vm(Z) определя¬
ется по следующей формуле:
Vm(Z)-clz) C0(Z)Vb, (4.3)
где
um(z) средняя скорость ветра по направлению;
c,(z) высотный коэффицент, описывающий профиль скорости ветра по
высоте;
c0(z) параметр топографии, равный 1,0, если не указано иное.
Высотный коэффициент Cr(Z)t на основе которого определяется средняя
скорость ветра по направлению um(z) в месте расположения сооружения,
зависит от:
• высоты над уровнем земли;
• шероховатости поверхности земли с наветренной стороны сооружения
для рассматриваемого направления ветра.
Прим. 2 и 3
кет. 4.2(1 )Р:
1991-1-4
ст. 4.3.1(1):
1991-1-4
ст. 4.3.2(1):
1991-1-4
171
Часть 4. EN 1991-1-4: Еврокод 1: Часть 1.4: Ветровые воздействия
Прим. кст. 4.3.1(1):
1991-1-4
Нац. прил. 2-11 :BSI
Нац. прил: 1991-1-7
ст. 4.4(1 ):1991-1-4
Прим. 1 к ст. 4.4(1):
1991-1-4
Рекомендуется определять значение этого коэффициента на высоте z по
формуле (4.4), основанной на логарифмическом законе изменения профи¬
ля скорости по высоте:
cr(z) - *Дп
ДЛЯ Znmi < 2 < Zmi
Cr(Z)-Cr(Zmin)ZUIH Z=SZmill
(4.4)
где
Z0 параметр шероховатости;
Zroin минимальная высота по табл. 4.1;
2тах = 200 м, если иное не указано в Национальном приложении;
кг коэффициент типа местности, зависящий от параметра шероховато
сти Z0 и определяемой по формуле
К“
0.19
(4.5)
где
2O1Ii ~ 0,05 м (тип местности II, табл. 4.1).
На рис. 4.2 показано изменение коэффициента сг в зависимости от вы¬
соты z < 200 м.
Национальное приложение Великобритании
В Национальном приложении BSI выражения (4.4) и (4.5) не исполь¬
зуются, вместо этого применяется упрощенное разделение типов мест¬
ности на три вида:
• тип местности 0 соответствует акватории морей типу местности (зо¬
на А);
• типы местности I и II объединены в один и относятся к сельскому
тину местности (зона В);
• типы местности III и IV объединены в один и относятся к городско¬
му типу местности (зона С).
Все внутренние озера, которые простираются более чем на 1 км с под¬
ветренной стороны и находятся к рассматриваемой точке местности
ближе, чем 1 км с наветренной стороны, должны приниматься как мор¬
ской тип местности.
4.4. Турбулентность скорости ветра
Интенсивность турбулентности /„(z) на высоте z определяется как отно¬
шение среднеквадратического отклонения (стандарта) пульсационной со¬
ставляющей скорости ветра к средней скорости ветра.
Пульсационная составляющая скорости ветра имеет среднее значение,
равное нулю, и среднеквадратическое отклонение о„, определяемое по фор¬
муле:
ств = *гоД, (4.6)
172
Глава 4. Скорость ветра и давление ветра
где
kr коэффициент типа местности (формула (4.5));
Mb нормативная скорость ветра по направлению (формула (4.1));
kj коэффициент турбулентности (см. формулу 4.7).
Интенсивность турбулентности lv(z) определяется по формуле 4.7 (см.
также примечание 2 п. 4.4(1) EN1991-1-4).
№) - -CXzytizM в** 2“ä2S2-
K(Z)-UznJ для Z < Za
(4.7)
где
kj коэффициент турбулентности. Значение kj допускается устанавливать
в национальном приложении. Рекомендуемое значение = 1,0;
с0 параметр топографии (п. 4.3.3);
Z0 параметр шероховатости (см. табл. 4.1).
На рис. 4.3 показана интенсивность турбулентности Iv(z) для различных
типов местности при C0 = 1,0 и - 1,0.
4.5. Пиковое значение давления ветра
Пиковое значение давления qp(z) на высоте z, включающее в себя среднюю
и пульсационную составляющие скорости ветра, рекомендуется опреде¬
лять следующим образом:
ст. 4.5(1): 1991-1-4
4b(z) - [ 1 + 710(z)] V2 рul(z) - ce(z) qb, (4.8)
где
р плотность воздуха, которая зависит от высоты над уровнем моря,
температуры и атмосферного давления. Рекомендуемое значение р =
“ 1,25 кг/м3;
Прим. 2
к ст. 4.4(1):
1991-1-4
173
Часть 4. EN 1991-1-4: Еврокод 1: Часть 1.4: Ветровые воздействия
Прим. кет. 4.5(1):
1991-1-4
Нац. прил. 2-17:BSI
Нац. прил: 1991-1-7
Рис. 4.3. Интенсивность турбулентности Цг) для различных типов
местности (с0 = 1,0, к, = 1,0)
се(г) общий высотный коэффициент, определяемый по формуле:
Ф) “
Я,(?)
Яь
(4.9)
здесь qb - нормативное давление, определяемое по формуле:
Яь-V2PV2b. (4.10)
Число 7 в формуле (4.8) соответствует коэффициенту обеспеченности
кр= 3,5 и должен использоваться совместно с аэродинамическими коэффи¬
циентами давления и силы, определенными в разделе 7.
Для ровной поверхности при c0(z) ”1,0 (см. 4.3) коэффициент ce(z) пред¬
ставлен на рис. 4.4 как функция высоты и типа местности (см. табл. 4.1).
Для иллюстрации влияния фактора Iv на рис. 4.4 показан общий высот¬
ный коэффициента ce(z) для средней и пульсационной составляющих.
Национальное приложение Великобритании
В национальном приложении Великобритании содержится другое вы¬
ражение для определения пикового давления ветра qp(z). В этом выра¬
жении общий высотный коэффициент с,,(г) заменен соответствующим
ему коэффициентом Sf из BS 6399-2. Помимо этого, в EN1991-1-4 ис¬
пользуется линейная зависимость, которая не учитывает побочные эф¬
фекты от турбулентности, и, следовательно, давление ветра может су¬
щественно недооцениваться, что особенно важно для районов городской
застройки, где турбулентность наибольшая.
В связи с этим выражение 4.8: EN1991-1-4 в Великобритании не ис¬
пользуется и заменяется выражениями NA.3a и NA.3b:
qJz) = c£z) qh, для сельского типа местности (NA.3a)
qp(z) = ce(z) cej qh, для городского типа местности (NA.3b)
174
г (m)
Глава 4. Скорость ветра и давление ветра
Рис. 4.4. Общий высотный коэффициента ce(z) для различных
типов местности. Пунктирные линии соответствуют только среднему
давлению ветра, сплошные линии учитывают влияние турбулентности
где
CeJ - корректирующий высотный коэффициент для городского типа
местности.
Для сельского типа местности коэффициент се(г) представлен на
рис. 4.5 (соответствует рис. NA.7 национального приложения Велико¬
британии). Для городского типа местности коэффициент се /-представлен
на рис. 4.6 (соответствует рис. NA.8 национального приложения Вели¬
кобритании). На этих рисунках hdis - высота смещения (см. п. 4.6 и А.5:
EN1991-1-4).
В тех случаях, когда влияние топографии существенно (заштрихо¬
ванные области на рис. 4.7), пиковое давление ветра определяется по
формуле:
fy(z) = [¢/(2) (е0(2) + 0,6) / 1,6р для г < 50 м (NA.4a)
или:
qr(z) = [1 + 3,0/Г(г)]2 X 0,5рг>Д для z > 50 м. (NA.4b)
Значение qp*(z) берется из выражений NA.3a и NA.3b.
В приложении А к Национальному приложению Великобритании
представлены диаграммы распределения qp(z).
В незаштрихованных зонах на рис. 4.7 (соответствует рис. NA.2 Наци¬
онального приложения Великобритании) влияние топографии не суще¬
ственно (коэффициент топографии cu(z) = 1.0). На участках, где влияние
топографии существенно (заштрихованные зоны на рис. 4.7), параметр А
(параметр, учитывающий высоту над уровнем моря в BSI NA) принима¬
ют равным высоте основания топографического элемента над уровнем
моря с наветренной стороны для каждого направления скорости ветра.
рис. Нац. прил.7:
BSI:
Нац. прил:
1991-1-7
рис. Нац. прил.8:
BSI:
Нац. прил:
1991-1-7
ст. А.5:1991-1-4
прил. А
к Нац. прил. BSI:
1991-1-4
рис. Нац. прил.2:
BSI:
Нац. прил:
1991-1-7
175
Часть 4. EN 1991-1-4: Еврокод 1: Часть 1.4: Ветровые воздействия
Расстояние до побережья с наветренной стороны (км)
Примечание 1. Здесь/-высота для qp в выражениях (NA.3a) или (NA. ЗЬ)
Примечание 2. Зоны А и В указаны для использования в табл. 6.1 (табл. NA.3
в национальном приложении Великобритании)
Рис. 4.5. Значения коэффициента cjz) для сельского типа местности
176
Глава 4. Скорость ветра и давление ветра
Расстояние до границы городского типа местности (км)
Примечание 1. Здесь г - высота для qp в выражениях (NA.3a) или (NA.3b)
Примечание 2. Зоны А, В или C указаны для использования в табл. 6.1 (табл. NA.3
в национальном приложении Великобритании)
Рис. 4.6. Значения коэффициента се Т для городского типа местности
177
Часть 4. EN 1991-1-4: Еврокод 1: Часть 1.4: Ветровые воздействия
Рис. 4.7. К учету влияния топографии местности
4.6. Высота смещения
Для сооружений, расположенных на местности типа IV (зона C в Нацио¬
нальном приложении BSI), близлежащие сооружения и другие преграды
изменяют структуру потока ветра таким образом, что уровень земли под¬
нимается на некую высоту смещения Arfis,которую допускается определять
по формуле (А. 15), см. рис. 4.8.
при X < 2Aflw - Arfis меньшее значение из OtShaoe или 0,6А;
при 2hme < X < Shave Arfis — меньшее значение из I,Ihaoe — 0,2дг (А.15)
или 0,6А;
при X^Shme Arfis = 0.
При отсутствии более подробной информации среднюю высоту преград
допускается принимать Aflw =15 для типа местности IV.
ст. А.5(1): 1991-1-4 Значения Aflw и х зависят от направления ветра и должны устанавли¬
ваться для каждого сектора с углом в 30е в соответствии с указаниями, при¬
веденными в п. 4.3.2: EN1991-1-4.
178
Рис. 4.8. К определению высоты преград и расстояния с наветренной
стороны
глава 5
Ветровые
воздействия
5.1. Общие положения
В разделе 5 (EN 1991-1-4) описываются правила определения ветрового
давления, действующего на внешние и внутренние поверхности сооруже¬
ния, ветровой нагрузки и сил трения.
В EN 1991-1-4 приведены указания по определению внешнего давления
ветра we, действующего на фасад сооружения, и внутреннего давления ве¬
тра Wi при открытых проемах. Внешнее и внутреннее давления ветра зави¬
сят от геометрии рассматриваемого сооружения. Кроме того, внутреннее
давление зависит от общей проницаемости сооружения.
Ветровые воздействия на сооружения и конструктивные элементы
должны определяться с учетом внешнего и внутреннего давлений ветра.
Ветровое давление we, действующее на внешние поверхности сооруже¬
ния, определяется по формуле:
We^qp(Ze)Cpe, (5.1)
где
qp(ze) пиковое давление (см. п. 4.5);
ге эквивалентная высота для внешнего давления (см. EN 1991-1-4, раз¬
дел 7:);
Cpe аэродинамический коэффициент внешнего давления (см. EN 1991-
1-4, раздел 7).
Давление ветра Wil действующее на внутренние поверхности сооруже- ст. 5.2(2): 1991-1-4
ния, определяется по формуле:
Щ “ qP(zi)cpi, (5.2)
где
Zi эквивалентная высота для внутреннего давления (см. EN 1991-1-4, раз¬
дел 7);
ст. 5.1(1 )Р:
1991-1-4
ст. 5.2(1):1991-1-4
Часть 4. EN 1991 -1-4: Еврокод 1: Часть 1.4: Ветровые воздействия
Cpi аэродинамический коэффициент внутреннего давления (см. EN 1991-
1-4, раздел 7).
ст. 5.2(3): 1991-1-4 Суммарное давление ветра на стену, покрытие или их элементы опреде¬
ляется как разница внешнего и внутреннего давлений на противополож¬
ных сторонах поверхности с учетом их знаков (+ve или -ve). Примеры по¬
казаны на рис. 5.1.
г?
> о
-
щ
*
-
/////'////-'///7//
w,, >0
W12 с О
/////////////У////////////
i
(с) (cl)
Рис. 5.1. К определению давления на различные поверхности
5.3. Суммарная ветровая нагрузка
ст. 5.3(1): 1991-1-4 Суммарная ветровая нагрузка на сооружение или конструктивные элемен¬
ты определяяется интегрированием давления ветра по всей поверхности
сооружения либо следующими способами (см. EN 1991-1-4, п. 5.3(1)):
• на основе использования аэродинамических коэффициентов сил, ука¬
занных в разделе 7 EN 1991-1-4 (см. п. 5.3(2));
• векторным сложением действия давления на различные поверхности
(см. п. 5.3(3)).
Действие ветра Fu на сооружение или конструктивный элемент допуска¬
ется определять либо непосредственно по формуле:
Fw “ CfidCjqp(Z0)Areft (5.3)
ст. 5.3(2): 1991-1-4 либо векторным сложением сил, действующих на отдельные конструктив¬
ные элементы (как показано в п. 7.2.2:EN1991-l-4), по формуле:
Fa “ Cfii 2 Cfijp(Zt)Anf (5.4)
element]
где
Cfid пульсационный параметр воздействия (см. раздел 6);
Cf аэродинамический коэффициент силы для сооружения или кон¬
структивного элемента (EN 1991-1-4, раздел 7 или 8);
qp(ze) пиковое давление (EN 1991-1-4, п. 4.5) на эквивалентной высоте Ze
(EN 1991-1-4, раздел 7 или 8);
Anf относительная площадь сооружения или конструктивного элемента
(EN 1991-1-4, раздел 7 или 8).
180
Глава 5. Ветровые воздействия
Для некоторых сооружений или конструктивных элементов воздей¬
ствие ветра допускается определять, как указано в разделе 7: EN 1991-1-4.
В разделе 7 значения коэффициента су указаны для таких сооружений
или конструктивных элементов, как решетчатые, призматические, цилин¬
дрические конструкции, покрытия, рекламные щиты и флаги. Значения Cy
учитывают действия сил трения.
В соответствии с EN 1991-1-4 коэффициент силы судля многоугольных
и прямоугольных поперечных сечений определяется по формуле:
Cf-Cl о Vr Vx.
где
Cy0 коэффициент силы для конструкций с острыми углами:
Vr понижающий коэффициент для конструкций квадратного поперечно¬
го сечения со скругленными углами;
i|/x коэффициент, учитывающий конечное удлинение конструкций со
свободными концами (см. EN 1991-1-4, п. 7.13).
Рис. 5.2. Влияние изменения потока ветра у края сооружения
на суммарное воздействие ветра меньше для более протяженных
конструкций (здесь w - давление ветра)
Понижающий коэффициент уг для конструкций прямоугольного сече¬
ния со скругленными углами учитывает, что давление ветра на скруглен¬
ные углы ниже, чем на острые, которые создают большее препятствие для
потока. Это приводит к снижению воздействия ветра на конструкции со
скругленными углами.
Кроме того, независимо от формы угла коэффициент удлинения у| учи¬
тывает понижение сопротивления сооружения при обтекании потоком ве¬
тра его концов. Этот понижающий эффект уменьшается вместе с увеличе¬
нием относительного удлинения конструктивного элемента.
Для других форм сооружений аэродинамические коэффициенты силы
приведены в разделе 7: EN 1991-1-4.
Действие ветра Fw на сооружение или конструктивный элемент допуска¬
ется определять векторным сложением сил Fwje, Fwi и Ffr Силы Fvje и Fwi со¬
ответствуют действию внешнего и внутреннего давлений и определяются
по формулам (5.5) и (5.6):
прим,
к ст. 5.3(2):
1991-1-4
ст. 7.13:1991-1-4
ст. 5.3(3):1991-1-4
181
Часть 4. EN 1991-1-4: Еврокод 1: Часть 1.4: Ветровые воздействия
• сила, действующая на внешнюю поверхность:
Fmf - CtCi 2 »Л*
surfacea
(5.5)
• сила, действующая на внутреннюю поверхность:
Fmi- 2 (5-6)
soffaces
• силы трения, направленные по касательной к внешней поверхности:
Ffr= cfrqp(ze) Afn (5.7)
где
Cfd пульсационный параметр воздействия (см. раздел 6);
We внешнее давление на отдельную поверхность на высоте ге, опреде¬
ляемое выражением (5.1);
Wi внутреннее давление на отдельную поверхность на высоте Zi, опре¬
деляемое выражением (5.2);
Argf относительная площадь отдельной поверхности сооружения или
конструктивного элемента;
Cfr аэродинамический коэффициент трения (см. EN1991-1-4, п. 7.5);
Afr площадь наружной поверхности, параллельной направлению дей¬
ствия ветра (см. EN 1991-1-4, п. 7.5).
прим. 1 к ст. 5.3(3): Для отдельных элементов (например, стен, покрытий) суммарное дей-
1991-1-4 ствие ветра принимается равным разнице между наружными и внутренни¬
ми результирующими нагрузками.
прим. 2 к ст. 5.3(3): Силы трения Ffr направлены по касательной к внешней поверхности.
1991-1-4 Силами трения на поверхности сооружения или конструктивного элемен¬
та допускается пренебречь, если общая площадь всех параллельных на¬
правлению действия ветра поверхностей (или направленных к ним под
небольшим углом) меньше или равна четырехкратной величине всех пло¬
щадей, перпендикулярных направлению ветра (учитывая наветренные и
подветренные поверхности).
182
Глава 6
Пульсационный
параметр
воздействия Cfd
В разделе 6 (EN 1991-1-4) описываются правила по определению пульса-
ционного параметра воздействия cfd, включающего в себя эффект неодно¬
временного действия пикового давления в различных точках поверхности
сооружения (cs) совместно с его резонансной реакцией при воздействии
пульсационной составляющей воздействия (cd).
В Национальном приложении позволяется подразделять пульсацион¬
ный параметр воздействия Cfd на коэффициент корреляции давления Cs и
коэффициент динамичности cd (см. EN 1991-1-4).
Для большинства невысоких или каркасных зданий пульсационный па¬
раметр воздействия устанавливается (с некоторым запасом) CsCd = 1. Это
справедливо для следующих сооружений и элементов (см. EN 1991-1-4,
п. 6.2(1)):
• здания высотой А < 15 м;
• фасады и элементы покрытия, имеющие собственную частоту колеба¬
ний более 5 Гц;
• каркасные здания, которые имеют несущие стены и высота которых ме¬
нее 100 м и не превышает четырехкратного размера здания в направле¬
нии действия ветра;
• трубы с круглым поперечным сечением и высотой А < 60 м и А < 6,5d
(где d - диаметр).
Для сооружений других типов или если требуется более точное значе¬
ние, пульсационный параметр воздействия Cfd определяется уточненной
процедурой (формула 6.1) в соответствии с п. 6.3.1.
Условием ее применения является соблюдение требований п. 6.3.1(2).
1+2 U(Z1)-VflrTj?
I + 7/.(2,)
(6.1)
ст. 6.1(1): 1991-1-4
прим. к. 6.1(1):
1991-1-4
ст. 6.2(1): 1991-1-4
ст. 6.3(1):1991-1-4
Часть 4. EN 1991-1-4: Еврокод 1: Часть 1.4: Ветровые воздействия
прим. 1 кст. 6.3(1):
1991-1-4
прим. 1 кст. 6.3(1):
1991-1-4
прим. 3 кст. 6.3(1):
1991-1-4
прил.В: 1991-1-4
где
zs эквивалентная высота, см. рис. 6.2. Для сооружений, которые не указа¬
ны на рис. 6.2, Zs принимается равным А, где А - высота сооружения:
kp пиковый коэффициент, определяемый как отношение максимально¬
го значения пульсационной составляющей реакции сооружения к его
среднеквадратическому отклонению:
Iv интенсивность турбулентности; см. EN1991-1-4, п. 4.4;
B2 квазистатическая часть реакции, не учитывающая корреляцию давле¬
ния по поверхности сооружения;
R2 резонансная часть реакции.
Коэффициент корреляции Cs учитывает снижение эффекта воздействия
ветра в результате неодновременного появления его пиковых значений на
поверхности сооружения и определяется следующим образом:
I + 7/.(*.)Vg
С-‘ 1+7/.(¾)
(6.2)
Коэффициент динамичности Cd учитывает резонансную реакцию соору¬
жения при действии пульсационной составляющей скорости ветра и опре¬
деляется выражением (6.3):
1 + 2 uco-Vgr+T?
I + 7 l.(z.)4W
(6.3)
Методику определения kp,BwR допускается указывать в Национальном
приложении. Рекомендуемый метод указан в приложении В. Альтернатив¬
ный метод приведен в приложении С. Значения параметра CsCd, полученные
с использованием приложения С, могут не более чем на 5% превышать зна¬
чения, соответствующие методике В.
В Национальном приложении Великобритании было решено разделить
параметр CsCd на параметр, учитывающий размер Cs (см. табл. NA3 в BSI NA
или соответствующую ей табл. 6.1 в настоящем Руководстве) и коэффи¬
циент динамичности Cd (см. рис. NA9 в BSI NA или соответствующий ему
рис. 6.2 в настоящем Руководстве). Они были получены с использованием
подробного метода, описанного в EN1991-1-4 (см. приложение В).
На рис. 6.1 представлены зависимости коэффициента динамичности Cd
от высоты для четырех различных типов сооружений, отличающихся раз¬
ными значениями конструкционного декремента колебаний (Ij. Преимуще¬
ства от разделения параметра CsCd для низких и большеразмерных в плане
зданий показаны в примере 6.1.
Таблица 6.1. Параметр Cs для зон A1 В и C
(см. табл. NA3 из Национального приложения Великобритании)
b+hz-hdis = 6M Z-^djs=IOM Z-17djs = 30M Z-Iidis = 50м z-/jdjs = 200M
(M)
А
В
C
А
В
C
А
В
C
А
В
C
А
В
C
1
0,99
0,98
0,97
0,99
0,99
0,97
0,99
0,99
0.98
0,99
0,99
0,99
0,99
0,99
0,99
5
0,96
0,96
0,92
0,97
0,96
0,93
0,98
0,97
0,95
0,98
0,98
0,96
0,98
0,98
0,98
10
0,95
0,94
0,88
0,95
0,95
0,90
0,96
0,96
0,93
0,97
0,96
0,94
0,98
0,97
0,97
20
0,93
0,91
0,84
0,93
0,92
0,87
0,95
0,94
0,90
0,95
0,95
0,92
0,96
0,96
0,95
30
0,91
0,89
0,8/1
0,92
0,91
0,84
0,94
0,93
0,88
0,94
0,93
0,90
0,96
0,95
0,93
40
0,90
0,88
0,79
0,91
0,89
0,82
0,93
0,91
0,86
0,93
0,92
0,88
0,95
0,94
0,92
50
0,89
0,86
0.77
0,90
0,88
0,80
0,92
0,90
0,85
0,92
0,91
0,87
0,94
0,94
0,91
184
Глава 6. Пульсационный параметр воздействия cscd
Таблица 6.1. Параметр Cs для зон A1В и C
(см. табл. NA3 из Национального приложения Великобритании)
(окончание)
b+h
(О
и
3
•с
i
N
M
z-hdiS= Юм
z-hdb = 30 м
z-ft,= 50 м
Z-h,
fls = 200 м
(M)
А
В
C
А
В
C
А
В
C
А
В
C
А
В
C
70
0,87
0,84
0,74
0,88
0,86
0.77
0,90
0,89
0,83
0,91
0,90
0,85
0,93
0,92
0,90
100
0,85
0,82
0,71
0,86
0,84
0,74
0,89
0,87
0,80
0,90
0,88
0,82
0,92
0,91
0,88
150
0,83
0,80
0,67
0,84
0,82
0,71
0,87
0,85
0.77
0,88
0,86
0,79
0,90
0,89
0,85
200
0,81
0,78
0,65
0,83
0,80
0,69
0,85
0,83
0.74
0,86
0,84
0,77
0,89
0,88
0,83
300
0,79
0,75
0,62
0,80
0.77
0,65
0,83
0,80
0.71
0,84
0,82
0.73
0,87
0,85
0,80
ö - характерная ширина поперечного сечения, его части или конструктивного элемента;
h - высота сооружения или длина конструктивного элемента;
z - высота сооружения или высота до верхней части элемента (см. BS EN 1991-1-4: 2005
п. 7.2.2(1)).
Допускается использовать линейную интерполяцию (см. EN 1991-1-4, п. 7.2.2(1)).
ст. 7.2.2(1): 1991-1-4
Зоны А, В и C определяются следующим образом:
• для сельского типа местности зона определяется по расстоянию от берега и (Z-Zicfe)
с помощью рис. 4.5;
• для городского типа местности зона определяется по расстоянию до границы город¬
ского типа местности и (Z-Adla) с помощью рис. 4.6. В первую очередь определяется
принадлежность к зоне С. Выбор между зонами А и В делается с учетом расстояния от
берега и параметра (z-hm), как показано на рис. 4.5.
5,= 0.025 5,= 0.05
ст. 6.3:1991-1-4
прил.АБ: 1991-1-4
Рис. 6.1. Коэффициент динамичности Cd для различных значений
конструкционного декремента колебаний Ss
Примечаний 1. Для этого рисунка 26 м/с. n,h nAblIt^ 0.6ft. (Для других скоростей ветра значение коэффициент Ce
существенно не изменяется.)
Примечание 2 Параметр учитывающий размер Ct представляет собой эффект неодновременного действия пикового пашшния
в различных точках поверхности сооружения. Этот параметр может применятся к отдельным элементам сооружения, к от раж«
дающим элементам фасада, а так же ко всему сооружению в целом.
Примечание3. Коэффициент динамичности Ctf представляет собой эффект резонансной реакции сооружения при воздействии
пульсашюнной составляющей воздействия. Упрощенный подход указанный на этом рисунке, был получен для типовых зданий
с обычным демпфированием и характеристиками собственных частот. Более точные данные могут быть получены при исполь-
эованин метода, указанного в BS EN 1981-1-4:2005 п. 6.3.
Примечание А. Дим каркасных зданий, которые имеют несущие стены, для кладок внутренних ст ен и ограждений достускается
принимать Ctf * 1.0.
Примечание 5. Значения конструкционного декремента колебании б, для типовых сооружений хины в приложении F.5
к BS EN 1991*1*4:2005 (для железобетонных конструкций S4 = 0.1. для металлических конструкций Si а 0.05)
185
Часть 4. EN 1991 -1 -4: Еврокод 1: Часть 1.4: Ветровые воздействия
ст. 6.3(1 Р):
1991-1-4
ст. 6.3.3(1):
1991-1-4
ст. 6.3.3(2):
1991-1-4
Формула (6.1) применяется при выполнении следующих условий:
• сооружение должно иметь одну из геометрических форм, показанных
на рис. 6.2;
• основная форма изгибных колебаний в направлении действия ветра
является определяющей и не имеет узловых точек. Реакцию по второй
и следующим формам изгибных колебаний в направлении действия ве¬
тра допускается не учитывать;
• высота сооружения А < 200 м.
(а) (Ь) (с)
Рис. 6.2. Общие формы конструкций, на которые распространяется
расчетная процедура: (а) здания и вертикальные сооружения;
(Ь) горизонтально расположенные конструкции типа балок; (с) отдельно
стоящие сооружения типа рекламных щитов. Здесь также показаны
допустимые конструктивные размеры и эквивалентная высота
пример 6.1. Сравнение значений параметра cscd
в EN1991-1-4 И В BSI NA
Рассмотрим ветровую нагрузку на большеразмерный фасад офисно¬
го здания в городской местности высотой 10 м и размером 60 м х 20 м
в плане.
Используя BSI NA: Cj = 1,0 из табл. 6.2 (для h/b = 0,167) и Cs = 0,77 из
табл. 6.2 (для А + А = 70 и г - Arfis = 10), получаем CsQ = 0,77.
Это на 23% меньше по сравнению с CsCrf = 1,0, рекомендованном
в EN1991-1-4, п. 6.3.1.
Бафтинг в спутной струе
Для двух или нескольких вытянутых зданий {h/d > 4) и труб {h/d > 6,5),
расположенных группой, необходимо учитывать воздействия, связанные
со срывом вихрей с близлежащих сооружений (бафтинг в спутной струе).
Бафтинг в спутной струе можно не учитывать, если выполнено одно из
следующих условий:
• расстояние между двумя зданиями или трубами больше 25-кратного
значения характерного поперечного размера здания или трубы, распо¬
ложенных с наветренной стороны;
• собственная частота изгибных колебаний зданий, расположенных с под¬
ветренной стороны, превышает 1 Гц.
186
Глава 7
Аэродинамические
коэффициенты
давления и силы
7.1. Общие положения
В разделе б (EN 1991-1-4) описываются правила по определению аэроди¬
намических коэффициентов давления и силы для различных зданий, со¬
оружений и конструктивных элементов.
В зависимости от типа сооружения в EN1991-1-4 используются четыре
различных типа аэродинамических коэффициентов:
• коэффициенты внутреннего и внешнего давления, см. п. 7.2( 1);
• коэффициенты суммарного давления ветра, см. п. 7.2(2);
• коэффициенты трения, см. п. 7.2(3);
• коэффициенты сил и моментов, см. п. 7.2(3).
7.2. Определение аэродинамических
коэффициентов
(1) Коэффициенты давления следует определять для:
• зданий, как коэффициенты внутреннего и внешнего давления, ис¬
пользуя указания п. 7.2: EN 1991-1-4;
• круговых цилиндров, как коэффициенты внутреннего давления,
определенные в соответствии с п. 7.2.9: EN 1991-1-4, и коэффици¬
енты внешнего давления в соответствии с указаниями п. 7.9.1: EN
1991-1-4.
Коэффициенты внешнего давления соответствуют действию ветра
на наружные поверхности здания, а коэффициенты внутреннего дав¬
ления - действию ветра на внутренние поверхности.
ст. 7.1(1):1991-1-4
ст. 7.1.1(1):
1991-1-4
прим. 1
к ст. 7.1(1):
1991-1-4
Часть 4. EN 1991-1-4: Еврокод 1: Часть 1.4: Ветровые воздействия
прим. 1 к ст. 7.1(1):
1991-1-4
ст. 7.1(2): 1991-1-4
прим, к ст. 7.1(2):
1991-1-4
ст. 7.1(3): 1991-1-4
ст. 7.1(4): 1991-1-4
прим, к ст. 7.1(4):
1991-1-4
В EN 1991-1-4 коэффициенты внешнего давления подразделяют на
общие и локальные коэффициенты давления. Локальные коэффици¬
енты соответствуют аэродинамическим коэффициентам давления для
загруженных поверхностей, площадь которых не превышает 1 м2. Их
допускается использовать при проектировании небольших элементов
конструкций и креплений. Общие коэффициенты соответствуют аэро¬
динамическим коэффициентам давления для поверхностей площадью
10 м2. Их также допускается применять для поверхностей площадью
более 10 м2.
(2) Суммарное давление ветра следует определять для:
• покрытий и навесов в соответствии с п. 7.3: EN 1991-1-4;
• отдельно стоящих стен, парапетов и ограждений в соответствии с п.
7.4: EN 1991-1-4.
Коэффициенты суммарного давления ветра соответствуют резуль¬
тирующему воздействию ветра (с учетом внешнего и внутреннего
давлений) на единицу площади сооружения или конструктивного
элемента.
(3) Коэффициенты трения следует определять, учитывая требования
п. 7.5: EN 1991-1-4, для стен и поверхностей, описанных в п. 5.3(3): EN
1991-1-4.
(4) Коэффициенты сил следует назначать для:
• рекламных щитов в соответствии с п. 7.4.3: EN 1991-1-4;
• элементов конструкций с прямоугольным поперечным сечением в
соответствии с п. 7.6: EN 1991-1-4;
• элементов конструкции с острыми кромками поперечного сечения
в соответствии с п. 7.7: EN 1991-1-4;
• элементов конструкции с поперечным сечением в виде правильно¬
го многоугольника в соответствии с п. 7.8: EN 1991-1-4;
• круговых цилиндров в соответствии с пп. 7.9.2 и 7.9.3: EN1991-1-4;
• сфер в соответствии с п. 7.10: EN 1991-1-4;
• решетчатых конструкци й и строительных лесов в соответствии с п.
7.11: EN 1991-1-4;
• флагов в соответствии с п. 7.12: EN 1991-1-4.
Коэффициент снижения, зависящий от относительного удлинения кон¬
струкции, допускается применять в соответствии с п. 7.13: EN 1991-1-4.
Коэффициенты сил соответствуют общему ветровому воздействию на
сооружение или конструктивные элементы в целом, включая силу трения,
если она специально не исключена.
188
Глава 8
Приложения
К EN 1991-1-а
В EN 1991-1-4 дается шесть справочных приложений:
• приложение А - Типы местности;
• приложение В - Первый метод определения пульсационного парамет¬
ра воздействия CjCrf;
• приложение C - Второй метод определения пульсационного воздей¬
ствия CjCrf;
• приложение D - Значения параметра CjCrf для разных типов сооружений;
• приложение E - Резонансное вихревое возбуждение и аэродинамиче¬
ская неустойчивость;
• приложение F - Динамические свойства сооружений.
В приложении А рассматриваются следующие ситуации:
• описания типов местности (см. рис. 4 Л);
• переходные зоны между типами местности;
• определение коэффициентов топографии;
• влияние близлежащих сооружений;
• высота смещения (для сооружений, расположенных на местности типа
IV, близлежащие сооружения изменяют структуру потока ветра та¬
ким образом, что уровень земли поднимается на некую высоту смеще¬
ния) (см. раздел 4 данного Руководства).
В приложениях В, C и D указаны способы определения пульсационного
параметра воздействия CsCrf:
• приложение В - первый метод (рекомендуемый);
• приложение C - второй метод;
• приложение D - значения параметра CjCrf для различных типов соору¬
жений.
прил. А 1991-1-4
прил. В, C и D:
1991-1-4
Часть 4. EN 1991 -1-4: Еврокод 1: Часть 1.4: Ветровые воздействия
прил. Ь 1991-1-4
прил. F: 1991-1-4
Приложение E дает рекомендации по следующим расчетным ситуациям:
• резонансное вихревое возбуждение, которое возникает в том случае,
если вихри попеременно срываются с противоположных сторон соору¬
жения-,
• галопирование, которое представляет собой самовозбуждающиеся из-
гибные колебания гибких конструкций в направлении, перпендикулярном
скорости ветра-,
• интерференционное галопирование отдельно стоящих цилиндров,
представляющее собой самовозбуждающиеся колебания, которые могут
возникнуть, если два или несколько цилиндра расположены на незначи¬
тельном расстоянии друг от друга и не соединены между собой-,
• дивергенция и флаттер, которые представляют собой виды аэродина¬
мической неустойчивости, которые могут возникать в гибких плоских
конструкциях (например, в рекламных щитах).
В приложении F рассматриваются:
• динамические свойства сооружений;
• собственные частоты;
• демпфирование;
• формы колебаний.
190
Список литературы к части 4
Список литературы к части 4
1. EN 1991-1-4: 2005. Eurocode 1: Actions on Structures - Part 1-4: General
Actions - Wind actions. European Committee for Standardisation, Brussels,
2005.
2. Cook, N. J. Designers' Guide to EN1991-1-4. Eurocode 1: Actions on Struc¬
tures, GeneralActionsPart 1-4. Wind actions. ThomasTelford, London, 2007,
ISBN 9 7807 2773 1524.
3. BS 6399-2: 1997. Loadings for Buildings: Part 2: Code of Practice for Wind
Loads. British Standards Institution, London, 1997.
4. Blackmore, P. The Application of EN1991: Eurocode 1 - Actions on Struc¬
tures: Part 1 .General Actions: Guide to the Use of EN1991-1-4 - Wind actions.
BRE, Watford, 2005.Available on the CLG website at: http://www.commu-
nities.gov.uk/index.asp?id-1502963
Литература к русской редакции
1. СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия». - M., 2003.
2. СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия». - M., 2011.
3. Попов Н. А. Рекомендации по уточненному динамическому расчету
зданий и сооружений на действие пульсационной составляющей ветро¬
вой нагрузки. - M., 2000.
4. Руководство по расчету зданий и сооружений на действие ветра. - M.,
1978.
5. Симиу Э., Скандлан Р. Воздействие ветра на здания и сооружения. - M.:
Стройиздат, 1984.
191
Часть 5:
EN 1991-1-5:
Еврокод 1:
Часть 1 -5:
Температурные
воздействия
PART 5: EN 1991-1-5: Eurocode 1: Part 1-5:
Thermal Actions
Глава 1
Общие сведения
Эта глава посвящена общим аспектам EN 1991-1-5: Еврокод 1 - Воздей¬
ствия на сооружения - Температурные воздействияМатериал, описан¬
ный в этой главе, соответствует следующим статьям:
• Область применения
• Нормативные ссылки
• Допущения
• Различие между Принципами и Правилами
применения
• Термины и определения
• Условные обозначения
Статья 1.1:1991-1-5
Статья 12:1991-1-5
Статья 1.3:1991-1-5
Статья 1.4:1991-1-5
Статья 1.5:1991-1-5
Статья 1.6:1991-1-5
1.1. Область применения
EN 1991-1-5: Еврокод 1 - Воздействия на сооружения: Часть 1.5: Основ- ст. 1.1(1): 1991-1-5
ные воздействия - Температурные воздействия - одна из десяти частей EN
1991. В ней даются указания и правила для расчета температурных воздей¬
ствий на здания, мосты и другие сооружения, включая их конструктивные
элементы. Принципы, необходимые для ограждающих конструкций и дру¬
гих дополнительных элементов зданий, также представлены в EN 1991-1-5.
В EN 1991-1-5 описываются также изменения в температуре конструк- ст. 1.1(2): 1991-1-5
тивных элементов. В нем содержатся характеристические значения тем¬
пературных воздействий для применения в расчетах сооружений, подвер¬
женных суточным и сезонным климатическим изменениям. В этой статье
далее говорится, что «конструкции не очень открытые нет необходимости
рассчитывать на температурные воздействия».
BEN1991-1-5 также даются указания для сооружений, в которых темпе- ст. 1.1(3): 1991-1-5
ратурные воздействия являются основной функцией их применения (на¬
пример, градирни, бункеры, резервуары, отапливаемые хранилища, холо¬
дильные хранилища, теплая и холодная продукция).
Часть 5. EN 1991-1-5: Еврокод 1: Часть 1.5: Температурные воздействия
В настоящем Руководстве даются рекомендации только в части EN
1991-1-5, посвященной зданиям. Мосты рассмотрены в руководстве «EN
1991: Воздействия на сооружения: Мосты».
Перед обсуждением каждой статьи EN 1991-1-5, относящейся к здани¬
ям, даются короткие вводные замечания по применению EN 1991-1-5 для
расчета зданий.
1.2. Нормативные ссылки
ст. 1.2:1991-1-5 Комментария не требуется, за исключением того, что в EN1991-1-6 рассма¬
триваются воздействия во время строительства (см. также соответствую¬
щую часть Руководства). В EN 1991-1-6 содержатся указания по периодам
повторяемости для определения характеристических значений климатиче¬
ских воздействий для сооружений с расчетным сроком службы, отличным
от 50 лет, а также для продолжительности этапа строительства.
Вводные замечания для использования EN 1991-1-5
для расчета зданий
Введение
Существуют здания, которые можно охарактеризовать как чувствитель¬
ные к эффектам температурного воздействия, которые необходимо рас¬
считать на сопротивление таким эффектам. Инженер должен использо¬
вать опыт и руководство, предлагаемое в EN 1991-1-5, а также настоящее
пособие для определения, чувствительно ли здание к эффектам темпе¬
ратурных воздействий.
Четыре критерия, которые важны для рассмотрения, следующие:
1. Материал
2. Геометрия
3. Защемление
4. Температурный диапазон и частота.
Эти критерии описаны ниже.
Материалы
Коэффициенты линейного расширения для определения температур¬
ных напряжений даны в табл. 4.1 настоящей части Руководства для ряда
распространенных строительных материалов.
Геометрия
Здания, имеющие резкие изменения геометрии, такие как крылья и
внутренние дворы, будут склонны к дифференциальным движениям
в местах соединения архитектурных объемов. Это движение возникает
от температурных воздействий и может сопровождаться движением от
других воздействий, таких как неравномерная осадка фундамента или
сейсмические воздействия.
Защемления
Большинство зданий покоятся на системах связей или каркасах, обеспе¬
чивающих общую устойчивость. Эти системы обеспечения устойчиво-
196
Глава 1. Общие сведения
сти имеют потенциал создания точек ограничения температурных пере¬
мещений, что в итоге приводит к температурным напряжениям. Ком¬
бинация изменений геометрии в плане здания и близости таких систем
может создать особые проблемы.
Длинные здания (обычно длиннее 50 м) с системами обеспечения
устойчивости, расположенными по торцам здания, вероятно, вызовут
заметные температурные напряжения как в элементах системы обеспе¬
чения устойчивости, так и в связанных с ними элементах здания. Будет
предпочтительнее расположить систему обеспечения устойчивости по¬
середине внешнего фасада здания или распределить равномерно вдоль
него, обеспечив, чтобы каждая система обеспечения устойчивости рабо¬
тала только в одном направлении. Многоэтажные здания могут иметь
значительные перемещения от разности температур между каркасом и
его облицовкой. Системы крепления облицовки должны быть рассчита¬
ны на устойчивость к этому перемещению с учетом нормальных верти¬
кальных и горизонтальных нагрузок от облицовки.
Внимание должно быть уделено условиям строительства, при кото¬
рых элементы сооружения могут подвергаться временным температур¬
ным воздействиям.
Температурный диапазон и частота
Методы для определения подходящего температурного диапазона даны
bEN 1991-1-5.
Частота должна быть определена для рассматриваемого проекта, и
следующая информация может быть полезной:
• Наиболее населенные здания и нагреваются и охлаждаются, таким
образом имея тенденцию к суточному циклу температуры, в боль¬
шинстве случаев незначительному.
• Неотапливаемые здания и автопарки будут иметь суточные и сезон¬
ные температурные циклы, значительно большие, чем у обычных
зданий. Такие здания необходимо рассчитывать на температурные
воздействия.
• Температуры могут увеличиваться за счет обогрева солнцем, поэто¬
му покрытия и верхние настилы автопарков следует проверять. Ав¬
топарки с покрытием частично подвержены нагреву солнцем.
Должны быть приняты во внимание чрезмерные изменения темпера¬
туры от поломок оборудования.
На стадии строительства нормальное температурное воздействие
должно быть добавлено к другим воздействиям, создающим напряже¬
ния, таким как:
• температура твердения бетона (для больших объемов бетонной сме¬
си или при большой толщине):
• усадка.
1.3. Допущения
Утверждения и допущения, данные в ст. 1.3 EN 1990, применимы ко всем ст. 1.3:1991-1-5
частям Еврокода, комментарии к ним даны в Руководстве по EN 1990.
197
Часть 5. EN 1991-1-5: Еврокод 1: Часть 1.5: Температурные воздействия
ст.1.5:1991-1-5
ст. 1.5.3и 1.5.4:
1991-1-5
ст. 1.7(1):1991-1-:
1.4. Различие между Принципами и Правилами
применения
Утверждения и допущения, данные в ст. 1.4 EN 1990, применимы ко всем
частям Еврокода, комментарии к ним даны в Руководстве к EN 1990.
1.5. Термины и определения
Большинство определений, данных в EN 1991-1-5, происходят из стандар¬
тов ISO 2394, ISO 3898 и ISO 8930.
Кроме того, следует сослаться на EN 1990, в котором содержится основ¬
ной перечень терминов и определений, применяемых в EN 1990 - EN 1999,
обеспечивая таким образом общую базу Еврокодов.
Прежде всего следует обратить внимание на следующие основные опре¬
деления, которые могут различаться в практике различных стран:
• «воздействие» (action) - нагрузка или приложенная деформация (на¬
пример, вызванная изменением температуры или осадкой грунта):
• «эффект воздействия*> (effects of actions или action effects) - внутрен¬
ние усилия и моменты, изгибающие моменты, поперечные силы и де¬
формации, вызванные воздействиями.
Из множества определений, данных в EN 1990, те, что применяются
в EN 1991, описаны в главе 1 ст. 1.4(a), (Ь), (с) и (d): 1991-1-1.
Следующие комментарии сделаны, чтобы помочь пониманию специаль¬
ных определений в EN 1991-1-5.
«Максимальная температура воздуха в тени Tnax и минимальная тем¬
пература воздуха в тени Tmin* имеют ежегодную вероятность превышения
0,02 (эквивалентна среднему периоду повторяемости 50 лет) на основе
максимальных и минимальных зарегистрированных часовых значений, со¬
ответственно.
1.6. Условные обозначения
Обозначения в ст. 1.6: EN 1991-1-5 основаны на ISO 3898.
Статья 1.6 EN 1990 содержит полный перечень обозначений, часть кото¬
рых используется в EN 1991-1-5. Обозначения, данные в ст. 1.6(2): 1991-1-5,
являются дополнительными, специфическими для настоящей части EN
1991-1-5.
198
Глава 2
Классификация
воздействий
Эта глава посвящена классификации воздействий в EN 1991-1-5: Евро¬
код 1 - Воздействия на сооружения: Часть 1.5: Основные воздействия -
Температурные воздействия.
В EN 1991-1-5 температурные воздействия классифицируются как вре¬
менные непрямые воздействия.
Значения температурных воздействий: максимальная и минимальная
температуры воздуха в тени Tmax и Tmin, данные в EN 1991-1-5, являются
характеристическими значениями, если в стандарте не утверждается иное.
Характеристические значения температурных воздействий, данные в EN
1991-1-5, - значения с ежегодной вероятностью превышения 0,02 (что эк¬
вивалентно среднему периоду повторяемости 50 лет), если не указано иное,
например для временных расчетных ситуаций.
Для определения максимальной и минимальной температур для более
коротких периодов повторяемости (Tmaxp и Tmjn^,), относящихся к пере¬
ходным расчетным ситуациям, соответствующие значения температур¬
ных воздействий могут быть выведены с использованием метода расчета,
данного в приложении I EN 1991-1-5, и характеристических значений Tmax
и ^mim приведенных в Национальной карте, показывающей изотермы для
минимальной и максимальной температур. Эти значения основаны на пери¬
оде повторяемости 50 лет, но в приложении А даны формулы EN 1991-1-5,
основанные на законе Гумбеля (то есть законе экстремальных значений I
типа), для оценки температур на основе периода повторяемости, отличного
от 50 лет. Для упрощения результаты этих формул приведены в виде гра¬
фика (см. рис. 2.1) как отношения между максимумом (минимумом) для
периода повторяемости 50 лет (вероятностьр = 0,02) {А2:1991-1-5).
ст. 2.1(1)Р:
1991-1-5
ст. 2.1(2): 1991-1-5
ст. 2.1(3):
1991-1-5
прим, к СТ.2.1(3):
1991-1-5
А2:1991-1-5
Часть 5. EN 1991-1-5: Еврокод 1: Часть 1.5: Температурные воздействия
Рис. 2.1 (из рисунка А1 в EN1991-1-5). Отношения Tmaxj3ZTmx и Tntnj3ZTmtn
Пример 2.1
Используя рис. 2.1, определим отношения для Ттахр/Ттах и Tmmp/Tmm для
периода повторяемости 10 лет.
Для периода повторяемости 50 лет р = 1/50 = 0,02.
Для периода повторяемости 10 летр = 1/10 = 0,01.
Таким образом, для максимальной температуры отношение TmaxjlZTmax
равно 0,9, а для минимальной температуры отношение Тттр/Ттт равно
0,72.
200
глава з
Расчетные ситуации
Эта глава посвящена общим концепциям расчетных ситуаций, относящим¬
ся к EN1991 -1 -5: Еврокод 1 - Воздействия на сооружения: Часть 1.5: Основ¬
ные воздействия - Температурные воздействия.
Статья 3.2 EN 1990 идентифицирует следующие расчетные ситуации
для проверки основных предельных состояний:
• постоянные расчетные ситуации, относящиеся к нормальным условиям
эксплуатации;
• переходные расчетные ситуации, относящиеся к временным условиям,
например при производстве строительных работ или ремонте;
• аварийные расчетные ситуации, относящиеся к исключительным усло¬
виям, сложившимся для сооружения, например взрывы;
• сейсмические расчетные ситуации.
Каждая из этих расчетных ситуаций связана с определенным выражени¬
ем для сочетания эффектов воздействий:
• постоянные и временные расчетные ситуации, соотносящиеся с выра¬
жениями (6.10) или (6.10а) и (6. Wb) в EN1990;
• аварийные расчетные ситуации, соотносящиеся с выражением (6.11Ь)
в EN1990-,
• сейсмические расчетные ситуации, соотносящиеся с выражением
(6.12Ь) в EN1990.
Кроме того, необходимо определить температурные воздействия для про¬
верки предельных состояний пригодности к эксплуатации, используя следу¬
ющие выражения для сочетания эффектов воздействия, данные в EN1990:
• характеристическая комбинация, выражение (6. Ub) в EN1990]
• пониженная комбинация, выражение (6.15Ь) в EN1990]
• длительная комбинация, выражение (6.16Ь) в EN1990.
Температурные воздействия, которые необходимо определить для каж¬
дой указанной ситуации для проверок основного предельного состояния и
состояния эксплуатационной пригодности, включают следующие:
ст. 3.1(1)Р:
1991-1-5
Часть 5. EN 1991-1-5: Еврокод 1: Часть 1.5: Температурные воздействия
EN1990 табл. А1
ст. 3.1(2)Р:
1991-1-5
• характеристическое значение (Q*). которое обычно соответствует
верхнему значению при назначенной вероятности непревышения за
базовый период (обычно 50 лет для зданий). В зависимости от расчет¬
ной ситуации для основного предельного состояния или для состояния
эксплуатационной пригодности (описаны в ст. 6.4 и 6.5 EN 1990 и со¬
ответствующем Руководстве) рассматриваются другие репрезентатив¬
ные значения временного воздействия, которые нужно определить,
а именно:
• комбинационное значение VoQ*:
• пониженное значение V1 Qjr
Для зданий пониженное значение в общем случае выбирается так, что¬
бы время его превышения было 0,01 базового периода (то есть 50 лет);
• длительное значение V2Q*- Квазипостоянные значения используются
также для расчета эффектов длительности. Это не происходит в случае
температурных воздействий.
Vo и Vi ~ коэффициенты для комбинационного и пониженного значе¬
ний переменного воздействия соответственно. Для температурных воздей¬
ствий Vo “ 0.6 и Vi = 0,5.
Как отмечалось, длительное значение неприменимо для температурных
воздействий. Элементы несущей конструкции, которые можно охаракте¬
ризовать как чувствительные к эффектам температурных воздействий,
необходимо будет рассчитать так, чтобы температурные перемещения не
вызывали перенапряжения конструкции. Это может быть выполнено как
через предусмотрение подвижных соединений, так и включением эффек¬
тов температурных воздействий в расчет.
202
глава 4
Представление
воздействий
Эта глава посвящена представлению воздействий в EN 1991-1-5: Евро¬
код 1 - Воздействия на сооружения: Часть 1.5: Основные воздействия —
Температурные воздействия.
Значение температурных воздействий и их распределение в отдельном
элементе конструкции являются функцией многочисленных параметров,
некоторые из которых трудно трактовать в виде чисел.
Суточные и сезонные изменения температуры воздуха в тени, прямая и
отраженная солнечная радиация и т. д. увеличивают изменения распреде¬
ления температуры внутри отдельных элементов конструкций.
Для определения эффектов температурных воздействий на здание
должны быть рассмотрены следующие параметры, некоторые из которых
связаны с параметрами рассчитываемого здания:
• местные климатические условия;
• присутствие соседних сооружений, могущих экранировать солнечное
излучение;
• ориентация здания;
• общая масса здания (и соответствующая тепловая инерция);
• отделка (например, облицовка здания) для определения степени погло¬
щения энергии солнечного излучения;
• отопление, кондиционирование воздуха, режимы вентиляции и тепло¬
изоляция здания;
• конструктивная форма и характер соединений и шарнирных узлов.
Профиль температуры в отдельном элементе конструкции состоит из
четырех отдельных компонент, как показано на рис. 4.1:
(a) постоянная компонента температуры, ДTu; (см. рис. 4.1(a));
(b) линейно изменяющаяся относительно оси Z-Z компонента разности
температур, обозначенная NTm (см. рис. 4.1(b));
СТ.40): 1991-1-5
ст. 4(2):1991-1-5
ст. 4(3):1991-1-5
Часть 5. EN 1991 -1-5: Еврокод 1: Часть 1.5: Температурные воздействия
(а) (Ь) (с) (П)
Рис. 4.1. Схематическое представление составляющих температурного
профиля
(c) линейно изменяющаяся относительно оси Y-Y компонента разности
температур, обозначенная AT1mz (см. рис. 4.1(c));
(d) нелинейная компонента разности температур, обозначенная ATe (см.
рис. 4.1(d)), приводящая к системе самоуравновешенных напряжений,
которые не создают общего нагрузочного эффекта на элемент.
Из четырех компонент самоуравновешенная компонента AJf (см.
рис. 4.1(d)) вызывает наименьший эффект в конструкции или элементе,
ст. 4(4): 1991-1-5 Напряжения, деформации, вызванные температурными воздействиями,
зависят от геометрии и условий соединения элемента, а также от физиче¬
ских свойств материала конструкции. Если совместно используются ма¬
териалы с разными коэффициентами линейного расширения, температур¬
ный эффект нужно принимать во внимание.
ст. 4(5): 1991-1-5 Для определения температурных эффектов потребуется коэффициент
прил. C1991-1-5 линейного расширения (ст. 4(5): 1991-1-5). Приложение C из EN 1991-1-5
дает полный перечень коэффициентов линейного расширения распростра¬
ненных конструкционных материалов (приложение C EN 1991-1-5). При¬
мер из британского Национального приложения воспроизведен в табл. 4.1.
Таблица 4.1. Коэффициенты линейного расширения
Материал
Oc7(XlO-VC)
Алюминий, алюминиевый сплав
Нержавеющая сталь
Конструкционная сталь, кованое железо или чугун
121
Бетон, нормальной плотности
122
Бетон, легкий заполнитель
Кирпичная кладка с бетонными элементами
Кирпичная кладка с глиняными элементами
Стекло
Древесина, вдоль волокон
Древесина, поперек волокон
1 Для составных конструкций коэффициент линейного расширения стального компонента
может быть принят равным IOxIO-VC, чтобы пренебречь ограничивающим влиянием раз¬
личных значений ат.
2 При использовании заполнителя из известняка а7 можно принять равным IZxIO-eZvC; од¬
нако коэффициент может быть и SxIO-eZvC1 поэтому следует рассматривать оба значения.
204
Глава 5
Изменения
температуры
в зданиях
Эта глава посвящена изменениям температуры в зданиях по EN 1991-1-5:
Еврокод 1 - Воздействия на сооружения: Часть 1.5: Основные воздействия -
Температурные воздействия. Материал этой главы описывает следующие
статьи стандарта:
5.1. Общие положения
Температурные воздействия на здания вследствие:
• климатических изменений температуры, и
• эксплуатационных изменений температуры в здании -
должны быть рассмотрены при расчете зданий, если существует вероят¬
ность превышения основных предельных состояний или предельных со¬
стояний эксплуатационной пригодности вследствие температурных пере¬
мещений и/или напряжений (ст. 5.1 (1)Р: 1991-1-5).
Кроме того, на перемещения и напряжения конструкции, вызванные
температурой, влияют также:
• затенение соседними строениями;
• использование в конструкции различных материалов с различными ко¬
эффициентами температурного расширения и теплопередачи;
• различные геометрические формы поперечного сечения элементов
конструкции (примечание 1 к ст. 5.1 (1)Р: 1991-1-5).
ст. 5.1(1 )Р:
1991-1-5
прим. 1 к ст.
5.1(1 )Р: 1991-1-5
• Общие положения
• Определение температур
• Определение температурных профилей
Статья 5.1:1991-1 -5
Статья 5.2:1991-1-5
Статья 5.3:1991-1-5
Часть 5. EN 1991-1-5: Еврокод 1: Часть 1.5: Температурные воздействия
прим.2
кст. 5.1(1)Р:
1991-1-5
ст. 5.2(1):1991-1-!
ст. 5.2(2)Р: 1991-1
ст. 5.2(3)Р: 1991-1
ст. 5.2(5)Р:
1991-1-5
ст. 1.5.5:1991-1-!
ст. 5.2(4):1991-1-:
Влажность и другие факторы окружающей среды (ориентация соору¬
жения) также могут влиять на изменение объема элементов конструкции
(примечание 2 к ст. 5.1(I)P: 1991-1-5).
5.2. Определение температур
В разделе 5.2 EN 1991-1-5 даются принципы и правила для определения
температурных воздействий на здания вследствие климатических и экс¬
плуатационных изменений температуры,
i Следует учитывать также региональные данные и существующий опыт
(ст. 5.2(1): 1991-1-5).
В ситуации, когда здание не подвергается существенным суточным или
сезонным изменениям температуры, вызванным деятельностью внутри
здания, в расчете конструкции можно пренебречь кратковременными тем¬
пературными воздействиями.
■5 Климатические эффекты следует определять с учетом изменений тем¬
пературы воздуха в тени и солнечной радиации, как будет описано ниже в
этом разделе. Влияние хозяйственной деятельности, проходящей в здании
(отопление, охлаждение, технологические или производственные процес¬
сы), должно также при необходимости учитываться в проекте.
-5 В соответствии с компонентами температуры, приведенными в главе 4
настоящей части Руководства, климатические и эксплуатационные темпе¬
ратурные воздействия на элемент конструкции следует описывать, исполь¬
зуя следующие базовые величины:
(a) постоянная компонента температуры ATu, задаваемая как разность
между средней температурой элемента T и его начальной температу¬
рой T0. ATu определяется как:
ATu=T-T0, (5:1:1991-1-5).
где:
T- средняя температура элемента, обусловленная температурами лет¬
него или зимнего сезона и эксплуатационной температурой;
i T0 - определяется как температура элемента на стадии его закрепле¬
ния (замыкания). Обычно значение T0 не бывает известно во время
расчета. Проектировщик должен сделать безопасную оценку значения
T0, или должны быть национальные руководящие документы. В Ита¬
лии рекомендовано значение T0 - 15 "С;
(b) линейно изменяющаяся компонента температуры, задаваемая как раз¬
ность ATm между температурами на внешней и внутренней поверхно¬
стях поперечного сечения или на поверхностях отдельных слоев;
(c) перепад температуры ATp между различными частями конструкции,
задаваемый как разность средних температур этих частей.
Значения ATm и ATp обычно определяются для конкретного проекта.
5 Кроме того, следует при необходимости учесть местные эффекты темпе¬
ратурных воздействий (например, на опорах и креплениях конструктив¬
ных и облицовочных элементов). Адекватное представление температур¬
ных воздействий должно определяться с учетом расположения здания и
особенностей его конструкции.
Значения ATu, ATm и ATp определяются в соответствии с указанием раз¬
дела 5.3, рассмотренного ниже, с применением региональных данных. При
отсутствии региональных данных можно применять правила раздела 5.3.
206
Глава 5. Изменение температуры в зданиях
5.3. Определение температурных профилей
Температура T в выражении (5.1: 1991-1-5) определяется как значение ст. 5.3(1): 1991-1-5
средней летней или зимней температуры элемента конструкции с примене¬
нием профиля температуры, который определяет распределение темпера¬
туры по толщине элемента. В случае многослойного элемента T - средняя
температура отдельного слоя.
Температурные профили в элементах зданий могут быть получены с по- прил. D: 1991-1-5
мощью теории теплопередачи, данной в приложении D EN 1991-1-5. прим. 1
Для однослойных элементов, когда окружающие условия с обеих сторон к ст- 5-3(1):
схожи, в EN 1991-1-5 дана упрощенная процедура, и T может быть при- 1991-1-5
близительно определено как средняя температура внутренней и наружной
температур окружающего воздуха Tin и Tout. Таким образом:
T- (Тш + Tin)/2. (Статья 5:3.1.: 1991-1-5)
Для определения внутренней температуры окружающего воздуха Tin и ст. 5.3(2): 1991-1-5
наружной температуры окружающего воздуха Tout в EN 1991 -1 -5 даются три
таблицы. Таблица 5.1 - для определения внутренней температуры окру¬
жающего воздуха. Для определения наружной температуры окружающего
воздуха Tout частей здания, находящихся выше уровня земли, - табл. 5.2, и
для определения температуры окружающего воздуха частей, расположен¬
ных ниже уровня земли, - табл. 5.3.
Таблица 5.1. Показательные температуры внутреннего воздуха Tin
Период
Температура Tln
Лето
7,
Зима
T2
EN 1991-1-5 рекомендует следующие значения T1 и T2 в случаях, когда более точная ин¬
формация отсутствует: Г, = 20 'C и T2 = 25 'С.
См. также рис. 5.1, схематическое представление внутренней и наруж¬
ной температур окружающего воздуха.
(а) Определение внутренней температуры окружающего воздуха, Tin
Внутренняя температура окружающего воздуха Tin определяется в соответ¬
ствии с табл. 5.1 EN 1991-1-5 и рис. 5.1.
В качестве дополнительного указания в CIBSE Guide A Enviromental
Design, 20063 в табл. 1.5 даются критерии комфорта для некоторых типич¬
ных зданий:
образовательные учреждения
21-23°С
жилые здания
23-25 *С
больницы
21-250C
гостиницы
21-25eC
библиотеки
21-25°С
музеи, художественные галереи
21-23 eC
офисы
22-24"С
торговые помещения
21-250C
спортзалы
14-16eC
плавательные бассейны
23-26 0C
207
Часть 5. EN 1991-1-5: Еврокод 1: Часть 1.5: Температурные воздействия
Лето
T1
Зима
T1
См. табл. 5.1
Лето
Т,
Зима
Т,
См. табл. 5.1
Лето
Tr ,, + T (i - 3. 4 или 5)!
Зима
См. табл. 5.2
Уровень земли
51 M
Лето
Зима
См. табл. 5.3
Лето I Т,
Зима
См. табл. 5.3
Рис. 5.1. Схематическое представление внутренней и внешней температур
(Ь) Определение наружной температуры окружающего воздуха, TJjut
Наружная температура окружающего воздуха Tout определяется в соответ¬
ствии с:
(i) табл. 5.2 для частей зданий, расположенных выше уровня земли;
(Ü) табл. 5.3 для частей, расположенных ниже уровня земли,
и рис. 5.1.
Температуры Tout для летнего сезона, приведенные в табл. 5.2 (для частей
зданий, расположенных выше уровня земли), зависят от поглощаемой сол¬
нечной радиации и ориентации здания. В табл. 5.2 дается:
• максимальная температура Toutt которая обычно достигается в Европе,
для широт от 45е до 55° (и также в соответствии с британским Нацио¬
нальным приложением) для поверхностей, обращенных на запад, юго-
запад или горизонтальных поверхностей;
• минимальная Tmin для поверхностей, обращенных на север или северо-
восток.
C учетом табл. 5.2 на рис. 5.2 показаны рекомендуемые значения для T3,
Ti и T5 для различной ориентации здания.
Приведенные значения коэффициента поглощения зависят как от цвета
(что учитывается в EN 1991-1-5), так и от гладкости и чистоты обработки
поверхности (что не учитывается в EN 1991-1-5).
В действительности можно найти поверхности с коэффициентом погло¬
щения от 5% до 95%. В общем случае 0,5 означает светло-серый тон, а 0,7
(что означает коэффициент отражения 0,3) - среднетемную поверхность,
которая может быть среднесерой или более темной глянцевой поверхно¬
стью; 0,9 (отражение 0,1) — очень темная поверхность, такая как матово¬
черная.
208
Глава 5. Изменение температуры в зданиях
Таблица 5.2. Показательные температуры Tout для надземных
частей зданий для широт от 45’ до 55*
Период Коэффициент
Лето Относительное
поглощение
в зависимо¬
сти от цвета
поверхности
Зима
Температура Tout, *С
0,5 яркая светлая поверхность Tmait + T3
(например, сталь, светлый
кирпич, штукатурка, побелка,
светлые краски)
0,7 светло окрашенная по- Tmax + T4
верхность (например, желтый
или темно-желтый кирпич,
красный кирпич, камень, бе¬
тон, темные краски)
0,9 темная поверхность (на- Tmax + T5
пример, черные неметалличе¬
ские поверхности)
7~min
Значения максимальной температуры воздуха в тени Tmax и значения минимальной тем¬
пературы воздуха в тени Tmin могут быть указаны в Национальном приложении для сред¬
него периода повторяемости 50 лет. Рекомендуемые эффекты солнечной радиации T3, T4,
и T5 следующие: T3 = 0 *С, T4 = 2 ‘С, и T5 = 4 "С для элементов, обращенных к северу или
северо-востоку, и T3 = 18 "С, T4 = 30 *С, и T5 = 42 ’С для элементов, обращенных к югу, юго-
западу или горизонтальных элементов.
Температуры Tout как для летного, так и для зимнего сезонов приведены
в табл. 5.3 для частей зданий, расположенных ниже уровня земли, и усло¬
вий Европы для широт от 45* до 55е; эти температуры зависят от глубины
под поверхностью земли.
Таблица 5.3. Показательные температуры Touf для подземных
частей зданий для широт от 45* до 55*
Период
Глубина ниже уровня земли
Температура Touft 'C
Лето
Менее 1 м
T6
Более 1 м
T7
Зима
Менее 1 м
T6
Более 1 м
T9
Следующие значения T6, T7, T8 и T9 рекомендованы EN 1991-1-5 и используются также,
например, в Национальных приложениях Соединенного Королевства и Италии: T8 = 8 *С, T7
= 5 'С, T8 = -5 'C and T9 = -3 ’С.
209
Часть 5. EN 1991-1-5: Еврокод 1: Часть 1.5: Температурные воздействия
Рис. 5.2. Эффекты солнечной радиации T3, T4 и T5 для различной
ориентации здания
210
Глава 6
Приложение А
к Руководству
по температурным
воздействиям
Раздел 6 EN 1991-1-5 «Температурные воздействия на мосты» рассмотрен
в руководстве «Designers’ Guide for Actions on Road and Rail Bridges (Руко¬
водство для проектировщиков к воздействиям на дороги и железнодорож¬
ные мосты)».
Раздел 7 EN 1991-1-5 «Температурные воздействия в промышленных
дымоходах, трубопроводах, бункерах, резервуарах и градирнях» выходит
за рамки предмета данного Руководства.
Рекомендации по приложению А «Изотермы национального миниму¬
ма и максимума температуры воздуха в тени» даны на рис. 2.1 настоящего
Руководства.
Рекомендации по приложению В «Разность температур для различных
покрытий различной толщины» даются в руководстве «Designers’ Guide for
Actions on Road and Rail Bridges (Руководство для проектировщиков к воз¬
действиям на дороги и железнодорожные мосты)».
Рекомендации по приложению C «Коэффициенты линейного расшире¬
ния» даны в табл. 2.1 настоящего Руководства.
раздел 6:1991-1-5
раздел 7:1991-1-5
прил. А: 1991-1-5
прил. В: 1991-1-5
прил. С: 1991-1-5
Глава 7
Приложение В
к Руководству
по температурным
воздействиям
Температурные профили в зданиях и сооружениях даны в приложении D
EN 1991-1-5.
Настоящее приложение В дает информацию по приложению D EN
1991-1-5 «Температурные профили в зданиях и сооружениях». В основном
тексте EN 1991-1-5 ссылка на него имеется в ст. 5.3(1).
В приложении D EN 1991-1-5 дается теория теплопередачи для опреде¬
ления температурного профиля простого многослойного элемента (напри¬
мер, плита, стена, оболочка). Принимая отсутствие локальных температур¬
ных мостов, температура Т(х) на расстоянии х от внутренней поверхности
поперечного сечения может быть определена для установившегося квази-
стационарного температурного состояния как:
T(X) -Ttk- ^(Г„ - TJ)
где:
Tin внутренняя температура окружающего воздуха;
Tuut внешняя температура окружающего воздуха;
Rtot общее температурное сопротивление элемента, включая сопротивле¬
ние обеих поверхностей;
R(x) температурное сопротивление на внутренней поверхности и сопро¬
тивление элемента от внутренней поверхности до точки X.
прил. D: 1991-1-5
ст. 5.3(1): 1991-1-5
D(1): 1991-1-5
Рис. D.1/1991-1-5
Часть 5. EN 1991-1-5: Еврокод 1: Часть 1.5: Температурные воздействия
0(2):1991-1-5
0(2): 1991-1-5
прим, к D(2):
1991-1-5
Значения сопротивления Rtot [м2К/Вт] определяются с помощью коэф¬
фициента теплопередачи, данного в EN ISO 69464, следующим образом:
i
где:
Rin [м2К/Вт] температурное сопротивление на внутренней поверхности;
Rout [м2К/Вт] температурное сопротивление на внешней поверхности;
X1 [Вт/(мК)] теплопроводность слоя;
A1 [м] толщина слоя.
Сопротивление R(x) [м2К/Вт] определяется с помощью коэффициен¬
тов теплопроводности, данных в EN ISO 133705:
ад- я.+
где учитываются только слои (или часть слоя) между внутренней поверх¬
ностью и точкой X (см. рис. D.I/EN 1991-1-5)
Для зданий:
• температурное сопротивление Rin = от 0,10 до 0,17 [м2К/Вт] (в зависи¬
мости от ориентации и температурного потока);
• Kut “ 0.04 (для любой ориентации);
• теплопроводность X1 бетона (удельный вес от 21 до 25 кН/м3) в преде¬
лах от 1,16 до 1,71 [Вт/(мК)].
Рис. D.1. Температурный профиль двухслойного элемента
214
Ссылки к части 5
Ссылки к части 5
1. EN 1991-1-5: 2003. Eurocode I: Actions on Structures - Part 1-5: General
Actions - Thermal actions. European Committee for Standardisation, Brus¬
sels, 2003.
2. Norme Tecniche per Ie Costruzioni, DM 14.01.08. Gazzetta Ufficiale della
Repubblica Italiana, n. 29 del 4 febbraio 2008 - Suppl. Ordinario n. 30.
3. CIBSE Guide A: Environmental Design, Chartered Institution of Building
Services Engineers, 2006.
4. ISO 6949: 2007. Building components and building elements - Thermal
resistance and thermal transmittance - Calculation method. International
Organisation for Standardisation, Geneva, Switzerland, 2007.
5. ISO 13370: 2007. Thermal performance of buildings - Heat transfer via the
ground - Calculation methods. International Organisation for Standar¬
disation, Geneva, Switzerland, 2007.
215
Часть 6:
EN 1991-1-6:
Еврокод 1:
Часть 1-6:
Воздействия
при строительстве
PART 6: EN 1991-1-6: Eurocode 1: Part 1-6:
Actions during Execution
Глава 1
Общие сведения
Эта глава посвящена общим аспектам EN 1991-1-6: Еврокод 1 - Воздей¬
ствия на сооружения: Часть 1.6: Основные воздействия - Воздействия при
строительстве*. Материал, описанный в этой главе, соответствует следу¬
ющим статьям:
• Область применения
• Нормативные ссылки
• Допущения
• Различие между Принципами и Правилами
применения
• Термины и определения
• Условные обозначения
Статья 1.1:1991-1-6
Статья 12:1991-1-6
Статья 1.3:1991-1-6
Статья 1.4:1991-1-6
Статья 1.5:1991-1-6
Статья 1.6:1991-1-6
1.1. Область применения
EN 1991-1-6: Еврокод 1 - Воздействия на сооружения: Часть 1.6: Основные
воздействия - Воздействия при производстве строительных работ - одна
из десяти частей EN1991. Он дает указания по расчету и правила для опре¬
деления воздействий, которые следует учитывать при производстве строи¬
тельных работ зданий и инженерных сооружений.
Рекомендации EN 1991-1-6 можно также использовать для определения
воздействий, учитываемых в расчете:
• вспомогательных сооружений (вспомогательные сооружения включа¬
ют такие сооружения, которые считаются временными и не требуются
после завершения строительства);
• различных строительных работ (например, перестройки, реконструк¬
ции и/или полный или частичный снос).
EN 1991-1-6 не содержит указаний по обеспечению безопасности людей
(кроме вызванных строительными авариями) на стройке и около нее. Та¬
кие правила могут быть заданы в отдельном проекте в соответствии с На¬
циональными требованиями (например, Управлением по безопасности и
здравоохранению Соединенного Королевства).
ст. 1.1(1): 1991-1-6
прим. 1 кст. 1.1(1):
1991-1-6
ст. 1.1(1):1991-1-6
Часть 6. EN 1991-1-6: Еврокод 1: Часть 1.6: Воздействия при строительстве
ст. 1.1(1): 1991-1-6 Ниже дается краткое введение в разделы этой части EN 1991, которые
более подробно обсуждаются в главах 2-4 настоящего Руководства.
• Раздел 1: Общие указания. Область применения EN 1991-1-6 обширна,
это первый свод правил в Европе по данной теме, он будет полезен для
многих читателей, включая заказчиков, проектировщиков, подрядчи¬
ков различного профиля.
• Раздел 2: Классификация воздействий. Среди многих воздействий осо¬
бое внимание уделяется введению в ряд разного рода монтажных нагру¬
зок, которые обычно присутствуют при строительстве, но отсутствуют
после его завершения.
• Раздел 3: Расчетные ситуации и предельные состояния. Принципы и
общие правила выбора расчетных ситуаций и комбинаций воздействий
даны в соответствии в EN 1990: Еврокод: Основы строительных рас¬
четов. Кроме того, планируемая продолжительность релевантного эта¬
па строительства может быть связана с теоретической номинальной
продолжительностью, которая может быть использована как основа
для определения характеристических значений климатических воздей¬
ствий для периодов повторяемости менее 50 лет.
• Раздел 4: Представление воздействий. EN 1991-1-6 описывает Прин¬
ципы и Правила применения для определения воздействий, которые
следует учитывать при производстве строительных работ зданий и
инженерных сооружений, включая следующие аспекты. Следует от¬
метить, что не все перечисленные воздействия и эффекты воздействий
применимы к зданиям. В главе 4 обсуждаются только воздействия, от¬
носящиеся к зданиям:
- воздействия на конструктивные и неконструктивные элементы при
транспортировке;
- геотехнические воздействия;
- воздействия от эффектов предварительного напряжения;
- предварительные деформации;
- эффекты температуры, усадки, гидратации;
- ветровые воздействия;
- снеговые нагрузки;
- воздействия, вызванные водой;
- воздействия от атмосферного обледенения;
- монтажные нагрузки;
- аварийные воздействия;
- сейсмические воздействия.
• Приложение А1: Дополнительные правила для зданий, является обя¬
зательным, дана дополнительная основополагающая информация по
строительным нагрузкам.
• Приложение А2: Дополнительные правила для мостов, является обяза¬
тельным. Приложение рассмотрено в руководстве по мостам «Thomas
Telford Designers’ Guide for Actions on Bridges (Руководство для проек¬
тировщиков к воздействиям на мосты)*.
• Приложение В: Воздействия на сооружения при перестройке, рекон¬
струкции или сносе, является справочным, даются вводные замечания
kEN 1991-1-6.
220
Глава 1. Общие сведения
В EN 1991-1-6 также даются правила для определения воздействий, ст. 1.6.2.1:1991-1-6
которые можно использовать для расчета вспомогательных сооружений,
определенных следующим образом.
Вспомогательные сооружения
Любые сооружения, связанные с процессом, строительства, не требующие¬
ся после использования, когда строительная деятельность завершена, и они
могут быть удалены (например, опалубка, леса, системы опор и подпорок,
связи).
Руководство даст указания только по частям EN 1991-1-6, относящим¬
ся к зданиям. Мосты рассмотрены в отдельном руководстве издательства
Томас Телфорд «Руководство для проектировщиков по воздействиям на
мосты (Designers’ Guide for Actions on Bridges)». Перед обсуждением каж¬
дой статьи EN 1991-1-6 после п. 1.3 «Допущения» даны короткие вводные
замечания по применению EN 1991-1-6 для расчета зданий.
1.2. Нормативные ссылки
Комментариев по ссылкам статьи не требуется (ст. 1.2:1991-1-6). а. 1.2:1991-1-6
1.3. Допущения
Утверждения и допущения, данные в ст. 1.3 EN 1990, применимы ко всем ст. 1.3:1991-1-6
частям Еврокода, комментарии к ним даны в Руководстве по EN 1990
(ст. 1.3:1991-1-6).
Вводные замечания по применению EN 1991-1-6
для расчета зданий
Указания, данные в настоящей части Руководства, основаны на EN
1991-1-6, дающем указания по определению воздействий для расчета
или проверки сооружений на этапе строительства. Также он дает пра¬
вила для определения воздействий, используемые для расчета вспомо¬
гательных сооружений, а также для расчета сооружений во временных
расчетных ситуациях, определенных в EN 1990, таких как перестройка,
реконструкция и частичный или полный снос. Вспомогательные соору¬
жения включают в себя те, которые называются временными сооруже¬
ниями. Область применения EN 1991-I-6 обширна, он является первым
сводом правил в Европе и будет полезен для многих читателей, включая
заказчиков, проектировщиков, подрядчиков различного профиля. Сре¬
ди многих воздействий особое внимание уделяется введению в ряд раз¬
ного рода нагрузок при строительстве, которые обычно присутствуют
при строительстве, но отсутствуют после его завершения.
1.4. Различие между Принципами и правилами
применения
Утверждения и допущения, данные в ст. 1.4 EN 1990, применимы ко всем ст. 1.3:1991-1-6
частям Еврокода, комментарии к ним даны в Руководстве по EN 1990.
221
Часть 6. EN 1991-1-6: Еврокод 1: Часть 1.6: Воздействия при строительстве
ст. 1.5:1991-1-6
ст. 1.4(a), (Ь), (с)
и (d): 1991-1-1
ст. 1.5.2.2:1991-1-6
ст. 1.6: EN 1991-1-6
ст. 1.6(1):1991-1-6
ст. 1.6(2):1991-1-6
ст. 1.6(2):1991-1-6
1.5. Термины и определения
Большинство определений, данных в EN 1991-1-6, происходят из стандар¬
тов ISO 2394, ISO 3898 и ISO 8930.
Кроме того, следует сослаться на EN 1990, содержащий основной пере¬
чень терминов и определений, применяемых в EN 1990 - EN 1999, обеспе¬
чивая таким образом общую базу Еврокодов.
Прежде всего следует обратить внимание на следующие главные опре¬
деления, которые могут различаться в практике различных стран:
• «воздействие» (action) - нагрузка или приложенная деформация (на¬
пример, вызванная изменением температуры или осадкой грунта):
• «эффект воздействия*■ (effects of actions или action effects) - внутрен¬
ние усилия и моменты, изгибающие моменты, поперечные силы и де¬
формации, вызванные воздействиями.
Из множества определений, данных в EN 1990, те, что применяются
в EN 1991, описаны в главе 1 настоящего Руководства.
Следующие комментарии сделаны, чтобы помочь пониманию специаль¬
ных определений в EN 1991-1-6:
• нагрузки при производстве строительных работ - нагрузки, которые
могут присутствовать во время строительства, но отсутствуют после его
завершения.
1.6. Условные обозначения
Обозначения в ст. 1.6: EN 1991-1-6 основаны на ISO 3898.
Статья 1.6 EN 1990 содержит полный перечень обозначений, часть кото¬
рых используется в EN 1991-1-6. Обозначения, данные в ст. 1.6(2): 1991-1-5,
являются дополнительными, специфическими для настоящей части EN
1991-1-6.
222
Глава 2
Классификация
воздействий
Эта глава посвящена классификации воздействий в EN 1991-1-6: Евро¬
код 1 - Воздействия на сооружения: Часть 1.6: Основные воздействия -
Воздействия при строительстве. Материал, описанный в этой главе, соот¬
ветствует следующим статьям:
• Общие положения Статья 2.1:1991-1-6
• Монтажные нагрузки Статья 2.2:1991-1-6
2.1. Общие положения
EN 1991-1-6 классифицирует две группы воздействий. Первая группа - это
основные воздействия (например, снеговые нагрузки, ветровые нагрузки,
температурные нагрузки, собственный вес), которые существуют во время
строительства. Вторая группа воздействий - это монтажные нагрузки (от
строительных операций), которые обычно могут присутствовать на этапе
строительства, но отсутствуют после его завершения.
Основные воздействия, имеющиеся во время строительства, классифи¬
цированы в соответствии со ст. 4.1.1 EN 1990: 2002, объяснены в руковод¬
стве по EN 1990.
В табл. 2.1 EN 1991-1-6 приводится рекомендованная классификация
для общих воздействий, действующих на здания, по их изменению во вре¬
мени (постоянное/временное/аварийное), происхождению (прямое/не-
прямое), пространственной изменчивости (фиксированное/свободное), по
их природе или отклику конструкции (статическое/динамическое).
Воздействия, которые не обязательно применимы к зданиям, показаны
в табл. 2.1 затененными.
Следует обратить внимание на тот факт, что во время строительства,
а также после его завершения некоторые из воздействий могут быть пере-
ст. 2.1(1): 1991-1-6
ст. 2.1(1): 1991-1-6
табл. 2.1
EN 1991-1-6
прим. 1 кст.
2.1(1): 1991-1-6
Таблица 2.1. Классификация воздействий (немонтажные нагрузки) при производстве строительных работ
Часть 6. EN 1991-1-6: Еврокод 1: Часть 1.6: Воздействия при строительстве
’i »-
2 z
£• ®
X Я
о о
S ч
.. ®
6 i
ct
S
CG
R
S
Z
(О
T
ф
2
S
а
C
ф
о
V!
о
ф
11
Ф ?
I i
8. I
8 §
CVi
со
S
VO
CO
I-
CO
О)
О)
ш
со
S
R
S
ш
*
Z
-е-
S
U
о
со
I К S
S E X
о со о
с js О
£ -0* S
а)
S
ш
н
о
О)
о
CD
а>
О)
а>
I
I
h-
Z
ш
I
О CM
О
in
i
2, EN
!N1994
i
I
с*э
I
I
О
CM
03
rt
О)
OD
О)
CD Oi
03
О)
Oi UJ
OD
03
а>
CM
О)
03
О)
СТ) Oi
О)
О)
О) -
0)
03
03
т—
у—
у— T“
У~
*- Й
Z S)
*“
▼“
Z
Z
Z
Z Z
Z
Z
Z
Z
Z
о
сл
ш
ш
ш
LU Ш
LD
ш
Ul *-
ш
LU
ш
z S z z
CA Ш ч“ LU ш
S
S
X
ф
X
(О
а
ф
ж
аз
О
Ii
о Ф
g з
X C
Il
H
ф о
о ©
5 *
Ii
SI
о d
5
6
Q)
*
X
(О
©
X
о
А
CL
Z
о
X
о
©
2
©
о
X
X
ф
2
S
ш
а>
S
X
Sc
о
с;
S
а
с
©
о
X
Л
о
§
А
и
ф
S
X
ф
Ж
о
с;
S
а
с
ф
о
X
л
§
о
S
я
X
2
о
ф
о
*
о
©
g I
I i
5 i
о Д.
О Ct
ф
о
X
X
©
2
ф
а.
©
о
X
X
©
©
H
о
0
3
>»
о
о
X
о
X
с;
о
0
S о
^ S CD
© S’ £
0 г g
1 ■©• §
О S 5
Ь- U с
О ф CK
Ocr
Cor
ф
Q
Ф
О
х
О О
ф ©
T T
S S
со я
G G
©
о ^
Q. 5 о CD Ф
А О О О О
X X X X X
о ид д д
§> о о о
соею
я 3 о о о
к^тсаш
OoOOO
S
S
X
а.
с
о
ф
о
iS
Z
X
X
©
©
О
О
ф
о
2 S
CK 9
а. 2
с а
ф а.
X C
S
х
О
Ф
T
S
А
G
Ф
О
X
a
я
X
О
S
А
н
О
2
ас
а
C
ф
S
8
T
А
ł—
О
ф
0
X
1
о
о
о
О
S
S
CK
a
с
ф
X
ф ©
о о
о о
ф ©
T T
S 5
А А
G G
Ф Ф
0 О
1 I
VO \§
О О
ш а
О О
8 8
2 2
а: ск
а a
с с
© ф
X X
© ^
ф 9 ф
2 § 2
iii
AXAXA
Ö I Ö 5 £
©
O
O
©
T
X
2
A
X
S
R
Ф
O
Ф
O
X
X A _
Q. Ф Q. ®
eo $ « $
о I о S
§5
A Q A O vu ~
ÖD H Bi i- ©
OOOJO
©
о
a £
а о
о g
§vg
A O
Ф
O
2
CC
a
C
©
O
2
CK
a a
C C
©
s
X
©
*
о
R
X
a
с
©
о
X
л
R
А
X
О
S
Zf
А
X
2
О
Ф
S
X
©
*
О
R
S
a
с
©
о
X
л
ф
5
Г
*
О
R
S
a
с
©
о
X
л
§ 5
X
О
S
А
X
2
О
О
S
R
А
X
2
О
. 0
© g
P о
©
г
S
2
А
X
S
R
о
©
X
S
H-
A
I—
О
О
ф
о
х
и
ф
T
S
2
А
0
О
Г
R
о
VO
о
D
О
0
О
2
CK
a
C
S
X
3
VO
о
ш
О
ф
о
!
о
о
О
я
о
S I S
S а 2
CK C к
a © a
CXC
о ®
_ § S
О Ф о Ф
-S Ь 2
©
о ф
X о
X
CK
ф -
о ©
Il
CK X
о ©
2
ф
C D
>Х
Ф
О
X
X
8 §|§|1|1§|1а|1
C C о C D C D QD C D CD A CD А
Ф
О
X
X
©
2
£
CD
S Ф Ф ф
I О О §
xSzz
к £ m >s
о ® Ф S
2 ^ a
о “ Л' -
о __
C D
О Шф
Xgo
X X X
о: Js
Ogs
2 a
g 0 А
о a m
США
0
о
X
X
©
2
©
a
CD
Ф
2
X
»S
S
a
А
а
<
ф
о
X
Ii
Ф
a
CD
a
А
D
А
Ф
1
8
т
S
2
О
»S
©
О
224
Глава 2. Классификация воздействий
классифицированы. Типичный пример - воздействие предварительного
напряжения, приложенного к бетонной балке, которое рассматривается
как постоянное действие в законченной конструкции, но может считаться
как временное воздействие при расчете площадей анкеровки при проведе¬
нии процесса контролируемого преднапряжения.
2.2. Монтажные нагрузки
Монтажные нагрузки представлены в EN 1991-1-6 уникальным символом
Qc. Монтажные нагрузки, которые могут действовать во время строитель¬
ства, но отсутствуют после его завершения, классифицируются как прямые
временные воздействия.
В зависимости от своей природы монтажные нагрузки в основном клас¬
сифицируются как свободные воздействия.
Таблица 2.2, воспроизводящая табл. 2.2 EN 1991-1-6, дает общий обзор
классификации монтажных нагрузок.
В разделе 4.11.1 и табл. 4.2 настоящего Руководства даются полное опи¬
сание различных типов монтажных нагрузок.
Монтажные нагрузки, вызванные кранами, оборудованием, вспомога¬
тельными сооружениями или конструкциями, можно, в зависимости от по¬
зиции их возможного приложения, классифицировать как фиксированные
или свободные воздействия. См. ниже раздел 4.11.
Если монтажные нагрузки классифицированы как фиксированные, тог¬
да необходимо определить допуски на возможные отклонения их теорети¬
ческого положения. Обычно это делается в отдельном проекте.
Если монтажные нагрузки классифицированы как свободные, долж¬
ны быть определены границы площади, где они могут перемещаться или
располагаться. EN 1991-1-6 разрешает определять эти границы в Нацио¬
нальном приложении, а также в отдельном проекте. В британском Наци¬
ональном приложении пределы перемещения для свободных монтажных
нагрузок должны определяться в отдельном проекте.
В соответствии с EN 1990:2002,1.3(2) и приложением В EN 1990 долж¬
ны быть предусмотрены контрольные измерения для проверки соответ¬
ствия положения и перемещения монтажных нагрузок расчетным допуще¬
ниям, особенно для сооружений, попадающих в классы последствий СС2 и
ССЗ в соответствии с табл. Bl приложения В EN 1990.
ст. 2.2(1): 1991-1-6
прим. 1 ксг. 2.2(1):
1991-1-6
прим. 1 к табл. 2.2:
1991-1-6
прим. 1 к табл. 2.2:
1991-1-6
ст. 2.2(3): 1991-1-6
ст. 2.2(4): 1991-1-6
прим. 1 к ст. 2.2(4):
1991-1-6
ст. 1.3(2): EN 1990
табл. BI: EN 1990
прим. 2 к 2.2(4):
1991-1-6
225
Часть 6. EN 1991-1-6: Еврокод 1: Часть 1.6: Воздействия при строительстве
CNJ
c\i
с;
VO
(О
t-
(О
I
оз
О)
т-
T-
T-
)S
Ь
I
со
I
CNj' со
I I
т—
I
Y
л
Z
T“
I
а)
оз
5
0) О)
03
03
I
I
О)
О)
аз аз
О)
03
о
о
Z
Z
Z Z
Z
Z
X
Et
ш
ш
ш ш
ш
ш
2
R
S
Z
<0
X
VD
2
S
а
C
8
О g
X
о
0)
X
S
2
(О
Z
Z
El
ф
X
Z
аз
0
1
ш
R
(0
Z
Z
ф
ф
I—
U
Z
аз
а
н
8
а
с
R
Z
Z-
аз
х
z
-е-
Z
и
и
аз
. к S
о®о
й -e-s
S i
ф i
Z ф
ф а
2 a
п о
S ш
Sg
о J-
8
х
о
ф
X
Z
к
аз
х
о
S
а.
i.
а
z
^ Z
O Z
Ф Z
X ф
If
Я C
1Ł
с[ C
ф
о
о
ф
X
Z
я
О ^ Ф
О о
5 öS 8
© * ж
8
* S *
у о S о
Z ® Z ®
5 i 2 i
Я I- Я H та
- Я Z Я Z
*
о
ф
X
Z
2
я
6 ÖSÖIÖI
ф
о
Z
§
VO
о
аз
о
ф
о
2
R
а.
C
ф
о
Z
Z
ф
2
ф
о.
CQ
>Z
О
Z
5,
о.
Z
§
Z
ф
||
о» о
£ i
8
I
VO
о
о
U
ф
о
2
R
а
с
ф
о
Z
Z
ф
2
ф
о.
со
о
0
Z
ф
а з
ф н
C ф
ф 1-
1 "
8 &
я ф
CL Z
X z
ф
о
О. ф
я о
о i
§§
2 2
6 “
ф
0
1
VO
о
_ о
О О
8
2
R
а.
C
ф
о
2
R
а.
с
8 8
ф
2
Ф
о.
CQ
Ф
2
Ф
о.
СО
•о >5
5
2 -
z
а
5 я
z 1
о.
C
ф
2
S
К
О
к
0)
(О
ж
£
о
С[
ф
о
X
о
ф
X
Z
fr I
я a
z *
о
о
Z О
о 5
S а
© о
О. о
CD О
Z
I
2
о:
2
I-
га
ф
ф
Z
ф
Z
з
Z
Z
Z
я
Z
V
S
Z
я
о
Л
ф
о
s£ i
g з s
о. я о
Ф Ф VO
CKo
я
65
8
I
VO
О
ш
О
ф
О
2
R
а.
ф
о
z
Z
ф
2
ф
о.
СО
Z
Э
z
R
Я
S а
Ф о
i S
Ф S
R а
с ф
о ь
х я
О 2
R
Z
P
О
>Z
S
га
0
Ш R
Ф О
1 2
8 i
X о
i g
Я о
Z Ct
5 ®
cl Z
ф
о
X
о
ф
X
Z
I-
я
ф
о
о
S
о
о
ф
о
2
R
а.
с
ф
о
Z
Z
ф
2
ф
а
со
>z
ф
• X
2 к
й- s
i- a i
о о Ф
SnK
£* S
OjO
Z * C
X >. X
§.fr I
B-Si
Я о ®
X х 2
226
Глава 3
Расчетные ситуации
и предельные
состояния
Эта глава посвящена расчетным ситуациям и предельным состояниям в EN
1991-1-6: Еврокод 1 - Воздействия на сооружения: Часть 1.6: Основные воз¬
действия - Воздействия при строительстве. Материал, описанный в дан¬
ной главе, соответствует следующим статьям:
• Общие положения - Определение расчетных Статья 3.1:1991-1-6
ситуаций
• Основные предельные состояния Статья 3-2:1991-1-6
• Предельные состояния эксплуатационной Статья 3.3:1991-1-6
пригодности
3.1. Общие положения - Определение расчетных
ситуаций
Процесс возведения здания - главным образом переходная расчетная си¬
туация. Также могут быть аварийные воздействия и, соответственно, ава¬
рийные расчетные ситуации, например потеря статического равновесия от
падения элемента, землетрясение, буря и т. п. Таким образом, в зависимо¬
сти от условий следует выбрать переходную, аварийную или сейсмическую
расчетные ситуации.
При расчете воздействий ветра при условиях шторма (например, ура¬
ган) в EN 1991-1-6 разрешается выбирать расчетную ситуацию в Нацио¬
нальном приложении, рекомендуя использовать аварийную. В Националь¬
ном приложении Соединенного Королевства устанавливается применение
ст. 3.1(1 )Р:
1991-1-6
прим,
кст. 3.1(1 )Р:
1991-1-6
Часть 6. EN 1991 -1 -6: Еврокод 1: Часть 1.6: Воздействия при строительстве
ст. 3.1 (2)Р:
1991-1-6
ст. 3.2(3)Р: 1990
ст. 3.1 (3)Р:
1991-1-6
ст. 3.1 (4)Р:
1991-1-6
аварийной ситуации для ветровых воздействий при штормовых условиях
совместно с Публикацией BCSA № 39/05 Guide to steel erection in windy
conditions for steel structured («Руководство по монтажу металлоконструк¬
ций в ветреных условиях для стальных сооружений»).
Для проверки на этапах строительства следует выбрать расчетные си¬
туации для:
• сооружения в целом;
• конструктивных элементов;
• частично построенного сооружения;
• вспомогательных конструкций и оборудования.
Выбранные ситуации должны принимать в расчет применяемые усло¬
вия от этапа к этапу во время строительства в соответствии с EN 1990:2002,
3.2(3)Р, в котором сказано:«Выбранные расчетные ситуации должны быть
достаточно строгими и варьироваться для охвата всех условий, существо¬
вание которых во время строительства и эксплуатации сооружения можно
разумно предвидеть». Таким образом, необходима проверка для рассмотре¬
ния условий, которые могут изменяться во время строительства, включая,
например, форму сооружения, несущую конструкцию и особенно объем и
степень законченности сооружения.
Кроме того, выбранные расчетные ситуации должны находиться в соот¬
ветствии с планируемыми процессами строительства и учитывать все из¬
менения в этих процессах.
Выбор характеристических значений временных воздействий
для временных расчетных ситуаций
Главной проблемой выбора характеристических значений временных
воздействий, особенно климатических воздействий, для временных рас¬
четных ситуаций является возможность определения этих характери¬
стических значений на основе периодов повторяемости меньше, чем это
принято для постоянных расчетных ситуаций. Для постоянных расчет¬
ных ситуаций, в частности климатических воздействий, период повто¬
ряемости принимается равным расчетному сроку службы сооружения.
Обсуждаемый вопрос заключается в следующем:
(a) приемлемо это или нет и
(b) насколько можно уменьшить характеристические значения времен¬
ных воздействий во время строительства и, в более общем случае,
в период расчетных временных ситуаций.
Этот вопрос часто поднимается по практическим причинам, посколь¬
ку здравый смысл полагает невероятным, что весьма большие значения
этих воздействий (например, их характеристические значения, соответ¬
ствующие расчетному сроку службы законченного сооружения) будут
достигнуты в течение коротких периодов (что является частым случаем
для расчетных ситуаций в период строительства). Использование этих
больших значений может быть в ряде случаев очень неэкономичным.
В EN 1990 утверждается: «Характеристическое значение климатиче¬
ского воздействия основано на вероятности 0,02 того, что его зависимая
от времени часть превысит за базовый период один год. Это эквивалент¬
но среднему периоду повторяемости 50 лет для зависимой от времени
228
Глава 3. Расчетные ситуации и предельные состояния
части. Однако в некоторых случаях характер воздействия и/или вы¬
бранная расчетная ситуация делают более подходящим другой квантиль
и/или другой период повторяемости» (примечание 2 к ст. 4.1.2(7)Р:
1990.)
Выделенная часть статьи относится, например, к переходным ситу¬
ациям, соответствующим более коротким периодам повторяемости.
Кроме того, в Бюллетене СЕВ № 1911 в ст. 6.2.1 утверждается, что для
временных воздействий характеристическое значение «выбирается в со¬
ответствии с рассматриваемой расчетной ситуацией».
Это снижение для этапа строительства использовалось в некоторых
национальных сводах правил и нормах. Например, во французских пра¬
вилах для автомобильных мостов (датированных 1971 годом) указыва¬
ется, что в обычных случаях давление ветра можно снизить на время
строительства до 50% для этапов короче трех месяцев и до 62,5% для
более долгих этапов.
В EN 1991-1-6 в ст. 3.1(5) разрешается эго понижение, что обсужда¬
ется ниже.
Ожидаемый период времени или продолжительность отдельного этапа ст. 3.1(5): 1991-1-6
строительства могут быть связаны с номинальной продолжительностью
выбранной расчетной ситуации, позволяя таким образом принимать дру¬
гие периоды повторяемости климатических воздействий. Номинальная
продолжительность должна быть равной или больше ожидаемой продол¬
жительности рассматриваемого этапа строительства. В EN 1991-1-6 реко¬
мендованы четыре диапазона периодов повторяемости, показанные ниже
в табл. 3.1.
Таблица 3.1. Рекомендуемые периоды повторяемости
для оценки характеристических значений климатических
воздействий Qk в зависимости от номинальной
продолжительности этапов строительства
Номинальная Г<3дня Период 2года р = 0,5
продолжительность 3 дня < f 5 3 месяца повторяемости 5 лет р = 0,2
этапа строительства t 3 месяца < t <, 1 год R 10 лет р = 0,1
t > 1 год 50 лет р = 0,02
Относительно номинальной продолжительности в три дня, выбранной прим, (а) к табл,
для коротких этапов строительства, она согласуется с периодом времени 3.1:1991-1-6
надежных метеорологических прогнозов для места строительства. Таким
образом, в определении воздействий и их значений, согласно EN 1991-1-6,
могут быть использованы надежные метеорологические прогнозы. Этот
выбор можно сохранить и для несколько более продолжительного этапа
строительства, при принятии необходимых организационных мер. В об¬
щем, концепция среднего периода повторяемости не подходит для этапов
с короткой продолжительностью. Однако могут бьггь ситуации, когда вре¬
мя короткого этапа строительства не может быть спрогнозировано, в этих
случаях период повторяемости в два года будет давать разумные значения
для расчета.
229
Часть 6. EN 1991-1 -6: Еврокод 1: Часть 1.6: Воздействия при строительстве
прим, (а) к табл.
3.1:1991-1-6
прим. 2
кст. 3.1 (5)Р:
1991-1-6
Для номинальной продолжительности до трех месяцев воздействия
могут быть определены, принимая в расчет соответствующие сезонные и
краткосрочные метеорологические климатические вариации. Например,
если для 3 дня <t< 3 месяца рассматривается период года с июня по конец
августа, вероятность снегопада очень мала. Однако могут быть ситуации,
когда время этапа строительства не может быть спрогнозировано, в этих
случаях период повторяемости в пять лет будет давать разумные значения
для расчета.
В EN 1991-1-6 разрешается определять периоды повторяемости для
определения характеристических значений временных воздействий при
производстве строительных работ в Национальном приложении или в от¬
дельном проекте. Британское Национальное приложение, например, ука¬
зывает, что они определяются в отдельном проекте, используя рекоменду¬
емые значения как минимальные.
прим.3
кст. 3.1 (5)Р:
1991-1-6
Определение характеристического значения
климатического воздействия Ok для различных
периодов повторяемости
Характеристическое значение климатического воздействия Qjt может быть
определено на основе принятого распределения вероятности и выбран¬
ного периода повторяемости, отнесенного к вероятности его возможного
превышения. Распределение вероятности основной переменной Qjt может
быть выведено на основе известных данных о местоположении объекта.
Согласно рекомендациям, данным в EN 1991-1-6 и в других частях EN
1991: Еврокод 1: Воздействия на сооружения, характеристическое значе¬
ние временного воздействия Qji r для периода повторяемости R лет может
быть определено на основе характеристического значения временного
воздействия Qjlt50 для 50-летнего периода повторяемости. Это может быть
определено из общего соотношения:
Qjt,R = (3.1).
где к - коэффициент редукции временного воздействия, основанный на
распределениях экстремальных значений, как объяснено ниже.
Следующие соотношения для температурного, снегового и ветрового
воздействий, соответственно, рекомендованы в соответствующих частях
EN 1991.
(а) Температурные воздействия в EN1991-1-5
TmaxtR = Wmaxjso для£-{£, -£2ln[-ln(l-l/Ä)]} (3.2)
^min1R = ^min1SO ДЛЯ k = {£3 + А41п[-1п( 1-1//2)]}, (3.3)
где:
Tmax50/TminJ50 максимальная/минимальная температура воздуха в тени для
50-летнего периода повторяемости;
TmaxV^min1R Для периода повторяемости в п лет,
Коэффициенты кх = 0,781, к2 = 0,056, к5 = 0,393, kĄ = -0,156 могут быть
использованы при отсутствии информации о коэффициенте изменчивости
по записям температуры.
См. также части настоящего Руководства, посвященные EN 1991-1-5.
230
Глава 3. Расчетные ситуации и предельные состояния
(Ь) Снеговые нагрузки в EN1991-1-3
В соответствии с формулой Гумбеля:
ДЛЯ k
1 - У-^{1п[-1п(1 -р)\ + 0.57722}
(I +2.5923V)
(3.4)
где:
Shj5о характеристическое значение веса снегового покрова земли для 50-лет¬
него периода повторяемости;
Sm то же, для периода повторяемости в п лет;
V коэффициент вариации годовых максимумов снеговой нагрузки;
р вероятность превышения за базовый период п лет приближенно может
быть принята равной 1/я.
См. также части настоящего Руководства, посвященные EN 1991-1-3.
(с) Ветровые нагрузки в EN1991-1-4
, , J I--K-M-In(I-P)]I
Auti50 Для k - I t к in[_ln(o.98)] J (3-5)
где:
vb R базовая скорость ветра для периода повторяемости п лет;
Vbt50 для 50-летнего периода повторяемости;
К коэффициент формы, зависящий от коэффициента изменчивости рас¬
пределения экстремальных значений;
п показатель степени.
Рекомендуемые значения К = 0,2 и п = 0,5.
Рассчитанные коэффициенты k, показывающие степень снижения ха¬
рактеристического значения климатических воздействий Qjllt для различ¬
ных периодов повторяемости R, приведены в табл. 3.2.
Таблица 3.2. Коэффициент к понижения воздействий Okfi
для различных периодов повторяемости R
Период
повторяемости
(годы)
P
Коэффициент к
Температурные
воздействия
Тщах;Я
Температурные
воздействия
Tmjn; Я
CHersnifl*
Ветер
Vb,R
2
0,50
0,80
0,45
0,64
0,77
5
0,20
0,86
0,63
0,75
0,85
10
0,10
0,91
0,74
0,83
0,90
50
0,02
1,00
1,00
1,00
1,00
'Принят коэффициент вариации и = 0,2.
Как отмечено выше, снижение характеристического значения климати¬
ческого воздействия Qjt tt, связанное с короткими ожидаемыми продолжи¬
тельностями рассматриваемых этапов строительства, может быть несоответ¬
ствующим. В таких случаях краткосрочные метеопрогнозы могут быть более
пригодными в качестве основы для оценки климатических воздействий.
231
Часть 6. EN 1991-1-6: Еврокод 1: Часть 1.6: Воздействия при строительстве
прим. 2
кет. 3.1 (5)Р:
1991-1-6
ст. 3.1(6):1991-1-6
ст. 3.1(7)Р:
1991-1-6
ст. 3.1(7):1991-1-6
NA 2.6:
BSEN 1991-1-6
Рекомендуемые значения, ограничивающие неадекватное снижение ха¬
рактеристических значений климатических воздействий, могут быть ука¬
заны в Национальном приложении. Примеры даны в EN 1991-1-6 (напри¬
мер, минимальная скорость ветра 20 м/с для продолжительности этапа до
трех месяцев). В британском Национальном приложении говорится, что
значение определяется в отдельном проекте.
Когда для оценки характеристических значений климатических воздей¬
ствий расчет предписывает ограничение по климатическим условиям или
погодное окно, во внимание должно быть принято следующее:
• предполагаемая продолжительность отдельной стадии строительства:
• надежность метеопрогнозов для местности, где ведутся работы;
• время для организации защитных мероприятий.
Пример 3.1
Определение характеристических значений временных воздействий
Qak для четырех различных периодов повторяемости (R) можно видеть
ниже в табл. 3.3, основанной на значениях k из таблицы 3.2.
Для примера выбраны следующие характеристические значения:
(a) температурные воздействия - максимальная температура воздуха
в тени Tmaxtso = 32 °С;
(b) температурные воздействия - минимальная температура воздуха
в тени Tmin 50 = -30 °С;
(c) снеговая нагрузка на землю s„50 = 1,5 кН/м2;
(d) базовая скорость ветра = 26 м/с для 50-летнего периода повторя¬
емости.
Таблица 3.3. Пример определения климатических
воздействий Qk:R для периодов повторяемости R (2, 5 и 10 лет)
Характеристические значения воздействий Okf,
Период
повторяемости
(годы)
P
Температурные
воздействия
T"max.R> C
Температурные
воздействия
Снег
Sn,Ri
кН/м2
Ветер
Vb.Ri
м/с
2
0,50
25,6
-13,5
0,96
20,2
5
0,20
27,7
-18,8
1,13
22,2
10
0,10
29,0
-22,3
1,25
23,5
50
0,02
32,0
-30,0
1,50
26,0
Когда существует вероятность одновременного присутствия климати¬
ческих воздействий (снеговые нагрузки, ветер и т. д.) и монтажных нагру¬
зок Qci сочетание воздействий должно быть в соответствии с правилами EN
1990. См. также раздел Section 4.11.1 и приложение А настоящего Руковод¬
ства, где даются рекомендации по применяемым коэффициентам надеж¬
ности (у) и коэффициентам сочетаний (\|/).
Статья 3.1(7): 1991-1-6, касающаяся правил для сочетания снеговых на¬
грузок и ветровых нагрузок со строительными нагрузками Qc, бесполезна,
поскольку британское Национальное приложение просто утверждает, что
232
Глава 3. Расчетные ситуации и предельные состояния
правила для сочетания должны быть установлены в отдельном проекте
(Clause 3.1(7): 1991-1-6 и NA 2.6: BS EN 1991-1-6). Разумно допустить
использование в комбинации воздействий выражений, приведенных в EN
1990, а может быть, использовать значения у0, данные в EN 1990, табл. Al .1,
когда ветровые или снеговые нагрузки являются сопутствующими. Для си¬
туаций, когда сопутствующая нагрузка - строительная Qc, приложение А
в EN 1991-1-6 предписывает принимать значение \р0 между 0,6 и 1,0 при
рекомендованном значении 1,0, что также рекомендовано и британским
Национальным приложением.
В соответствии со ст. 3.5(3) и (7) EN 1990 дефекты геометрии сооруже¬
ния и конструктивных элементов должны быть определены в отдельном
проекте с учетом релевантных материалов CEN (например, для бетонных
конструкций они включают стандарты CEN для сборного железобетона) и
стандарты CEN по производству работ.
Статья 3.1(9): 1991-1-6 вообще не применима к зданиям. Информация
может быть получена из руководства Designers’ Guide: Actions on Bridges
(Руководство для проектировщиков:воздействия намосты).
Когда сооружение или его часть подвергаются ускорениям, могущим
привести к росту динамических или инерционных эффектов, эти эффекты
должны быть приняты во внимание.
Значительные ускорения могут быть исключены в тех случаях, если воз¬
можные смещения строго контролируются с помощью соответствующих
устройств.
Примерами ситуаций, могущих вызвать ускорения, являются удар гру¬
зовика, упавший предмет и механизмы с возвратно-поступательным дви¬
жением, оставленные на или около недостроенного сооружения, и т. п.
Воздействия, вызванные водой, включая, например, подъем от грунто¬
вых вод, должны рассматриваться, при необходимости, в отдельном про¬
екте.
Статья 3.1(12): 1991-1-6 вообще не применима к зданиям. Информа¬
ция может быть получена из руководства Designers’ Guide: Actions on Bridges
(Руководство для проектировщиков: воздействия на мосты).
Воздействия от ползучести, сжатия и упругого укорочения железобе¬
тонных сооружений должны быть, при необходимости, определены на ос¬
нове ожидаемых данных и продолжительности, связанной с расчетными
ситуациями.
Воздействия от операций натяжения арматуры должны быть определе¬
ны для кратковременных воздействий на сооружении (упругое укороче¬
ние) и схем нагрузки на опалубку (паразитные эффекты).
3.2. Основные предельные состояния
В EN 1991-1-6 требуется, чтобы основные предельные состояния проверя¬
лись в соответствии с EN 1990 для всех выбранных переходных (то есть
выражение 6.10 или 6.1Оа/6. IOb из EN1990), аварийных (выражение 6.1 Ib)
и сейсмических (выражение 6.12Ь) расчетных ситуаций во время строи¬
тельства. Постоянная расчетная ситуация, соответствующая условиям
нормальной эксплуатации завершенного сооружения, не рассматривается.
Для переходной и аварийной расчетных ситуаций проверки основного
предельного состояния должны основываться на сочетании воздействий,
ст. 3.1(8):1991-1-6
ст. 3.1(9): 1991-1-6
ст. 3.1(10):
1991-1-6
прим. кст. 3.1(10):
1991-1-6
прим. кст. 3.1(10):
1991-1-6
ст. 3.1(11):
1991-1-6
ст. 3.1(12):
1991-1-6
ст. 3.1(13):
1991-1-6
ст. 3.2(1 )Р:
1991-1-6
233
Часть 6. EN 1991-1-6: Еврокод 1: Часть 1.6: Воздействия при строительстве
прим. 1
кст. 3.2(1 )Р:
1991-1-6
прим. 2
кст. 3.2(1 )Р:
1991-1-6
прим.З
кст. 3.2(1 )Р:
1991-1-6
ст. 3.2(1 )Р:
1991-1-6
выражения для которых даны выше, и применяться с частными коэффи¬
циентами Yf и соответствующими коэффициентами у. Значения коэффи¬
циентов Yc. Yc и V могут быть взяты из таблиц А1.1-А1.4 EN 1990 для воз¬
действий, приведенных в табл. А1.1 EN 1990 (то есть временные нагрузки,
климатические воздействия).
Комбинации воздействий для аварийных расчетных ситуаций с выра¬
жением 6.1 Ib
EN 1990, которые приведены ниже:
)il Ol
могут включать аварийную ситуацию либо явно, либо относиться к ситуа¬
ции после аварийного события. Приведенное выражение 6.11b должно ис¬
пользоваться для ситуации после аварийного события, если значение Ad
становится нулевым. Следует отметить, что выбор коэффициентов Ip1 или
\р2 для использования с ведущим временным воздействием ^определяет¬
ся Национальным приложением. В британском Национальном приложе¬
нии устанавливается использование Ip1
В общем случае аварийные расчетные ситуации относятся к исключи¬
тельным условиям для объекта. Во время строительства эти условия могут
включать:
• удар;
• локальную аварию и последовавшее разрушение;
• падение конструктивных или неконструктивных элементов;
• в случае зданий - ненормальную концентрацию оборудования здания
и/или строительных материалов;
• накопление воды на стальных покрытиях;
• пожар и т. д.
В процессе строительства пожар должен рассматриваться как аварийное
воздействие.
Для примечания 3 кст. 3.2(1)Р: 1991-1-6 дополнительных комментариев
не требуется.
Проверки сооружения могут потребовать учета геометрии и прочности
частично построенного сооружения в соответствии с выбранными расчет¬
ными ситуациями. Следует также принимать во внимание схемы времен¬
ных креплений.
ст. 3.3(1 )Р:
1991-1-6
ст. 3.3(5):1991-1-6
прим,
кст. 3.3(5):
1991-1-6
ст. 3.3(3)Р:
1991-1-6
3.3. предельные состояния пригодности
к эксплуатации
В EN 1991-1-6 требуется, чтобы предельные состояния пригодности к экс¬
плуатации были проверены на этапе строительства в соответствии с EN
1990 для расчетных ситуаций, касающихся функционирования (то есть
выражение 6.10Ь из EN 1990) и внешнего вида (выражение 6. Ilb).
Пониженная расчетная ситуация не требует учета согласно EN 1991-1-6,
если иное не указано в отдельном проекте (примечание кст. 3.3(5): 1991-1-6).
Целями этих проверок предела пригодности к эксплуатации в процессе
строительства является ограничить растрескивание и/или ранние прогибы,
которые могут неблагоприятно повлиять на долговечность, пригодность
к эксплуатации и эстетический вид здания на заключительной стадии.
234
Глава 3. Расчетные ситуации и предельные состояния
Следовательно, предельные состояния эксплуатационной пригодности
должны принимать во внимание требования к законченному сооружению.
Критерии, связанные с предельными состояниями эксплуатационной
пригодности, проверяемыми в процессе строительства, могут быть опреде¬
лены в Национальном приложении и EN1992 - EN1999, но в большинстве
случаев будет необходимым определить их в отдельном проекте.
Эффекты нагрузки от сжатия, упругого укорочения (напряженный же¬
лезобетон) и температуры должны приниматься во внимание, обычно при¬
меняя длительную комбинацию нагрузок, и должны быть минимизирова¬
ны в расчете соответствующей проработкой деталей.
Там, где это требуется, следует определить требования пригодности
к эксплуатации для вспомогательных сооружений с целью избежания не¬
преднамеренных деформаций и смещений, которые повлияют на внешний
вид или эффективную эксплуатацию здания или вызовут повреждение от¬
делки либо неконструктивных элементов.
Эти требования могут быть определены в Национальном приложе¬
нии или в отдельном проекте. Подробные указания можно получить из
EN12810s, EN12811®, BS ЕШ28127и BS EN128138.
ст. 3.3(2):1991-1-6
прим, к ст. 3.3(2):
1991-1-6
ст. 3.3(5): 1991-1-6
ст. 3.3(6):1991-1-6
прим, к ст. 3.3(6):
1991-1-6
235
Глава 4
Представление
воздействий
Эта глава посвящена представлению воздействий в EN 1991-1-6: Евро¬
код 1 - Воздействия на сооружения: Часть 1.6: Основные воздействия
Воздействия при строительстве. Материал, описанный в данной главе,
соответствует следующим статьям:
Общие положения Статья 4.1:1991-1-6
Воздействия на конструктивные Статья 4.2:1991-1-6
и неконструктивные элементы при транспортировке
Геотехнические воздействия Статья 43:1991-1-6
Воздействия от предварительного напряжения Статья 4.4:1991-1-6
Предварительные деформации Статья 4.5:1991-1-6
Воздействия температуры, усадки, гидратации Статья 4.6:1991-1-6
Воздействие ветра Статья 4.7:1991-1-6
Снеговые нагрузки Статья 4.8:1991-1-6
Воздействия, вызванные водой Статья 4.9:1991-1-6
Воздействия от атмосферного обледенения Статья 4.10:1991-1 -6
Монтажные нагрузки Статья 4.11:1991-1-6
Аварийные воздействия Статья 4.12:1991-1 -6
Сейсмические воздействия Статья 4.13:1991-1 -6
4.1. Общие положения
Определение репрезентативных значений воздействий при проведении
строительных работ должно производиться в соответствии с EN 1990, EN
1991, EN 1997 и EN 1998.
Характеристическое значение Fit для расчетных ситуаций при производ¬
стве строительных работ является главным репрезентативным значением
постоянного или временного воздействия. В соответствии с EN 1990 значе-
ст. 4.1(1 )Р:
1991-1-6
Часть 6. EN 1991-1-6: Еврокод 1: Часть 1.6: Воздействия при строительстве
прим. 1
к ст. 4.1 (1 )Р:
1991-1-6
прим. 2 и 3
кст. 4.1(1 )Р:
1991-1-6
ст. 4.1(2):1991-
ст. 4.1(3): 1991-
ст. 4.1(4)Р: 1991
ние F* должно быть задано как среднее, верхнее или нижнее значение, или
номинальное значение. Если эти значения заданы для отдельного проекта,
следует обеспечить соответствие методам, данным в Еврокодах.
Для временных воздействий в обычных случаях требуется задать два ре¬
презентативных значения Fnp воздействия на этапе строительства:
1) комбинационное значение, представленное как V0Q*, используемое
для проверки основного предельного состояния и состояния потери
эксплуатационной пригодности;
2) длительное значение, представленное как \|/2Q*. используемое для про¬
верки основных предельных состояний, включая аварийные воздей¬
ствия и проверку обратимого предела пригодности к эксплуатации,
для внешнего вида и т. д.
Репрезентативные значения воздействий (которые также применяются
для завершенного сооружения) при производстве строительных работ мо¬
гут отличаться от используемых в расчете законченного сооружения. Как
объяснено в разделе 3.1 настоящего Руководства, это может быть от корот¬
кой продолжительности воздействий по сравнению с расчетным сроком
службы здания.
Для примечаний 2 и 3 к ст. 4.1(1)Р (примечание 1 к статье 4.1(1)Р:
1991-1-6 и примечание 2 к статье 4.1 (1)Р: 1991-1-6) не требуется до¬
полнительных пояснений.
-6 Определение репрезентативных значений монтажных нагрузок будет
часто зависеть от специфики процесса и периода строительства, как описа¬
но в разделе 3.1 настоящего Руководства. В ряде случаев может быть более
подходящим указать значения коэффициентов v. в других случаях - в от¬
дельном проекте.
Для значений монтажных нагрузок в приложении Al EN 1991-1-6 ре¬
комендуются следующие коэффициенты v для монтажных нагрузок на
здания.
• V0-0,6-1,0 и
• \|/2 “ 0,2.
Следует отметить, что Vi обычно не применяют к строительным нагруз¬
кам.
-6 Эффекты взаимодействия между конструкциями и их частями следует
учитывать при строительстве. Такие сооружения также включают структу¬
ры, которые образуют часть вспомогательных строительных сооружений.
1-6 Если части сооружения связаны или опираются на другие части соору¬
жения (например, крепление стойками балок перекрытий для заливка бе¬
тона), следует принимать во внимание воздействия на эти части от обвязок
и подпорок.
Определение значений у и v для монтажных нагрузок Qc
Для монтажных нагрузок расчетное значение воздействия Frl может
быть определено из следующего выражения:
Pd = Yr^V
где у,.- - частный коэффициент воздействия.
238
Глава 4. Представление воздействий
В EN 1990 три различных набора коэффициентов \\/ рекомендованы
для переменных нагрузок в зданиях в зависимости от рассматриваемой
проверки основного предельного состояния (EQU, STR и GEO).
Например, значение У/ = 1,5 рекомендовано (для проверки EQU и
STR: значения частных коэффициентов V/для Qc могут быть изменены
на национальном уровне). (Объяснение EQU, STR и GEO см. раздел 6.4
Руководства по EN 19909.)
Расчетное значение монтажных нагрузок должно учитывать неопре¬
деленности моделирования воздействия и его эффектов. В качестве
характеристических значений монтажных нагрузок во многих случаях
указывают номинальное значение, данное в технических данных инди¬
видуального проекта, неопределенности в определении эффекта воз¬
действия могут считаться низкими, если это не вступает в противоречие
при выполнении работ на месте.
Таким образом, может быть разумным уменьшить указанные коэф¬
фициенты Y/-для монтажных нагрузок Qcс 1,5 до 1,35 для зданий. Однако
также необходимо принимать во внимание другие снижения, описанные
в различных разделах настоящего Руководства, например значение ко¬
эффициентов, влияющих на репрезентативные значения монтажных на¬
грузок, и также уменьшение характеристических значений других вре¬
менных воздействий Q, основанных на иных периодах повторяемости.
Значения у и \\i могут также меняться в Национальном приложении
или в отдельном проекте в зависимости от допустимых пределов в моде¬
лировании воздействий, фиксированных допусков в конкретном проек¬
те и степени приближения, с которой определены монтажные нагрузки.
В зависимости от процедуры строительства поддерживающие элемен¬
ты могут подвергаться нагрузкам, большим, чем временные нагрузки, на
которые они рассчитаны для постоянной расчетной ситуации, и это следу¬
ет проверять. Кроме того, железобетонные элементы (например, несущие
плиты) могут еще не набрать свою полную прочность.
Рисунок 4.1 показывает пример, когда уже построенный нижний уро¬
вень поддерживает вес отливаемого над ним перекрытия.
Статья 4.1(4)Р EN 1991-1-6 имеет особую важность. Много разрушений
происходит по причинам, непосредственно связанным с недооценкой проч¬
ности нижних перекрытий при заливке бетона. В качестве примера рис. 4.2
показывает обрушение, произошедшее в США10 при заливке бетона в зда¬
нии, где нижние несущие плиты не набрали своей полной прочности. При
производстве строительных работ 26-этажного здания бетон был помещен
на 24-м этаже, а подпорки были одновременно удалены на 22-м этаже, от¬
литом двумя неделями ранее, и недостаточное сопротивление бетона срезу
вызвало лавинообразное разрушение.
Для примечания 2 к ст. 4.1(4)Р дополнительных указаний не требуется.
Статья 4.1(5) в основном не относится к зданиям. Однако, где это не¬
обходимо, горизонтальные воздействия от эффектов трения должны быть
определены с использованием соответствующих значений коэффициентов
трения.
прим. 1
кст. 4.1 (4)Р:
1991-1-6
прим. 2 к ст.
4.1 (4)Р: 1991-1-6
ст. 4.1(5): 1991-1-6
239
Часть 6. EN 1991-1-6: Еврокод 1: Часть 1.6: Воздействия при строительстве
прим.
1991-1
Рис. 4.1. Плита нижнего уровня поддерживает вес верхней отливки
Рис. 4.2. Лавинообразное обрушение при заливке бетона
1 к ст. 4.1(5): Для оценки должны быть учтены верхний и нижний пределы коэффи-
циентов трения. Коэффициенты трения могут быть определены в отдель¬
ном проекте.
240
Глава 4. Представление воздействий
ст. 4.2(1): 1991-1-6
ст. 4.2(2): 1991-1-6
ст. 4.2(3):1991-1-6
ст. 4.2(4):1991-1-6
прим. 1 к ст.
4.2(2):1991-1-6
Заливка бетона на месте
Во время строительства может появляться неравномерно распределен¬
ный собственный вес при заливке бетона на месте, с целью избежания
нежелательных эффектов важны организация заливки и ее контроль
(см. также ниже раздел 4.11.2).
Касательно веса заливаемого бетона, для оценки только вертикаль¬
ных сил, характеристическое значение удельного веса свежего бетона
оценивается увеличением характеристического значения удельного
веса бетона до 1,00 кН/м3 в соответствии с EN 1991-1-1.
После высыхания этот увеличенный удельный вес уменьшается до
нормального характеристического значения.
При производстве строительных работ зданий особое внимание нуж¬
но уделить свойствам недавно отлитых бетонных перекрытий (напри¬
мер, меньшая прочность, растрескивание, прогиб). Если приложенная
к бетонной плите нагрузка превышает ее несущую способность, следует
либо изменить процедуру строительства, для уменьшения нагрузок на
плиту, либо рассчитать бетонную плиту так, чтобы прочность бетона на
момент приложения нагрузки была увеличена.
4.2. Воздействия на конструктивные
и неконструктивные элементы
при транспортировке
Источником для определения собственного веса конструктивных и некон¬
структивных элементов при транспортировке является EN 1991-1-1.
Там, где необходимо, должны приниматься в расчет динамические эф¬
фекты или эффекты инерции собственного веса конструктивных и некон¬
структивных элементов. Это будет зависеть от индивидуального проекта,
более полную информацию можно найти в EN 1991-1-1.
Статьи 4.2(3) и 4.2(4), касающиеся:
• воздействий на приспособления для подъема элементов конструкций
и материалов и
• воздействий на конструктивные и неконструктивные элементы от по¬
ложения опор и условий при подъеме, транспортировке или хранении,
которые следует учитывать в расчетах, при необходимости, условий
опирания и эффектов динамики или инерции от вертикальных или го¬
ризонтальных ускорений, -
в основном применимы более к мостам, отсылка делается к руководству
-«Designers’ Guide on Actions on Bridges» (Руководство для проектировщи¬
ков: воздействия на мосты).
4.3. Геотехнические воздействия
Характеристические значения геотехнических параметров, давление по- ст. 4.3(1 )Р:
чвы и земли, предельные значения для перемещений фундаментов во вре- 1991-1-6
мя строительства должны определяться с применением EN1997. Подроб¬
ные указания можно найти также в Руководстве для проектировщиков по
EN1997-1 («Designers’ Guide to EN1997-1»).
241
Часть 6. EN 1991-1-6: Еврокод 1: Часть 1.6: Воздействия при строительстве
ст. 4.3(2):1991-1-6
прим. 1 к ст. 4.3(2):
1991-1-6
ст. 4.3(3): 1991-1-6
прим. 1 к ст. 4.3(3):
1991-1-6
ст. 4.4(1): 1991-1-6
и прим. 1
кст. 4.4(1)
ст. 4.4(3):1991-1-6
ст. 4.4(2):1991-1-6
ст. 4.5(1 )Р:
1991-1-6
прим. кст. 4.5(1 )Р:
1991-1-6
ст. 4.5(2): 1991-1-6
Перемещения фундаментов как собственно сооружения, так и вспомога¬
тельных конструкций (например, временных опор), находящихся в грунте,
должны быть оценены по результатам геотехнических исследований. В EN
1991-1-6 требуется, чтобы эти исследования давали информацию как по аб¬
солютным, так и по относительным значениям перемещений фундаментов,
их зависимости от времени и об их возможном разбросе.
Следует отметить, что смещения вспомогательных конструкций могут
вызвать смещения и дополнительные напряжения в других частях здания.
Характеристические значения перемещений грунта, определенные ста¬
тистическими методами из данных геотехнических исследований, могут
быть использованы как номинальные значения для определения времен¬
ных деформаций сооружения.
При необходимости может быть выполнено более точное определение
временных деформаций проведением анализа взаимодействия грунт - со¬
оружение.
4.4. Воздействия от предварительного напряжения
Для ст. 4.4(1) и примечания к ней дополнительных указаний не требуется.
В случае перекрытий из предварительно напряженного железобетона
с несвязанной арматурой особое внимание должно быть уделено свойствам
бетона, не набравшего полную прочность, и выравнивающих нагрузку си¬
лам в комбинации с минимальной переменной нагрузкой на перекрытия
на период выполнения строительных работ. Эти нагрузки могут быть вы¬
браны из монтажных нагрузок, которые, вероятно, будут присутствовать
во время таких этапов, как работа персонала. Для более длительных этапов
нагружения, относящихся к выполнению перекрытий, должна быть учтена
такая нагрузка, как складирование строительных материалов и т. п.
В общем, расчетные ситуации, которые надо проверять, - это ситуации,
связанные с предупреждением образования недопустимых трещин или
раскрытия трещин (то есть характеристические квазипостоянные комби¬
нации нагрузки для проверки предельных состояний эксплуатационной
пригодности).
Во время этапов строительства, а также после его завершения некото¬
рые воздействия могут быть переклассифицированы. Типичным примером
является воздействие предварительного напряжения, приложенного к же¬
лезобетонной балке, которое следует рассматривать как постоянное воз¬
действие для законченного здания, но которое может быть принято в рас¬
чет как временное воздействие при расчете площадей анкеровки на период
строительства.
4.5. Предварительные деформации
Учет воздействий от предварительных деформаций должен осуществлять¬
ся согласно соответствующим Еврокодам (EN1992 - EN1999).
Предварительные деформации могут быть результатом смещения опор,
например подвесок для опалубки и опор перекрытий.
Эффекты воздействий в процессе строительства также должны прини¬
маться во внимание, особенно когда предварительные деформации (предва¬
рительный изгиб или предварительная установка) применяются к отдель-
242
Глава 4. Представление воздействий
ному конструктивному элементу с целью создания эффектов воздействия
для улучшения конечной работы элемента, в особенности для требований
безопасности и эксплуатационной пригодности.
Типичным примером является распределение собственного веса в бе¬
тонных плитах, залитых поверх заводских балок, или элементы перекры¬
тия с предварительным выгибом, когда окончательный вид перекрытия
должен быть плоским, см. рис. 4.3.
Отливаемая не месте верхняя часть
Рис. 4.3. Отливка на месте верхней части поверх готового
железобетонного перекрытия с предварительным напряжением
и предварительной деформацией
Другой пример - случай большепролетной предварительно напряжен¬
ной железобетонной балки с значительной высотой и предварительном
выгибом. В процессе нагружения должны быть гарантированы свободные
перемещения ее концевых секций до поверхностей репрезентативных эле¬
ментов.
В критических случаях эффекты воздействия предварительных дефор- ст. 4.5(3): 1991-1-6
маций должны быть проверены на соответствие расчетным критериям из¬
мерением сил и деформаций в процессе выполнения работ.
4.6. Воздействия от температуры, усадки,
гидратации
Воздействия от температуры, усадки и гидратации могут приниматься
в расчет на каждом этапе строительства.
Для зданий воздействия от температуры и усадки обычно не являются
значительными, если был выполнен соответствующий детальный расчет
для постоянной расчетной ситуации.
Тем не менее внимание уделяется эффектам, возникающим от разницы
во времени между отливкой одного бетонного элемента и другого, который
уже затвердел. В общем случае должно быть выбрано такое предельное со¬
стояние, которое будет предупреждать недопустимое возникновение или
раскрытие трещин, особенно в случае составных конструкций из стали и
бетона.
Примечание 2 к ст. 4.6(1 )Р в основном относится к мостам и дополни¬
тельных комментариев не требует.
Статья 4.6(2) не требует дополнительных указаний.
При необходимости должны быть определены эффекты температурного
воздействия в строительных материалах вследствие гидратации и усадки
в соответствии с EN1992 и EN1996. Кроме того, температура может су¬
щественно подниматься, с последующими температурными эффектами,
в массивной бетонной конструкции после заливки.
ст. 4.6(1)Р:
1991-1-6
прим. кст. 4.6(1 )Р:
1991-1-6
прим. 2 кст. 4.6(1)
Р: 1991-1-6
ст. 4.6(2): 1991-1-6
ст. 4.6(3):1991-1-6
прим, к ст. 4.6(3):
1991-1-6
243
Часть 6. EN 1991 -1-6: Еврокод 1: Часть 1.6: Воздействия при строительстве
ст. 4.6(4): 1991-1-6
ст. 4.6(5): 1991-1-6
а. 4.6(6): 1991-1-6
ст. 4.7(1): 1991-1-6
прим. кст. 4.7(1):
1991-1-6
ст. 4.7(2):1991-1-6
прим, к а. 4.7(2):
1991-1-6
ст. 4.7(3): 1991-1-6
прим, к ст. 4.7(3):
1991-1-6
ст. 4.7(4):1991-1-6
ст. 4.7(5): 1991-1-6
прим. кст. 4.7(5):
1991-1-6
ст. 4.7(6): 1991-1-6
По ст. 4.6(4), 4.6(5) и 4.6(6) дополнительной информации не дается, так
как эти статьи обычно не применяются к конструкциям зданий.
4.7. Ветровые воздействия
Трактовка ветровых воздействий во время строительства
Программа производства строительных работ должна быть разбита на
этапы так, чтобы не возникало превышения принятого в расчете харак¬
теристического значения силы ветра. Информация о скоростях ветра
должна быть получена до выполнения этапов строительства. Эта ин¬
формация может быть получена из метеопрогнозов на ближайшей мете¬
останции и измерений ветра на местности.
Статья 4.7(1) будет не применима к большинству зданий. Однако для
зданий и конструктивных элементов, чувствительных к динамическим
воздействиям, таких как гибкие колонны или дымовые трубы, для стадий
строительства необходимо определить ветровые воздействия для расчета
динамического отклика, принимая во внимание степень законченности и
устойчивость конструкции и ее различных элементов. Критерии и проце¬
дуры должны быть определены в отдельном проекте.
Характеристические значения статической силы ветра Qv должны
быть определены в соответствии с EN 1991-1-4 и Руководством проек¬
тировщика к этой части для соответствующего периода повторяемости.
Разъяснения по периодам повторяемости были даны в разделе 3.1 насто¬
ящего Руководства.
Для операций подъема и перемещения или для других коротких этапов
строительства должна быть определена максимальная допустимая ско¬
рость ветра в соответствии с разделом 3.1 настоящей части Руководства.
Статья 4.7( 1) не будет применима к большинству зданий, поэтому здесь
комментарии к ней не даются. Читатель может обратиться к EN 1991-1-4 и
руководству по нему.
В процессе строительства следует принять во внимание ветровые воз¬
действия на те части сооружения, которые после его завершения станут
внутренними элементами (например, внутренние стены). В таких случаях
могут быть применены коэффициенты внешнего давления Cpe (например,
для свободно стоящих стен).
При определении силы ветра должны приниматься во внимание площа¬
ди оборудования, опалубка, леса и другие вспомогательные сооружения,
подвергающиеся нагрузкам.
ст. 4.8(1 )Р:
1991-1-6
прим. 2 кст. 4.8(1 )Р:
1991-1-6
прим. 1 кст. 4.8(1 )Р:
1991-1-6
4.8. Снеговые нагрузки
Снеговые нагрузки следует определять согласно EN1991 -1 -3 и Националь¬
ному приложению к нему для местных условий и требуемого периода по¬
вторяемости.
Периоды повторяемости объяснены и установлены в разделе 3.1 насто¬
ящей части Руководства.
Примечание 1 к ст. 4.8(1 )Р не применимо к зданиям.
244
Глава 4. Представление воздействий
4.9. Воздействия от воды
В общем случае для зданий воздействия, вызванные водой, включая грун¬
товые воды (Qmi), должны быть представлены как статические давления.
Гидродинамические эффекты, которые в основном не применимы к здани¬
ям, см. «Designers’ Guide on Actions on Bridges (Руководство для проекти¬
ровщиков: воздействия на мосты)*.
Указания по примечанию к ст. 4.9(1) не требуются, поскольку оно от¬
носится к гидродинамическим эффектам.
Воздействия, вызванные водой, могут быть учтены в сочетаниях как по¬
стоянные или временные воздействия. Классификация воздействий, вы¬
званных водой, как постоянных или переменных может быть определена
индивидуально для проекта, учитывая конкретные окружающие условия.
Например, грунтовые воды могут рассматриваться как постоянное воз¬
действие, если уровень воды считается расположенным выше верхнего
уровня фундамента и если изменения уровня воды сравнительно малы.
Указания по примечанию к ст. 4.9(3) не требуются, оно касается, напри¬
мер, динамических эффектов, вызываемых действием потоков на помещен¬
ную в них конструкцию. Рекомендации могут быть получены в «Designers’
Guide on Actions on Bridges (Руководство для проектировщиков: воздей¬
ствия на мосты)*.
Указаний по примечанию к ст. 4.9(4) не требуется, оно касается опре¬
деления общей горизонтальной силы, действующей на вертикальную по¬
верхность, создаваемой потоком. Рекомендации могут быть получены
в «Designers’ Guide on Actions on Bridges (Руководство для проектировщи¬
ков no воздействиям на мосты)*.
Указаний по примечанию к ст. 4.9(5) не требуется, оно касается возмож¬
ного накопления наносов в реках. Рекомендации могут быть получены из
«Designers’ Guide on Actions on Bridges (Руководство для проектировщиков
no воздействиям на мосты)*.
Указаний к ст. 4.9(5), касающейся воздействий от гололеда и плавучего
льда, не требуется.
Воздействия от дождевой воды следует принимать во внимание для ус¬
ловий, когда возможно накопление воды, таких как эффект заполнения от,
например, неправильного дренажа, неровностей поверхности, прогибов и/
или неисправности осушающих устройств. Обычно применяется понижен¬
ная расчетная ситуация для проверки предельного состояния пригодности
к эксплуатации.
ст. 4.9(1):1991-1-6
прим, к ст. 4.9(1):
1991-1-6
ст. 4.9(2): 1991-1-6
ст. 4.9(3): 1991-1-6
ст. 4.9(4): 1991-1-6
ст. 4.9(5): 1991-1-6
ст. 4.9(6): 1991-1-6
ст. 4.9(7): 1991-1-6
4.10. Атмосферные гололедные воздействия
Указаний по ст. 4.9(10), касающейся нагрузок от атмосферных гололедных ст. 4.10{ 1 )Р:
воздействий, не требуется. Рекомендации по нагрузкам от атмосферного 1991-1-6
гололеда можно найти в EN1993-311 и ISO 124942. прим. кст. 4.10(1 )Р:
1991-1-6
4.11. Монтажные нагрузки
Определение монтажных нагрузок
Воздействия, которые могут присутствовать во время строительства
вследствие осуществляемых процессов и операций, но не присутствуют
245
Часть 6. EN 1991-1-6: Еврокод 1: Часть 1.6: Воздействия при строительстве
после завершения строительства, называются монтажными нагрузками
и являются новой частью Еврокода.
Для логичности настоящего определения и соответствия ему мон¬
тажные нагрузки классифицируются как временные воздействия. Мон¬
тажная нагрузка может иметь как вертикальную, так и горизонтальную
компоненты и оказывать статическое или динамическое воздействие.
Пояснения по монтажным нагрузкам Oc для зданий
Численные данные из главы 2 «Cast-in-Place Concrete in Tall Building
Design and Construction»'2 (Отливка бетона на месте при строительстве
высотных зданий) показывают результаты измерений и исследований
на строительных площадках.
Во время посещений собирались данные но оборудованию, хране¬
нию материалов и нагрузкам от работающего персонала для двух этапов
строительства:
1) перед отливкой бетонной плиты;
2) после отливки и подготовки к сооружению следующего перекрытия.
Для анализа собранных данных обследованные перекрытия были
разделены на последовательные наборы ячеек различного размера. Та¬
блица 4.1 показывает полученные средние монтажные нагрузки, преоб¬
разованные в эквивалентную равномерно распределенную нагрузку, для
квантилей 10%, 1% и 0,5%.
Таблица 4.1. Наблюдаемые средние монтажные
нагрузки, преобразованные в эквивалентную равномерно
распределенную нагрузку для квантилей 10%, 1% и 0,5%
Размер
ячейки
(м2)
Средняя
нагрузка
(кН/м2)
10% квантиль
нагрузки(кН/м2)
1 % квантиль
нагрузки (кН/м2)
0,5% квантиль
нагрузки (кН/м2)
2,32
0,31
1,08
2,93
3,34
5,95
0,30
0,92
2,00
2,39
9,25
0,29
0,80
2,18
2,68
20,90
0,30
0,73
1,58
1,94
37,16
0,28
0,72
1,43
1,46
Например, 5% квантиль для размера сетки 9,25 м- составляет
1,23 кН/м2 (принято распределение случайной переменной по Гумбелю).
Из табл. 4.1 можно видеть, что средняя нагрузка не зависит от нагру¬
женной площади, а ее значение низко. Однако коэффициент вариации
очень высок, изменяясь от приблизительно 1,00 до 2,00, что объясняет
высокие значения, соответствующие квантилям 10%, 1% и 0,5%.
Другие исследования, например «Partial Factor Design for Reinforced
Concrete Buildings during
Construction»13 (Частный расчетный коэффициент для железобетон¬
ных строящихся зданий), получили более высокие средние значения
246
Глава 4. Представление воздействий
временных монтажных воздействий и меньшие значения коэффициента
вариации.
Из вышесказанного можно сделать вывод:
• порядок значения характеристической вертикальной равномерно
распределенной нагрузки на перекрытия при производстве строи¬
тельных работ близок к 1 кН/м2;
• геометрическая изменчивость нагрузок при строительстве должна
покрываться перегрузкой на ограниченной площади.
4.11.1. Общие положения
Монтажные нагрузки (Qc) могут быть представлены в соответствующих
расчетных ситуациях согласно EN 1990 и разделам 3.2 и 3.3 настоящей ча¬
сти Руководства, как:
• одно единственное временное воздействие или
• при необходимости различные типы монтажных нагрузок могут быть
сгруппированы и применены как одно временное воздействие.
В соответствующей комбинации воздействий (см. выше разделы 3.2 и
3.3) одно и/или группа монтажных нагрузок должны рассматриваться дей¬
ствующими одновременно с немонтажными нагрузками.
Рекомендации по одновременности немонтажных нагрузок, которые
также применимы при сочетании немонтажных и монтажных нагрузок,
даны в EN 1990 и EN 1991.
В EN1991-1-6 введено шесть типов монтажных нагрузок (см. табл. 4.2) и
группы этих нагрузок, которые следует принимать в расчет при строитель¬
стве, зависят от индивидуального проекта.
Примечание 3 к ст. 4.11.1(1) не требует комментариев.
Различные монтажные нагрузки Qca, Qcbt Qcct Qcd, Qce и Qcj, которые при
необходимости следует принимать в расчет, указаны в табл. 4.2.
В дальнейшем каждая из них будет описана с указанием представления
воздействия и замечаниями, включающими значения нагрузок для приме¬
нения.
Таблица 4.2. Монтажные нагрузки (Qc)
Тип
Обозначение
Описание
Персонал
и ручной
инструмент
Оса
Рабочий персонал, управленческий персонал
и посетители, возможно с ручным инструментом
и другим мелким оборудованием
Хранение
переносных
предметов
Qcb
Хранение переносных предметов, например:
- строительные и монтажные материалы,
готовые элементы, и
- оснастка
Временное
оборудова¬
ние
Qcc
Временное оборудование в рабочем положении
для проведения работ, как:
- статическое (например, панели опалубки,
леса, механизмы, контейнеры), так и
- движущееся (например, перемещаемые формы,
монтажные кран-фермы, аванбеки, противовесы)
ст. 4.11.1(1):
1991-1-6
прим. 1
кет. 4.11.1(1):
1991-1-6
прим.1
к ст. 4.11.1(1):
1991-1-6
прим. 3
к ст. 4.11.1(1):
1991-1-6
ст. 4.11.1(2):
1991-1-6
247
Часть 6. EN 1991-1-6: Еврокод 1: Часть 1.6: Воздействия при строительстве
Таблица 4.2. Монтажные нагрузки (Oc) (окончание)
Тип Обозначение Описание
Пере- Qcd
движные
тяжелые
машины и
оборудова¬
ние
Накопление Oce
отходов
Нагрузки от Qef
частей кон¬
струкции во
временных
положениях
Передвижные тяжелые машины и оборудование,
обычно колесное или гусеничное (например,
краны, лифты, транспортные средства, автопо¬
грузчики, силовые установки, домкраты, тяжелое
подъемное оборудование)
Накопление отходов (например, избыток строи¬
тельных материалов, вырытая земля или строи¬
тельный лом)
Нагрузки от частей конструкции во временных
положениях (при проведении работ) до того, как
осуществятся окончательные операции, такие как
нагрузки при операциях подъема
Qca: Персонал и ручной инструмент
Qcat охватывает персонал (управленческий персонал и посетители) и руч¬
ной инструмент (см. рис. 4.4), моделируется равномерно распределенной
нагрузкой qca. Место приложения выбирается так, чтобы получить самые
неблагоприятные эффекты.
Рис. 4.4. Представление Qea: персонал и ручной инструмент
Рекомендуемое характеристическое значение ^ca.* равномерно распреде¬
ленной нагрузки в EN 1991-1-6, которое может быть определено в Нацио¬
нальном приложении или в отдельном проекте, - 1,0 кН/м2.
табл. 4.1:1991-1-6 В британском Национальном приложении устанавливается, что харак¬
теристическое значение равномерно распределенной нагрузки может
быть определено в отдельном проекте, а минимальное рекомендуемое зна¬
чение составляет 1,00.
Qcb: Хранение переносных предметов
Qcb охватывает хранение переносных предметов (см. рис 4.5(a) и (Ь), пока¬
зывающие хранение переносных строительных материалов), моделируется
как свободные воздействия, представляемые:
• равномерно распределенной нагрузкой qcb;
• сосредоточенной нагрузкой Fcb.
248
Глава 4. Представление воздействий
Рис. 4.5(a) и (Ь). Примеры хранения строительных материалов
249
Часть 6. EN 1991-1-6: Еврокод 1: Часть 1.6: Воздействия при строительстве
табл. 4.1:1991-1-6 Характеристические значения равномерно распределенной нагрузки и
сосредоточенной нагрузки могут быть определены в Национальном прило¬
жении или в отдельном проекте. Британское Национальное приложение не
устанавливает никаких значений, а оставляет их на усмотрение отдельного
проектировщика.
Qff: Временное оборудование
Qcc включает временное оборудование в рабочем положении для проведе¬
ния работ, как статическое (например, панели опалубки, леса, механизмы,
контейнеры), так и движущееся (например, перемещаемые формы, мон¬
тажные кран-фермы, аванбеки, противовесы). См. рис. 4.6. Qcc моделирует¬
ся как свободные воздействия и представляется равномерно распределен¬
ной нагрузкой qcc
Рис. 4.6. Пример временного статического оборудования
(панели опалубки, леса)
табл. 4.1:1991-1-6 Эти нагрузки Qcc могут быть определены в отдельном проекте с исполь¬
зованием информации от поставщика оборудования. Если более точная
информация недоступна, нагрузки могут быть моделированы равномерно
распределенной нагрузкой с рекомендованной минимальной характери¬
стической qK.k = 0,5 кН/м2.
Более подробную информацию и расчет опалубки см. EN128127 и
ENl 28116.
Qctj: Передвижные тяжелые машины и оборудование
табл. 4.1:1991-1-6 Этот тип нагрузки в основном не применим к зданиям, а информация в EN
1991-1-6 предназначена для мостов. Подробные сведения в «Designers’
250
Глава 4. Представление воздействий
Guide on Actions on Bridges (Руководство для проектировщиков: воздей¬
ствия намосты)*.
Qce: Накопление отходов
Qce относится к накоплению отходов (например, избыток строительных ма¬
териалов, вырытая земля или строительный лом). См. рис. 4.7.
I
V ^ ^ Г*-->> ••
.¾**¾
iBpPTTiir . vI
Рис. 4.7. Накопление отходов
Ос« принимается в расчет путем рассмотрения возможных воздействий
на горизонтальные, наклонные и вертикальные элементы (такие как сте¬
ны) в зависимости от накопления и, следовательно, массы, эффекты этих
нагрузок могут значительно меняться за короткий период в зависимости
от типа материала, климатических условий, скорости накопления и вывоза
материалов.
Qrf Нагрузки от частей конструкции во временных положениях
Qcf включает нагрузки от частей конструкции во временных положениях
(при проведении работ) до того, как осуществятся окончательные опера¬
ции, такие как нагрузки при операциях подъема. См. рис. 4.8.
QcJ учитывается и моделируется в соответствии с планируемой последо¬
вательностью строительства, включая последствия, например нагрузки и
обратные эффекты нагрузки от отдельных процессов строительства, такого
как монтаж.
См. раздел 4.11.2 настоящего Руководства по дополнительным нагруз¬
кам от свежеуложенного бетона.
Статья 4.11.1(3) P не требует дополнительных указаний.
табл. 4.1:1991-1-6
табл. 4.1:1991-1-6
ст. 4.11.1(3)Р:
1991-1-6
251
Часть 6. EN 1991-1-6: Еврокод 1: Часть 1.6: Воздействия при строительстве
прим.1
кст. 4.11.1 (3)Р:
1991-1-6
прим.2
кст. 4.11.1 (3)Р:
1991-1-6
ст. 4.11.1{4)Р:
1991-1-6
ст. 4.11.1 (5)Р:
1991-1-6
ст. 4.11.2(1):
1991-1-6
прим. 3
кст. 4.11.2(1):
1991-1-6
прим.1
кст. 4.11.2(1):
1991-1-6
Рис. 4.8. Нагрузки от элементов конструкции
во временных положениях
Рекомендуемые значения коэффициентов для монтажных нагрузок,
приведенные в приложении Al EN 1991-1-6 для зданий, объяснены в раз¬
деле 4.1 настоящего Руководства.
К примечанию 2 к ст. 4.11.1 (3)Р дополнительных комментариев не тре¬
буется.
В случае тяжелого оборудования или других особых строительных ма¬
териалов их номинальные значения могут быть приняты как характери¬
стические.
К ст. 4.11.1(4)Р дополнительных комментариев не требуется.
К ст. 4.11.1(5)Р дополнительных комментариев не требуется.
4.11.2. Монтажные нагрузки при заливке бетона
Заливка бетона является чрезвычайно распространенной операцией и хо¬
рошим примером группировки различных источников монтажных нагру¬
зок в одном воздействии, которое необходимо сочетать с другими воздей¬
ствиями, которые могут возникать во время этого специфического этапа,
такими как климатические воздействия (например, ветер) или другие мон¬
тажные нагрузки, приложенные к другим частям конструкции.
Воздействия, которые надо учитывать одновременно при заливке бето¬
на, могут включать работающий персонал с малым оборудованием (Qco),
опалубку и несущие нагрузку элементы (Qcc) и вес свежего бетона (кото¬
рый является примером Qc/). Пример Qca, Qc^ и Qce, действующих совмест¬
но, показан на рис. 4.6.
Нагрузки согласно (а), (Ь) и (с), как указано в табл. 4.3, должны быть
приложены так, чтобы вызывать максимальный эффект. Нагрузки и воз¬
действия могут быть или не быть симметричными.
252
Глава 4. Представление воздействий
Удельный вес свежего бетона может быть получен из табл. А.1 EN 1991-
1-1. Удельный вес свежего бетона может быть принят равным 25 кН/м2.
Qcat Qccи Qcf могут быть даны в Национальном приложении.
При заливке бетона в качестве рекомендуемых должны использоваться
следующие значения:
• для Qca: qcaj, - 0,75 кН/м2, как дано в табл. 4.3;
• для Qcc: Qcc-Jt - 0,5 кН/м2, как дано в табл. 4.3;
• альтернативные значения для Qca и Qcc могут быть определены в от¬
дельном проекте, если сделана соответствующая оценка;
• значения для QcJ должны быть оценены и определены в отдельном про¬
екте с учетом информации табл. 4.3 и настоящего раздела.
Таблица 4.3. Рекомендуемые характеристические значения
воздействий от монтажных нагрузок при отливке бетона
Воздействие Нагружаемая площадь Нагрузка, кН/м2
(а) Внутри рабочей площади
3x3 м (или длина пролета
если меньше)
(b) Вне рабочей площади
(c) Действительная площадь
(Ь) (а) (с) (d)
10% собственного веса свежеу-
ложенного бетона для расчетной
толщины, но не меньше 0,75 кН/м2
и не более 1,5 кН/м2
Включает Qce и Qct
0,75 кН/м2, включая Qca
Собственный вес опалубки, несу¬
щих элементов (Qcc) и вес свеже-
уложенного бетона для расчетной
толщины (Qcf)
(Ь) (а) (с) (cl)
Примечание: для воздействия (Ь) значения Qea ниже, чем втабл.4.1 EN 1991-1-6. Это учи¬
тывает тот факт, что большинство персонала будет в зоне (а), где будет происходить ос¬
новная деятельность.
Может потребоваться определить другие значения, например при ис¬
пользовании самовыравнивающегося бетона или готовых элементов.
Может потребоваться учет горизонтальных воздействий от свежеуло-
женного бетона.
4.12. Аварийные воздействия
При необходимости следует принимать во внимание аварийные воздей¬
ствия, которые могут иметь место на площадке, например:
• удары от строительных машин, кранов, оборудования или перемещае¬
мых материалов (например, бадья с бетоном) и/или
• локальное разрушение постоянных или временных несущих элементов,
включая динамические эффекты, что может привести к обрушению не¬
сущих конструкций.
прим. 2
кст. 4.11.2(1):
1991-1-6
прим.З
к ст.4. 11.2(1):
1991-1-6
ст. 4.12( 1 )Р:
1991-1-6
253
Часть 6. EN 1991-1-6: Еврокод 1: Часть 1.6: Воздействия при строительстве
Следует отметить, что избыточная концентрация строительного обору¬
дования и материалов на несущих конструктивных элементах не должна
приниматься в расчет как аварийное воздействие. В этом случае использу¬
ется переходная расчетная ситуация. Однако такой ситуации избыточного
сосредоточения нагрузки следует избегать.
Если требуется учитывать динамические эффекты аварийных воздей¬
ствий, можно использовать динамический множитель 2 для ударного воз¬
действия. Он может быть предметом различных оценок (например, анализ
динамики) и определяться в отдельном проекте.
По примечанию 3 к ст. 4.12(1)Р дополнительных комментариев не тре¬
буется.
Воздействие от падений оборудования как на конструкцию, так и из нее
должно быть при необходимости определено и учтено. Динамические эф¬
фекты падения должны быть рассмотрены и даны в Национальном при¬
ложении или в отдельном проекте.
Где необходимо, как аварийное воздействие, должна быть учтена удар¬
ная нагрузка человека, представленная как квазистатическая вертикальная
сила.
Рекомендуемые расчетные значения удара человека, подтвержденные
в британском Национальном приложении:
1) 2,5 кН, приложенные на площади 200x200 мм, для учета эффектов спо¬
тыкания;
2) 6,0 кН, приложенные на площади 300x300 мм, для учета эффектов па¬
дения.
ст. 4.12(4): 1991-1-6 Эффекты аварийных воздействий, описанных в этом разделе, должны
быть оценены для определения потенциала создания сдвига в конструк¬
ции. Объем и эффект каждого такого смещения должен быть определен, и
оценен потенциал прогрессирующего обрушения,
прим, к ст. 4.12(3): Дополнительная информация может быть получена из EN 1991-1-7 и
1991-1-6 соответствующей части настоящего Руководства.
ст. 4.12(5): 1991-1-6 Аварийные воздействия, используемые в расчетных ситуациях, должны
учитываться для всех изменений процесса строительства. Для гарантиро¬
вания правильности расчетных критериев в процессе работы должны про¬
водиться корректирующие меры.
ст. 4.12(5): 1991-1-6 Статье 4.12(6) «Воздействия от пожара должны быть при необходимо¬
сти учтены» дополнительных рекомендаций не требуется. Однако более
полную информацию можно получить из EN 1991-1-2 и соответствующего
руководства и из EN 1991-1-7 и соответствующей части настоящего Руко¬
водства.
4.13. Сейсмические воздействия
ст. 4.13(1): 1991-1-6 По ст. 4.13 дополнительной информации не дается, кроме определения ба¬
зового периода для строительства или ремонта,
ст. 4.13(2): 1991-1-6 Следует сделать ссылку на EN1998 и особенно на следующие части
EN1998:
• EN1998-1:2004: Расчет сооружений на сейсмостойкость. Оценка и под¬
гонка зданий14;
• EN1998-3:2004: расчет сооружений на сейсмостойкость. Общие прави¬
ла, сейсмические воздействия и правила для зданий15.
прим.1
кст. 4.12(1 )Р:
1991-1-6
прим.2
кст. 4.12( 1 )Р:
1991-1-6
прим. 3
кст. 4.12(1 )Р:
1991-1-6
ст. 4.12(2): 1991-1-6
ст. 4.12(3): 1991-1-6
прим.
кст. 4.12(3):
1991-1-6
NA2.16:1991-1-6
254
Приложение А1 (обязательное)
Дополнительные
правила для зданий
Эта глава посвящена приложению А1 Дополнительные правила для зданий
(обязательное) EN1991-1-6: Еврокод 1 - Воздействия на сооружения: Часть
1.6: Основные воздействия - Воздействия при строительстве. Материал,
описанный в этой главе, которая посвящена основам правил строительных
расчетов на этапе строительства, соответствует следующим статьям:
• Основные предельные состояния Статья А1.1:1991-1-6
• Предельные состояния пригодности Статья А 1.2:1991-1-6
к эксплуатации
• Горизонтальные воздействия Статья А 1.3:1991-1 -6
А1.1. Основные предельные состояния
Проверки основных предельных состояний должны базироваться на соче¬
таниях воздействий, применяемых с частными коэффициентами для воз¬
действий Yfи соответствующми коэффициентами \|/ для переходной (выра¬
жения 6.10 или 6.1Оа/61Ob из EN 1990), аварийной (выражение 6.1 Ib из EN
1990) и сейсмической (выражение 6.12Ь из EN 1990) расчетных ситуаций.
Значения воздействий должны учитывать длину отдельного этапа работ
в соответствии с разделом 3.1 настоящей части Руководства проектиров¬
щика.
Для зданий значения ус и yQ должны быть получены из приложения Al
EN1990 и соответствующего Национального приложения. Коэффициенты
\(/ для нагрузок, отличных от монтажных нагрузок, следует брать из табл.
А. 1.1 приложения Al EN 1990 и соответствующего Национального прило¬
жения.
Репрезентативные значения временных воздействий от монтажных на¬
грузок могут быть установлены в Национальном приложении в пределах
ст. А1.1(1):
1991-1-6
прим. 1
кст. Al.1(1):
1991-1-6
прим. 2
кст. А1.1(1):
1991-1-6
Часть 6. EN 1991-1-6: Еврокод 1: Часть 1.6: Воздействия при строительстве
NA 2.18:
BS 1991-1-6
прим. 3
к ст. Al.1(1):
1991-1-6
ст. А1.2(1): 1991-М
прим. кст. А1.2(1):
1991-1-6
ст. А1.2(1 )Р:
1991-1-6
прим.
кст. А1.2(1)Р:
1991-1-6
ст. А1.2(2):
1991-1-6
прим.
к ст. А1.2(2)2:
1991-1-6
NA 2.19:
BS 1991-1-6
рекомендуемого диапазона Vo = 0,6 х1,0. Рекомендуемое значение \|/0 = 1,0.
В британском Национальном приложении указываются рекомендуемые
значения.
Минимальное рекомендуемое значение у2 = 0,2 и в EN 1991-1-6 реко¬
мендуется не выбирать значения ниже 0,2. В британском Национальном
приложении указываются рекомендуемые значения. V1 обычно не приме¬
няется к монтажным нагрузкам при строительстве.
А1.2. Предельные состояния пригодности
к эксплуатации
Проверки по предельным состояниям пригодности к эксплуатации при
производстве строительных работ должны базироваться на сочетаниях
воздействий, применяемых с частными коэффициентами для воздействий
у^(равен 1) и соответствующими коэффициентами v для характеристиче¬
ского (выражение 6.14Ь из EN1990) и длительного (выражение 6.14с из EN
1990)сочетаний.
Указания, данные в разделе А 1.1 настоящего Руководства по значениям
коэффициентов, также применимы и для проверок по предельным состоя¬
ниям пригодности к эксплуатации.
А1.3. Горизонтальные воздействия
В расчетах необходимо учитывать горизонтальные воздействия, являющи¬
еся результатом, например, действия ветра и эффектов деформаций и де¬
фектов раскосов. Подробная информация дается в EN 1990 и EN 1991-1-4.
Номинальные горизонтальные силы (Fhn) могут применяться только
в том случае, если метод может быть подтвержден как соответствующий и
приемлемый для отдельного случая. В таких случаях определенные номи¬
нальные горизонтальные силы должны быть приложены в местах, дающих
наихудшие эффекты, которые могут не совпадать с местами приложения
вертикальных нагрузок. Рекомендуемое характеристическое значение этих
эквивалентных горизонтальных сил - 3% от вертикальных нагрузок для
наиболее неблагоприятного сочетания воздействий. Хотя британское На¬
циональное приложение рекомендует это значение, дополнительно в нем
утверждается, что «рекомендуемое значение может быть подходящим; од¬
нако значения должны определяться в отдельном проекте» (NA 2.19: BS
EN 1991-1-6).
256
Приложение А2 (обязательное)
Дополнительные
правила для мостов
Дополнительные рекомендации по этому приложению отсутствуют. прил. А2:1991-1-6
Приложение в (справочное)
Воздействия
на сооружения
при ремонте,
реконструкции
или демонтаже
Дополнительные рекомендации отсутствуют.
прил. В: 1991-1-6
Часть 6. EN 1991-1-6: Еврокод 1: Часть 1.6: Воздействия при строительстве
Ссылки к части 6
1. EN 1991-1-6: 2005. Eurocode I - Actionson Structures. Part 1-6: General
Actions - Actions during execution. European Committee for Standardisa¬
tion, Brussels, 2005.
2. ISO 12494:2001. Atmospheric icingofstructures. International Organisation
for Standardisation, Geneva, Switzerland, 2001.
3. British Constructional Steelwork Association. BCSA Publication No.
39/05, Guide to steel erection in windy conditions. BCSA, London, 2005.
4. CEB Bulletin 191. General Principles on Reliability for Structures - A
commentary on ISO 2394 approved by the Plenum of the JCSS. fib, Lau¬
sanne, 1988, 62 pp.
5. EN12810-1: 2003. Fac. ade scaffolds made of prefabricated components -
Part I: Products specifications. European Committee for Standardisation,
Brussels, 2003.
6. EN12811-1: 2003. Temporary works equipment - Part I: Scaffolds - Per¬
formance requirements and general design. European Committee for Stan¬
dardisation, Brussels, 2003.
7. EN12812:2008. Falsework - Performance requirements and general design.
European Committee for Standardisation, Brussels, 2008.
8. EN12813: 2004. Temporary works equipment - Load bearing towers of
prefabricated components - Particular methods of structural design. Euro¬
pean Committee for Standardisation, Brussels, 2004.
9. Gulvanessian, H., Calgaro, J.-A. and Holicky., M. Designers’ Guide to EN
1990. Eurocode: Basis for Structural Design. Thomas Telford, London, 2002,
ISBN 0 7277 30118.
10. Carper, K. Beware of vulnerabilities during construction. Construction and
equipment, 3/2004.
11. EN1993-3: 2006. Eurocode 3 - Design of steel structures - Part 3-1:
Towers, masts and chimneys - Towers and masts. European Committee for
Standardisation, Brussels, 2006.
12. Council on Tall Buildings and Urban Habitat Committee 21 D. Cast-in-
Place Concrete in Tall Building Design and Construction. McGraw-Hill,
Ch. 2: Construction loads.
13. El-Shahhat, A. M., Rosowsky, D. V. and Chen, W. F. Partial Factor Design
for Reinforced Concrete Buildings during Construction. ACI Structural
Journal1July- August 1994.
14. EN1998-1:2004. Design for structures for earthquake resistance. Assessment
and retrofitting of buildings. European Committee for Standardisation,
Brussels, 2004.
15. EN1998-3: 2004. Design for structures for earthquake resistance. General
rules, seismic actions and rules for buildings. European Committee for Stan¬
dardisation, Brussels, 2004.
260
Часть 7:
EN 1991-1-7:
Еврокод 1:
Часть 1-7:
Аварийные
воздействия
PART 7: EN 1991-1-7: Eurocode 1: Part 1-7:
Accidental actions
Глава 1
Общие положения
Эта глава посвящена общим аспектам EN 1991-1-7: Еврокод 1 - Воздей¬
ствия на сооружения: Часть 1.7: Основные воздействия - Аварийные воз¬
действия'. Материал, описанный в этой главе, соответствует следующим
статьям:
• Область применения
• Нормативные ссылки
• Допущения
• Различие между Принципами и Правилами
применения
• Термины и определения
• Условные обозначения
1.1. Область применения
EN1991-1-7:Еврокод 1 - Воздействия на сооружения: Часть 1.7: Основные ст. 1.1(1): 1991-1-7
воздействия - Аварийные воздействия - одна из десяти частей EN 1991.
В ней даются стратегии и правила для обеспечения безопасности зданий и
инженерных сооружений (например, мостов) в случаях установленных и
неустановленных аварийных воздействий.
В EN 1991-1-7 определяются стратегии, основанные на: ст. 1.1(2): 1991-1-7
• установленных аварийных воздействиях и
• ограничении размера локализованной аварии (например, в случае не¬
установленного аварийного воздействия).
Типичные примеры аварийных воздействий, которые могут быть уста¬
новлены, включают пожары, некоторые взрывы, удары, наводнения, лави¬
ны и оползни.
В результате этих установленных аварийных воздействий от разнооб¬
разных, более или менее установленных причин, таких как ошибки в расче¬
тах и строительстве, неправильная эксплуатация, воздействие агрессивных
веществ, аварии оборудования, враждебные действия (например, атака
Статья 1.1:1991-1-7
Статья 12:1991-1-7
Статья 1.3:1991-1-7
Статья 1.4:1991-1-7
Статья 1.5:1991-1-7
Статья 1.6:1991-1-7
Часть 7. EN 1991-1-7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
ст. 1.1(3): 1991-1-7
ст. 1.1(4): 1991-1-7
ст. 1.1(5):1991-1-7
ст. 1.1(6):1991-1-7
прим. 3 к ст. 3.1(2):
1991-1-7
ст. 1.1(6):1991-1-7
террористов), военные действия и т. д., могут быть повреждены конструк¬
тивные элементы сооружения.
В EN 1991-1-7 даются общие указания по работе с эффектами установ¬
ленных и неустановленных аварийных воздействий. Вследствие природы
аварийных нагрузок подход к расчету иной, чем при расчете обычных на¬
грузок (например, временных нагрузок или климатических воздействий).
Может быть приемлемым локальное повреждение, а не конструкционные
меры (например, установка спринклерной пожарной системы или венти¬
ляционные отверстия могут оказаться более эффективными в плане стои¬
мости, чем меры, связанные с конструкцией сооружения).
В EN 1991-1-7 подробно рассмотрены многие темы, в том числе:
• удары (в разделе 4 EN 1991-1-7);
• взрывы (в разделе 5 EN 1991-1-7).
Стандарт включает в себя ряд ключевых справочных приложений по
следующим предметам:
• расчет последствий локализованных аварий от неустановленной при¬
чины в зданиях (в приложении A EN 1991-1-7);
• информация по оценке рисков, которая может быть использована для
эффектов, дающих большие последствия аварии, дана в приложении В
EN 1991-1-7;
• динамический расчет на действие удара. Раздел 4 дает значения воз¬
действий удара транспортного средства, поезда и т. п. В качестве аль¬
тернативы эти значения могут быть получены непосредственно, с по¬
мощью приложения C EN 1991-1-7;
• взрывы внутри сооружений (в приложении D EN 1991-1-7).
По ст. 1.1(4) и (1.1.5) дополнительных комментариев не требуется.
Хотя EN1991-1-7, строго говоря, не имеет дела с аварийными воздействи¬
ями, вызванными внешними взрывами, боевыми действиями и террористи¬
ческой деятельностью, эта статья отсылает к статье 3.1(2) EN 1991-1-7,
в которой, в ее примечании 3, утверждается:
«Стратегии, основанные на неустановленных аварийных воздействи¬
ях, охватывают широкий диапазон возможных событий и относятся
к стратегиям, основанным на ограничении размера локализованной
аварии. Выбор стратегий для ограничения размера локализованной
аварии может обеспечить адекватную устойчивость против аварий¬
ных воздействий, установленных в 1.1(6)...*.
Кроме того, EN1991-1-7 не имеет дела с остаточной устойчивостью зда¬
ний или инженерных сооружений, поврежденных сейсмическим воздей¬
ствием или пожаром и т. п. Пожары и землетрясения рассмотрены в других
специальных частях системы Еврокодов.
События, которые в основном обозначаются как несчастные случаи, та¬
кие как падения людей с покрытий и из окон, также находятся за предела¬
ми области действия EN 1991-1-7. Причиной является то, что инциденты
такого рода не могут повредить строительной конструкции.
Данное Руководство дает комментарии только к частям EN 1991-1-7,
имеющим отношение к зданиям. Мосты рассматриваются в руководстве
издательства Томас Телфорд «Guide on Actions on Bridges (Руководство no
воздействиям на мосты)»2.
264
Глава 1. Общие сведения
Требования EN 1990, относящиеся к EN 1991-1-7
Весьма релевантными к логике, использованной при разработке EN
1991-1-7 и определении аварийных воздействий, являются следующие
статьи EN 1990:
• 2.1 Основные требования EN 1990 статьи 2.1 (4)Р и 2.1(5)Р;
• 2.2 Установление различий надежности EN 1990 статья 2.2(3),
которые приводятся ниже.
2.1 (4)Р Конструкция должна быть рассчитана и построена таким об¬
разом, чтобы не была повреждена при таких событиях, как:
• взрыв;
• удар;
• последствия человеческих ошибок;
• в размере, несообразном с исходной причиной.
Примечание 1. События, принимаемые в расчет, согласуются для кон¬
кретного проекта с заказчиком и соответствующими компетентными
органами.
Примечание 2. Подробная информация дается в EN 1991-1-7.
2.1(5)Р Потенциальное повреждение должно быть исключено или умень¬
шено выбором одной или более из следующих мер:
• избежание, исключение или снижение угроз, которым может подвер¬
гаться конструкция;
• выбор конструктивной формы, имеющей низкую чувствительность
к рассматриваемым угрозам',
• выбор конструктивной формы и расчета, которые могут адекватно
выдержать удаление отдельного элемента или ограниченной части
конструкции, или возникновение ограниченного повреждения;
• избегание, по возможности, конструктивных систем, могущихразру -
шиться без предупреждения;
• объединение конструктивных элементов связями.
2.2(3) Выбор уровней надежности для отдельной конструкции должен
учитывать факторы, имеющие к этому отношение, включая:
• возможную причину и/или вид достигаемого пределыюго состояния;
• возможные последствия аварии в показателях риска для жизни,
травм, потенциальных экономических потерь;
• реакцию общества па аварию;
• расходы и процедуры, необходимые для снижения риска аварии.
1.2. Нормативные ссылки
Не требуется комментариев по ссылкам в кавычках, все из них теперь име- ст. 1.2:1991 -1 -7
ют статус EN.
1.3. Допущения
EN 1991-1-7 (статья 1.3: 1991-1-7) непосредственно ссылается на ст. 1.3 ст. 1.3:1991-1-7
EN 1990.
265
Часть 7. EN 1991-1-7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
ст. 1.4:1991-1-7
ст. 1.5:1991-1-7
ст. 1.4(a), (Ь), (с)
и (d): 1991-1-1
ст. 1.5.2:1991-1-7
ст. 1.5.14:1991-1-
Утверждения и допущения, данные в ст. 1.3 EN 1990, применяются ко
всем частям Еврокода, а разъяснения и комментарии даны в руководстве
издательства Томас Телфорд к EN 19903.
1.4. Различие между Принципами и Правилами
применения
EN 1991-1-7 прямо ссылается наст. 1.4 EN 1990.
Утверждения и допущения, данные в ст. 1.4 EN 1990, применяются ко
всем частям Еврокода, а разъяснения и комментарии даны в руководстве
издательства Томас Телфорд к EN 19903.
1.5. Термины и определения
Большинство определений, данных в EN 1991-1-7, происходят из ISO
23944, ISO 38985, ISO89306 и ISO 4355. Дополнительно должна быть сде¬
лана ссылка на EN 1990, который дает базовый список терминов и опреде¬
лений, применяющихся в EN 1990 - ENl999, обеспечивая общую основу
системы стандартов Еврокодов.
Для системы строительных стандартов Еврокодов внимание уделяется
следующим ключевым определениям, которые могут отличаться от суще¬
ствующих в национальных практиках:
• ■*воздействие* (action) - нагрузка или приложенная деформация (на¬
пример, вызванная изменением температуры или осадкой грунта):
• «эффект воздействия* (effects of actions или action effects) - внутрен¬
ние усилия и моменты, изгибающие моменты, поперечные силы и де¬
формации, вызванные воздействиями.
Из множества определений, данных в EN 1990, применяемые в EN 1991
описаны в главе 1 статье 1.4(a), (Ь), (с) и (d): 1991-1-1.
Следующие комментарии относительно отдельных определений сдела¬
ны, чтобы помочь пониманию EN 1991-1-7.
(a) Определение аварийного воздействия (Accidental action) не дано в EN
1991-1-7. Аварийные воздействия - это воздействия с низкой вероят¬
ностью, тяжелыми последствиями аварии и обычно короткой продол¬
жительностью. Определение из EN 1990 приводится ниже:
*Воздействие, обычно малой продолжительности, но значительной
величины, появление которого за расчетный срок службы маловеро¬
ятно*.
Примечание: в большинстве случаев можно ожидать, что аварийное
воздействие, если не будут приняты соответствующие меры, вызовет
тяжелые последствия.
(b) Для класса последствий (consequence class) дано следующее опреде¬
ление.
*Классификация последствий разрушения конструкции или ее части*.
Отметим, что эта концепция классов последствий введена в приложе¬
нии В EN 1990 и обсуждается в руководстве к EN 1990.
7 (с) Для живучести (robustness) дано следующее определение.
266
Глава 1. Общие сведения
«Способность сооружения противостоять таким событиям, как по¬
жар, взрывы, удары или последствия человеческих ошибок без разру¬
шения, не пропорционального по своим размерам исходной причине*.
Для того чтобы помочь лучшему пониманию определения живуче¬
сти, ниже приводится определение прогрессирующего разрушения
(progressive collapse).
«Цепная реакция разрушений, последовавшая за разрушением срав¬
нительно небольшой части конструкции. Ущерб от прогрессирующего
разрушения не пропорционален ущербу, инициировавшему разрушение».
Следует учесть, что в чрезвычайных обстоятельствах, если само со¬
бытие было значительным, разрушение может считаться пропорцио¬
нальным.
Пример прогрессирующего разрушения Ронан Пойнт показан на
рис. 1.1.
Ejjw
ijj
I и
тати*
* РИр^м*****
Г
TjBhft Stoli
11 |М
I
ВМЯВ Мв
!ЖЗГ&зддавд!
HSii-
ш
т
№тиг j IawT
Ш^ттп
> -,ćiap •-lV'S'; -Jk
"Г
ЛК гЯмиИМ.
I ■ ■
I
1"Щ
"ШШШШЗ
7% Л*
PT
Il
IgJJ
рп
ДОВДмЕЕмв Ж1
ги*>Ж н L *
-711... '
»РЙЙЦа; Wi
1—1 г:
ЙКЗД
Рис. 1.1. Прогрессирующее разрушение Ронан Пойнт
267
Часть 7. EN 1991-1-7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
Здание из бетонных панелей подверглось 16 мая 1968 года воздей¬
ствию взрыва газа, произошедшего в 5:45 утра на кухне квартиры, рас¬
положенной на 18-м этаже. Взрыв вызвал прогрессирующее разруше¬
ние с эффектом домино, затронувшее юго-восточный угол здания.
(d) Определения основания и надстройки (substructure и superstructure)
могут быть причиной путаницы, поскольку определения различаются
для зданий и мостов. Определения воспроизведены ниже, при этом от¬
носящееся к зданиям выделено жирным курсивом.
Основание (substructure)
ст. 1.5.15:1991-1-7 *Та часть конструкции здания, которая несет на себе верхнюю
часть. В случае зданий это обычно относится к фундаментам и
другим сооружениям, находящимся ниже уровня земли. В случае
мостов это обычно относится к фундаментам, устоям, быкам и ко¬
лоннам и т. п.р.
Надстройка (superstructure)
ст. 1.5.16:1991-1-7 *Та часть конструкции здания, которая поддерживается осно¬
ванием. В случае зданий это обычно относится к конструкции,
находящейся выше уровня земли. В случае мостов это обычно от¬
носится к настилу моста».
1.6. Условные обозначения
ст. 1.6(1): 1991-1-7 Обозначения в ст. 1.6: EN 1991-1-7 основаны на ISO 3898.
В ст. 1.6 EN1990 содержится полный список условных обозначений, часть
которых используется в EN 1991-1-7. Условные обозначения в ст. 1.6(1):
1991-1-7 являются дополнительными, используемыми в настоящей части
EN 1991-1-7.
268
Глава 2
Классификация
воздействий
Эта глава посвящена правилам, относящимся к классификации воздей¬
ствий в EN 1991-1-7: Еврокод 1 - Воздействия на сооружения: Часть 1.7:
Основные воздействия - Аварийные воздействияМатериал, описанный
в этой главе, соответствует следующей статье:
• Классификация воздействий Статья 2.1:1991-1-7
Статья 2.1(I)P содержит таблицу, в которой имеются статьи и подста¬
тьи, релевантные EN 1990, применимые к расчету конструкции, подверга¬
ющейся аварийным воздействиям, включая следующие:
(a) Статья 4.1.2(8) EN 1990, утверждающая, что «для аварийных воздей¬
ствий расчетное значение Ad должно быть определено для конкретного
проекта»:
• где А - аварийное воздействие, а
• Ad- расчетное значение аварийного воздействия.
(b) Сочетание воздействий для аварийной расчетной ситуации дано
вст. 6.4.3.3 EN 1990:
£yc^/'+"y,P"+"Yü.Q*.i"+"ZYüMuQ*- (6.11b/EN 1990)
Jil jil
Выбор между ViitQ*,i или i|/2iIQ*t должен быть сделан в соответствии
с рассматриваемой аварийной расчетной ситуацией (удар, пожар или
выживание после чрезвычайного воздействия либо ситуации). В бри¬
танском Национальном приложении к EN 1990 указано, что должно
использоваться только Vi,iQ*,i-
(c) В соответствии со ст. Al.3.2 EN 1990 частные коэффициенты для воз¬
действий для основных предельных состояний в аварийной расчетной
ситуации должны быть приняты 1,0.
ст. 2.1(1)Р:
1991-1-7
Часть 7. EN 1991-1-7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
а. 2.1(1)Р: 1991-1-7 В EN 1991-1-7 аварийные воздействия вследствие удара классифици¬
руются как свободные воздействия, если в проекте не указано иное,
ст. 1.5.10:1991-1-7 В нем нет классификации аварийных воздействий от взрывов, которые
могут быть в некоторых случаях классифицированы как фиксирован¬
ные воздействия на рассматриваемую точку (например, на ключевой
элемент, определенный в EN 1991-1-7 как «конструктивный элемент,
от которого зависит устойчивость всей остальной конструкции»-).
Различия между аварийными и временными воздействиями
Рисунок 2.1 (взятый из исходного для EN 1991-1-7 документа, который
можно получить от секретариата CEN/TC250, BSI) показывает типичную
разницу между временным и аварийным воздействиями по временным ха¬
рактеристикам.
Типичное аварийное воздействие (рис. 2.1(a)) наиболее вероятно не
произойдет в течение расчетного срока службы сооружения. Если оно слу¬
чается, оно обычно кратковременно, от нескольких секунд (для взрывов)
до нескольких дней (для наводнений).
Временное воздействие (рис. 2.1(b)) присутствует почти всегда, хотя
его значение может быть малым в течение существенной части времени.
Однако большие значения будут, как правило (например, ветер, снег), про¬
являться многократно в течение расчетного срока службы сооружения.
Другим различием между переменным и аварийным воздействиями
является интенсивность воздействия. Аварийное воздействие настолько
интенсивно, что рассматривается как чрезвычайно редкое событие, мало¬
вероятное при нормальной эксплуатации сооружения.
(a) (h)
Рис. 2.1. Типичные временные характеристики аварийного (а)
и временного (Ь) воздействий
270
Глава з
Расчетные ситуации
Эта глава посвящена общим концепциям расчетных ситуаций в EN 1991-1-7:
Еврокод 1 - Воздействия на сооружения: Часть 1.7: Основные воздействия
- Аварийные воздействия\ Материал, описанный в данной главе, соответ¬
ствует следующим статьям:
• Общие положения Статья 3.1:1991-1-7
• Аварийные расчетные ситуации - стратегии Статья 32:1991-1-7
для установленных аварийных воздействий
• Аварийные расчетные ситуации - стратегии Статья 33:1991-1-7
для ограничения размера локализованной аварии
• Аварийные расчетные ситуации - применение Статья 3.4:1991-1-7
классов последствий
3.1. Общие положения
В соответствии со ст. 3.2 EN1990 термин «расчетная ситуация» определен
как означающий требуемые обстоятельства, при которых конструкция
должна выполнять свои функции. Выбранные расчетные ситуации долж¬
ны быть достаточно жесткими и изменяться в достаточной степени, чтобы
отразить все условия, возникновение которых можно предвидеть во время
строительства и в период эксплуатации сооружения.
Фраза «...которые можно предвидеть...» несколько сомнительна в слу¬
чае аварийных ситуаций, характеристики которых предвидеть в деталях
непросто или вообще невозможно. В EN 1991-1-7 поэтому проведено раз¬
личие между так называемыми установленными и неустановленными воз¬
действиями. См. раздел 3.2 настоящей части Руководства.
Статья 3.2 EN 1990 идентифицирует следующие расчетные ситуации
для проверки основных предельных состояний:
• постоянная расчетная ситуация, соответствующая нормальным усло¬
виям эксплуатации;
• переходная расчетная ситуация, соответствующая переходным услови¬
ям, например появляющимся при ремонте или постройке;
ст. 3.1(1 )Р:
1991-1-7
Часть 7. EN 1991-1-7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
• аварийные расчетные ситуации, соответствующие исключительным
условиям для сооружения, например взрывы;
• сейсмические расчетные ситуации.
Каждая из этих расчетных ситуаций связана с определенным выражени¬
ем для сочетания эффектов воздействий:
• постоянная и переходная расчетные ситуации, соответствующие выра¬
жения - (6.10), или (6.10а) и (6.10Ь) в EN 1990;
• аварийная расчетная ситуация, соответствующее выражение - (6. Ilb)
EN 1990;
• сейсмическая расчетная ситуация, соответствующее выражение -
(6.12Ь) EN 1990.
Кроме того, при проверке предельных состояний пригодности к эксплу¬
атации необходимо определять температурные воздействия. Для сочета¬
ния эффектов воздействий в EN 1990 даны следующие выражения:
• характеристическое сочетание, соответствующее выражение - (6.14Ь)
EN 1990;
• пониженное сочетание, соответствующее выражение - (6.15b) EN1990;
• длительное сочетание, соответствующее выражению (6.16b) EN 1990.
Аварийные воздействия используются только в аварийной расчетной
ситуации, выражение (6.11b) EN 1990.
Расчет аварийных воздействий и приемлемость локальных
повреждений
Цель расчета - снизить риски до экономически приемлемой цены. Риск
может быть определен как опасность нежелательных событий. Риск
выражается в терминах вероятности и последствий нежелательных со¬
бытий. Меры снижения риска заключаются в снижении вероятности
указанных событий и уменьшении последствий случившегося события.
Таким образом, мерам снижения риска должен быть дан высокий при¬
оритет в расчете аварийных воздействий, и они должны учитываться
при проектировании.
Не существует сооружения, которое могло бы противостоять всем
воздействиям, которые могут появиться в чрезвычайных обстоятель¬
ствах, однако должна быть достаточная вероятность, что сооружение не
будет разрушено в степени, не пропорциональной исходной причине,
как требуется в EN 1990.
Результатом этого требования является то, что локальное разрушение
(в большинстве случаев идентифицируемое как разрушение компонен¬
та конструкции) может быть допустимым в аварийных расчетных ситу¬
ациях, при условии что оно не ведет к разрушению всей конструкции.
Последствием является то, что резервирование и нелинейные эффекты
как в отношении поведения материалов, так и геометрии имеют большее
влияние в расчете для уменьшения аварийных воздействий, чем в слу¬
чае временных воздействий.
В EN 1991-1-7 делается различие между установленными и неустанов¬
ленными воздействиями.
272
Глава 3. Расчетные ситуации
Установленные воздействия можно анализировать с помощью классиче¬
ской (расширенной) строительной механики.
Для неустановленных воздействий добавлено больше требований к об¬
щей живучести (например, заданные усилия связей). Эти требования опи¬
саны в главах 5 и 6 настоящей части Руководства.
Стратегии для аварийных расчетных ситуаций показаны на рис. 3.1, вос¬
произведенном согласно EN 1991-1-7.
Стратегии и правила, используемые для конкретного проекта, должны
быть согласованы с заказчиком и соответствующими компетентными ор¬
ганами.
Две стратегии, показанные на рис. 3.1, признают, что аварийное воз¬
действие может быть установленным (например, грузовик, врезавший¬
ся в большой супермаркет) или неустановленным (например, взрыв газа
в многоквартирном доме) аварийным воздействием. Расчет, основанный
на стратегии для установленных аварийных воздействий, см. ниже в раз¬
деле 3.2. Релевантные значения для ограничения размера локального раз¬
рушения даны в разделе 3.3.
Рис. 3.1. Стратегии для аварийных расчетных ситуаций
Для расчета, основанного на стратегиях для неустановленных аварий¬
ных воздействий, см. ниже раздел 3.3. Эта стратегия охватывает большой
набор возможных событий и относится к стратегиям, основанным на огра¬
ничении размера локального разрушения. Рекомендации для зданий даны
в приложении А, в этой части и в главе 6 Руководства.
Эта стратегия, основанная на ограничении размера локального разруше¬
ния, может также быть применена для установленных аварийных воздей¬
ствий. Рисунок 3.2 показывает различные угрозы, которые могут быть как
переменными, так и аварийными воздействиями, могущими возникнуть
в многоэтажном здании. Относительно угроз, вызванных падением верто¬
лета или ударом транспортного средства в первый этаж здания, хотя ава¬
рийное воздействие удара может быть определяемым, расчет, основанный
на ограничении размера локального разрушения, будет также удовлетво¬
рительным. Использование стратегий для ограничения размера локально¬
го разрушения может обеспечить адекватную устойчивость к аварийным
воздействиям, вызванным внутренними взрывами, военными действиями
и определенной враждебной деятельностью (например, террористической)
или любым другим воздействием, имеющим неопределенные причины.
Большинство правил в EN1991-1-7 по ограничению размера локального
разрушения и, таким образом, получению гарантий от прогрессирующего
разрушения, основаны на британских Нормах и правилах BS 81IO71 BS
ст. 3.1(2): 1991-1-7
прим. 1
кст. 3.1(2):
1991-1-7
прим. 2
кст. 3.1(2):
1991-1-7
прим. 3 к
ст. 3.1(2):
1991-1-7
273
Часть 7. EN 1991-1-7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
прим. 4 к ст. 3.1(2):
1991-1-7
прим. 5 к ст. 3.1(2):
1991-1-7
Крушение вертолета
Очень сильный ветер
Рис. 3.2. Угрозы зданию
5950® и BS 56289 и других официальных рекомендациях по выполнению
требований Строительных норм в Великобритании. Эти правила за про¬
шедшие три десятилетия доказали свою удовлетворительность. Их эф¬
фективность была драматически продемонстрирована во время бомбовых
атак ИРА, произошедших в лондонском Сити в 1992 и 1993 годах. Хотя
данные правила не были предназначены для защиты зданий от террори¬
стических атак, ущерб, понесенный от взрывов зданиями, находящимися
вблизи от центра взрывов, рассчитанными в соответствии с требованиями
норм и правил в отношении прогрессирующего разрушения, был гораздо
меньше по сравнению с другими зданиями, подвергшимися подобному воз¬
действию.
В EN 1991-1-7 даны значения воздействий для установленных аварий¬
ных воздействий (например, некоторых ударов), которые применяются
в стратегии на основе установленных воздействий. Эти значения, обсуж¬
даемые в главе 4 настоящего Руководства, могут быть изменены в Нацио¬
нальном приложении или в отдельном проекте и согласованы с заказчиком
и соответствующими компетентными уполномоченными органами.
Для некоторых сооружений при аварийном воздействии, на которых
нет риска для жизни людей и где экономические, социальные или экологи¬
ческие последствия незначительны (например, сельскохозяйственная по¬
стройка, куда люди обычно не заходят), полное разрушение сооружения,
вызванное чрезвычайными обстоятельствами, может быть допустимым.
Условия, при которых такое разрушение является допустимым, могут быть
согласованы в отдельном проекте с заказчиком и соответствующими ком¬
петентными уполномоченными органами.
274
Глава 3. Расчетные ситуации
3.2. Аварийные расчетные ситуации - стратегии
для установленных аварийных воздействий
Аварийные воздействия, которые необходимо принимать в расчет, согласу- прим. 1 к ст. 3.2(1):
ются с заказчиком и соответствующими компетентными уполномоченны- 1991-1-7
ми органами. Это соответствует примечанию 1 к ст. 2.4(1) EN 1990.
Теоретически большинство сооружений подвержены аварийным воз- ст. 3.2(1): 1991-1-7
действиям, например удар тяжелого транспортного средства, самолета
и т. д. Однако расчет сооружения на каждое воздействие, которое может
произойти, экономически неприемлем, поэтому принятие в расчет аварий¬
ных воздействий в соответствии со ст. 3.2(1): 1991-1-7 зависит от:
• принятых мер для предотвращения или снижения тяжести аварийного
воздействия, как описано ниже в пунктах (а) и (Ь);
• вероятности возникновения данного аварийного воздействия, которая
может быть получена из статистической и исторической информации;
• последствий разрушения, вызванного данным воздействием, в качестве
примера см. ниже табл. 3.1, воспроизводимую по приложению В EN 1990.
Таблица 3.1. Определение классов последствий
Класс
Определение
Примеры зданий и сооружений
ССЗ
Тяжелые последствия: большие
человеческие потери, очень
велики социальные или экологи¬
ческие последствия
Трибуны, общественные здания,
где последствия разрушения ве¬
лики (например, концертный зал)
СС2
Средние последствия: средние
человеческие потери, социальные
или экологические последствия
умеренные
Жилые и офисные здания, обще¬
ственные здания, где последствия
разрушения средние (например,
офисное здание)
СС1
Малые потери человеческих
жизней, социальные или экологи¬
ческие последствия малы
или незначительны
Сельскохозяйственные здания,
куда люди обычно не заходят (на¬
пример, хранилища, теплицы)
Общественное восприятие не приемлет жертв и травм от разрушения
здания (дома, на работе, во время отдыха или другой деятельности и т. п.)
за время его расчетного срока службы, в сравнении с жертвами, вследствие
других угроз и происшествий. Концепция «приемлемого» риска смерти
человека в результате разрушения сооружения поднимает весьма чувстви¬
тельные вопросы, касающиеся общественного восприятия. Жертвы аварий
и несчастных случаев, согласно недавним цифрам5, приведенным в табл. 3.2,
по-видимому, отражают общественное восприятие приемлемости жертв в
случаях различных чрезвычайных происшествий и серьезных опасностей.
Уровень приемлемого риска зависит в основном от последствий ава- прим. 2 к ст. 3.2(1):
рии, общественного восприятия и политических и экономических сооб- 1991-1-7
ражений. Практически появление и последствия аварийных воздействий
могут быть связаны с определенным уровнем риска, как определено в при¬
ложении В EN 1990 и объяснено в Руководстве по EN 1990 издательства
Томас Телфорд. Если этот уровень риска не может быть приемлемым, не¬
обходимы дополнительные мероприятия. Нулевой уровень риска, однако,
275
Часть 7. EN 1991-1-7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
не достижим на практике, и в большинстве случаев необходимо принять
определенный уровень риска. Этот уровень может быть определен с помо¬
щью различных факторов, таких как потенциальное число происшествий,
экономические последствия и стоимость мероприятий по обеспечению
безопасности и т. д.
Примечание 3 к ст. 3.2(1): 1991-1-7 комментариев не требует.
Для большинства ситуаций локальное разрушение от аварийного воз¬
действия является приемлемым и практически неизбежным, при условии
что локальное разрушение не угрожает стабильности всей конструкции и
общая несущая способность сооружения сохранится и позволит проводить
необходимые спасательные и аварийно-восстановительные работы.
Таблица 3.2. «Приемлемые» риски смерти от различных
опасностей и несчастных случаев
Риск
Риск
Опасность
(х10-6/год)*
Опасность
(х10_6/год)*
Опасности зданий
Хозяйственная деятель-
Разрушение в здании
0,14
ность (Британия)
(Британия)
Химическая и род-
85
Пожар в здании
4
ственная с ней
(Австралия)
промышленность
Судостроение
105
Сельское хозяйство
110
Строительство
150
Железные дороги
180
Добыча угля
210
Разработка ископаемых
карьерным способом
295
Горное дело (кроме
угледобычи)
750
Морская добыча нефти
и газа(1967-1976)
1650
Добыча рыбы в открытом
море(1959-1978)
2800
Природные опасности
(США)
Спорт (США)
Ураганы (1901-1972)
0.4
Спелеология(1970-1978)
45
Торнадо (1953-1971)
0.4
Планеризм (1970-1978)
400
Удар молнии (1969)
0.5
Плавание с аквалангом
420
Землетрясения
2
(1970-1978)
(Калифорния)
Дельтапланеризм
1500
(1977-1979)
Парашютный спорт (1978)
1900
Несчастные случаи
Все причины
(США, 1969)
(Британия, 1977)
12 000
Отравления
20
Все население
Утопления
30
Женщины, достигшие
600
Пожары и ожоги
40
30 лет
Падения
90
Мужчины, достигшие
1000
Несчастные случаи
300
30 лет
на железной дороге
Женщины, достигшие
60 лет
10 000
Мужчины, достигшие
60 лет
20 000
* Риск выражен как вероятность, для типичного случая, умереть в течение календарного года.
276
Глава 3. Расчетные ситуации
Такие меры безопасности для зданий могут включать немедленную эва- прим. 1 к ст. 3.2(2):
куацию из здания после возникновения аварийного воздействия. 1991-1-7
Примечание 2 к ст. 3.2(2): 1991-1-7 комментариев не требует, поскольку прим. 2 к ст. 3.2(2):
описано в Руководстве по мостам. 1991-1-7
В рамках стратегии, основанной на установленных аварийных воздей- ст. 3.2(3): 1991-1-7
ствиях, должны приниматься меры по снижению риска аварийных воздей¬
ствий. В соответствии с EN 1991-1-7 эти меры могут включать следующие:
(a) предупреждение воздействия, например в случае здания над дорогой
обеспечением достаточных зазоров между транспортными полосами и
зданием. Или снижение значения воздействия до приемлемого уров¬
ня в процессе проектирования, например в случае зданий, введение
в конструкцию легко сбрасываемых или разрушаемых элементов для
снижения воздействия взрывов;
(b) защита сооружения от эффектов аварийного воздействия снижением
эффектов воздействия на конструкцию, например предусмотрев за¬
щитные тумбы, ограничительные барьеры или постоянную защиту
в форме тяжелых элементов, вкопанных в грунт;
(c) обеспечение достаточной живучести конструкции с помощью одного
или нескольких следующих подходов:
• проектированием определенных элементов конструкции, от кото¬
рых зависит устойчивость, как ключевых элементов (см. разделы
А.4-А.8 настоящей части Руководства) для увеличения вероятно¬
сти того, что конструкция переживет чрезвычайное событие;
• проектированием элементов конструкции и выбором материалов,
которые имеют достаточную пластичность и вязкость, чтобы быть
способными поглотить значительную энергию деформации без
разрушения;
• введением повышенного резервирования конструкции, чтобы обе¬
спечить передачу нагрузок и воздействий альтернативными путями.
Не всегда может быть возможным защитить сооружение снижением
эффектов аварийного воздействия или предупреждением появления воз¬
действия. Это происходит потому, что воздействие зависит от факторов,
которые за расчетный срок службы здания могут не быть частью расчетных
допущений. Предупредительные меры могут включать в себя периодиче¬
скую инспекцию и обслуживание сооружения в течение его расчетного
срока службы.
Примечание 2 к ст. 3.2(3): 1991-1-7 комментариев не требует. прим. 1 к ст. 3.2(3):
Философия расчета делает необходимым, чтобы аварийные воздей- 1991-1-7
ствия рассматривались особым образом, с учетом частных коэффициентов
надежности для воздействий и сочетаний нагрузок. Частные коэффициен¬
ты по нагрузкам, которые следует применять, определены в EN 1990 рав¬
ными 1,0 для всех воздействий (постоянных, переменных и аварийных).
Таким образом, согласно 6.4.3.3 EN 1990, аварийные воздействия долж- ст. 3.2(4)Р:
ны быть приложены одновременно в сочетании с постоянными и другими 1991-1-7
переменными воздействиями с использованием следующего выражения:
£у»уС1/'+"у^"+"уй,й,,"+"2улй.
I W
Значения для для временных воздействий могут быть получены из прим, к ст. 3.2(4)Р:
приложения A EN 1990 или из соответствующего Национального прило- 1991-1-7
жения.
277
Часть 7. EN 1991-1-7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
ст. 3.2(5)Р: 1991-1-7 В EN 1991-1-7 требуется учет безопасности сооружения непосредствен¬
но после возникновения аварийного воздействия,
прим, к ст. 3.2(5)Р: Приведенное выше выражение применяется со следующим уточнением:
1991-1-7 -«Сочетания для аварийных расчетных ситуаций либо включают указанное
аварийное воздействие Ad (например, удар), либо относятся к ситуации по¬
сле аварийного события при Ad = О».
После аварийного события сооружение обычно не имеет требуемой
прочности в постоянной и временной расчетной ситуациях и должно быть
усилено для возможной последующей эксплуатации. На временных эта¬
пах есть смысл снизить требования, например разрешить для ветровой и
волновой нагрузок использовать более короткие периоды повторяемости
в расчетах после аварийного события.
3.3. Аварийные расчетные ситуации - стратегии
для ограничения размера локального разрушения
Расчет для неустановленной аварийной нагрузки приведен в приложении
A of EN 1991-1-7.
Правила расчета для обеспечения живучести с помощью ограничения
размера локального разрушения были разработаны и стали строительными
правилами и нормами в начале 1970-х годов после частичного обрушения
Ронан Пойнт (см. рис. 1.1), многоквартирного жилого дома в восточном
Лондоне, вызванного взрывом газа.
Кроме того, предписывающие правила для расчетов были введены
в британские Строительные нормы и правила (UK Codes of Practice). Пра¬
вила немного изменились за прошедшие годы. Они направлены на обе¬
спечение уровня живучести здания, предохраняя таким образом здание от
прогрессирующего разрушения, следующего за локальным разрушением,
вызванным аварийным событием. За прошедшие три десятилетия правила
успешно действовали.
Их эффективность была драматически продемонстрирована во время
бомбовых атак, произошедших в лондонском Сити в 1992 и 1993 годах.
Хотя эти правила не были предназначены для защиты зданий от враждеб¬
ных атак, ущерб, понесенный от взрывов зданиями вблизи от центра взры¬
вов, рассчитанными в соответствии с требованиями норм и правил в отно¬
шении прогрессирующего разрушения, был гораздо меньше, по сравнению
с другими зданиями, подвергшимися подобному воздействию (например,
Махра Билдинг в Оклахоме).
ст. 3.3( 1 )Р: 1991-1-7 В расчете потенциальное разрушение конструкции от неустановленной
ст. 3.3(2): 1991-1-7 причины должно быть смягчено с помощью применения следующих под¬
ходов:
ст.3.3(2)а: 1991-1-7 (а)
прим. 1 к ст. 3.3(2)а:
1991-1-7
UK NA 2.4:1991-1-7
UK NA 2.5:1991-1-7
проектирование ключевых элементов, которые определены в ст. 1.5(10):
1991-1-7 как конструктивные элементы, от которых зависит устойчи¬
вость остальной конструкции (после аварийного воздействия, вызвав¬
шего локальное разрушение). Ключевой элемент должен выдерживать
эффекты модели аварийного воздействия Ad.
Определение модели и расчетного значения Ad разрешено осущест¬
влять в Национальном приложении. Для зданий в EN 1991-1-7 реко¬
мендуется модель равномерно распределенной нагрузки, приклады-
278
Глава 3. Расчетные ситуации
ваемой к ключевому элементу и любому соединенному с ним компо¬
ненту (например, облицовке) в любом направлении. Рекомендуемое
значение равномерно распределенной нагрузки, данное в EN 1991-1-7,
составляет 34 кН/м2 для конструкций зданий. Национальное прило¬
жение Соединенного Королевства задает применение рекомендуемой
модели и 34 кН/м2 для равномерно распределенной нагрузки (UKNA
2.4:1991-1-7) (UKNA 2.5:1991-1-7);
(Ь) проектирование конструкции таким образом, чтобы в случае локаль- ст. 3.3(2)Ь: 1991-1-7
ного разрушения (например, разрушения одного элемента) устойчи¬
вость остальной конструкции или ее значительной части не подверга¬
лась опасности.
Выбор приемлемого размера «локального разрушения» разрешено прим. 2
указывать в Национальном приложении. Ориентировочный уровень кет. 3.3(2)Ь:
для конструкций зданий - 100 м2 или 15% площади перекрытия, мень- 1991-1-7
шее из этих двух значений на двух соседних этажах, вызванное удале¬
нием любой несущей колонны, простенка или стены. См. рис. 3.3.
Хотя британское Национальное приложение указывает 100 м2 или UK NA 2.5:1991-1-7
15% (UKNA 2.5:1991-1-7), следует отметить, что официальное руко¬
водство в Строительных правилах и пормах Соединенного Королев¬
ства на сегодняшний день (2009 г.) рекомендует 70 м2.
Указанные пределы должны обеспечить достаточную устойчивость
конструкции независимо от того, принято ли в расчет установленное
аварийное воздействие;
Рис. 3.3. Рекомендуемый предел допустимых повреждений
(с) проектирование конструкции с применением директивных правил для ст. 3.3(2)с:
конструкции и ее элементов, обеспечивающих приемлемую живучесть 1991 -1 -7
конструкции (например, трехмерное связывание для дополнительной
целостности конструкции или минимальный уровень пластичности и
вязкости конструктивных элементов, могущих подвергнуться удару)
(ст.3.3(2)с: 1991-1-7).
В Национальном приложении может устанавливаться, какой из под- прим. 3 к ст. 3.3(2)Ь:
ходов, описанных в разделе 3.3, должен применяться для различных со- 1991-1-7
279
Часть 7. EN 1991 -1 -7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
Пример 3.1
Рассматривая ст. 3.3(2)а, b и с: 1991-1-7, конструкция может содержать
эффективные горизонтальные и вертикальные связи в соответствии со
строительными правилами и нормами BSI.
Если это условие не может быть выполнено, рекомендуется, чтобы
конструкция образовала мост над ограниченной зоной разрушения, вы¬
званной условным удалением элемента.
Если это невозможно, данный элемент должен быть рассчитан как
защищенный (или ключевой) элемент, способный выдержать допол¬
нительные нагрузки, вызванные давлением 34 кН/м2, как описано
вст .33(2)а: 1991-1-7.
оружений. Примеры для зданий обсуждаются в главе 6 настоящей части
Руководства.
Рисунок 3.4 показывает пример разрушения, вызванного аварийным
воздействием от рухнувшего крана. Это воздействие, естественно, не было
бы установленным во время проектирования разрушенных более старых
зданий.
Рис. 3.4. Пример неустановленного аварийного воздействия
280
Глава 3. Расчетные ситуации
ЗА Аварийные расчетные ситуации -
применение классов последствий
Выбор стратегий и надлежащих мер для расчета аварийной расчетной си¬
туации может быть основан на рассмотрении классов последствий, уста¬
новленных в приложении В EN 1990:
• CCl малые последствия разрушения;
• СС2 средние последствия разрушения;
• ССЗ большие последствия разрушения.
См. также раздел 3.2 настоящей части Руководства.
Меры, выбранные в расчетах, могут бьггь различными для разных частей
сооружения, которые могут относиться к разным классам по последствиям
разрушения. Примером может быть отдельное малоэтажное крыло здания,
несущее менее критическую функцию, чем остальное здание.
Могут применяться предупредительные и/или защитные меры, пред¬
назначенные для исключения или уменьшения вероятности повреждения
конструкции. При расчете это может быть учтено присвоением конструк¬
ции более низкого класса последствий или, что правильнее, снижением
усилий, действующих на конструкцию.
Национальное приложение может содержать категоризацию сооруже¬
ний в соответствии с указанной классификацией последствий. Рекоменду¬
емая классификация для зданий дана в главе 6.
Аварийные расчетные ситуации для различных классов последствий
могут рассматриваться при расчете следующим образом:
• для сооружений класса CCl (например, теплицы, одиночные жилища):
особых мер не требуется при расчете аварийных воздействий. Приме¬
нимые к CCl правила стабильности и живучести конструкций, данные
в EN 1990-EN1999, должны выполняться (см. главу 6 настоящей части
Руководства);
• для сооружений класса СС2 (например, офисы): в зависимости от кон¬
кретных обстоятельств применяются модели упрощенного анализа ста¬
тического эквивалентного воздействия или директивные правила для
конструкции (см. главу 6 настоящей части Руководства);
• для сооружений класса ССЗ (например, главные трибуны, концертные
залы) необходимо проводить исследование определенного случая, что¬
бы определить уровень надежности и требуемую глубину конструктив¬
ных расчетов. Это может потребовать проведения анализа риска и при¬
менения таких методов, как динамический анализ, нелинейные модели
и взаимодействие нагрузки и сооружения (см. главу 6 настоящей части
Руководства).
Примеры классов CCI, СС2 и ССЗ даны выше. Однако в Национальном
приложении может даваться ссылка на непротиворечащую дополнитель¬
ную информацию, подходы к расчету для различных классов последствий.
ст. 3.4(1):1991-1-7
прим. 1 кст. 3.4(1):
1991-1-7
прим. 2 к ст. 3.4(1):
1991-1-7
прим. 3 кст. 3.4(1):
1991-1-7
прим. 4 кст. 3.4(1):
1991-1-7
СТ. 3.4(2):1991-1-7
прим, к ст. 3.4(2):
1991-1-7
281
Глава 4
Удар
Эта глава посвящена правилам, относящимся к аварийным воздействиям,
вызванным ударом в EN1991-1-7: Еврокод 1 - Воздействия на сооружения:
Часть 1.7: Основные воздействия - Аварийные воздействияМатериал,
описанный в этой главе, соответствует следующим статьям:
Область применения Статья 4.1:1991-1-7
Представление воздействий Статья 4.2:1991-1-7
Аварийные воздействия, вызванные Статья 4.3:1991-1-7
автотранспортом
Аварийные воздействия, вызванные Статья 4.4:1991-1-7
автопогрузчиками
Аварийные воздействия, вызванные Статья 4.5:1991-1-7
железнодорожной аварией около или под зданием
Аварийные воздействия, вызванные водным Статья 4.6:1991-1-7
транспортом
Аварийные воздействия, вызванные Статья 4.7:1991-1-7
вертолетами
4.1. Область применения
Данный раздел EN 1991-1-1 посвящен аварийным воздействиям, вызван- ст. 4.1(1): 1991-1-7
ным следующими событиями:
• удар автомобиля. EN 1991-1-6 исключает указания по столкновениям прим. 1
с легкими сооружениями и дает следующие примеры таких сооруже- кет. 4.1(1):
ний: пешеходные мосты, фонарные столбы. См. раздел 4.3 настоящей 1991-1-7
части Руководства;
• удар автопогрузчика, описываемый в разделе 4.4 настоящей части Ру¬
ководства;
• удар поезда, за исключением легких сооружений, описан в разделе 4.5
настоящей части Руководства;
• удар корабля;
Часть 7. EN 1991-1-7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
прим. 2 к ст. 4.1(1):
1991-1-7
прим. 3 к ст. 4.1(1):
1991-1-7
ст. 4.1 (2)Р:
1991-1-7
ст. 4.1(4)Р: 1991-1-7
ст. 4.1(3): 1991-1-7
ст. 4.2(1): 1991-1-7
ст. 1.5.5:1991-1-7
прим. 1 к ст. 4.2(1):
1991-1-7
ст. 1.5.5:1991-1-7
прим. 2кст. 4.2(1):
1991-1-7
• жесткая посадка вертолета на покрытие здания, описана в разделе 4.7
настоящей части Руководства.
Рекомендации в этом Руководстве ограничены аварийными воздей¬
ствиями, относящимися к зданиям. Столкновения с мостами и соответ¬
ствующие аварийные воздействия рассмотрены в руководстве по мостам
(Thomas Telford Designers’ Guide relating to Actions on Bridges) (Руковод¬
ство для проектировщиков к воздействиям на мосты).
Примечания 2 и 3 к ст. 4.1 комментариев не требуют.
Применительно к зданиям воздействия удара необходимо принимать во
внимание для следующих объектов:
• здания, используемые для парковки автомобилей, информация по уда¬
ру при малых силах столкновения (личные автомобили или легкие
микроавтобусы) дана в EN 1991-1-1 приложение В и описана в части 1,
главе 8 настоящего Руководства;
• здания, в которые заезжают автомобили или автопогрузчики (см. раз¬
дел 4.4);
• здания, расположенные вблизи автомобильной дороги или железнодо¬
рожных путей (см. разделы 4.3 и 4.5);
• здания, на покрытии которых находится площадка для посадки верто¬
летов (см. раздел 4.7).
Статья 4.1(3) предназначена для мостов, однако частично ее указания
применимы к зданиям.
В частности, воздействия от удара должны рассматривать любые меры,
принятые для смягчения воздействия, типа транспорта (например, грузо¬
вик у супермаркета) и последствия удара.
4.2. Представление воздействий
В принципе, механические эффекты удара должны определяться с помо¬
щью анализа динамики, с учетом эффектов времени и реального поведе¬
ния материалов. Но в распространенных случаях воздействия удара пред¬
ставляют в виде эквивалентной статической силы, то есть альтернативное
представление динамической силы служит для описания динамического
отклика конструкции без применения сложных расчетов.
Сила столкновения - динамическая сила, то есть сила с соответству¬
ющей площадью контакта в точке удара, которая меняется во времени и
может вызвать значительные динамические эффекты в конструкции. Она
зависит от взаимодействия между ударяющим объектом и конструкцией
сооружения.
Схематический рисунок 4.1 (воспроизводится по рис. 1.1 из EN 1991-
1-7) показывает упрощенное представление динамической силы, отклик
конструкции и эквивалентную статическую силу.
Ударная нагрузка - результат столкновения двух объектов. Основные
временные для анализа удара - скорость ударяющего объекта и распре¬
деление массы, характер деформаций и характеристики демпфирования
объекта и строительной конструкции. В случае зданий наиболее распро¬
страненным объектом являются автомобили и исключительно поезда, вер¬
толеты и самолеты, двигающиеся своим курсом. Однако от человеческих
ошибок или механических поломок курс может измениться, и угол стол-
284
Глава 4. Удар
а - эквивалентная статическая сила
b - динамическая сила
с - отклик конструкции
Рис. 4.1. Определения, относящиеся к воздействиям удара
(EN 1991-1-7, рис. 1.1)
кновения будет релевантным. После начального удара курс ударившего
объекта изменится и будет зависеть от его свойств и движения.
К примечанию 3 к ст. 4.2(1) комментариев не требуется.
В качестве упрощения может быть принято, что ударяющее тело по¬
глощает всю энергию. Как правило, такое допущение дает консервативные
результаты.
К примечанию 3 к ст. 4.2(3) комментариев не требуется.
В разделе 4.2 и приложении C EN 1991-1-7 определяются концепции
жесткого и мягкого соударения.
Мягкое соударение соответствует эффектам столкновения в случае
конструкций, спроектированных для поглощения энергии удара посред¬
ством упруго-пластических деформаций элементов. Эквивалентные ста¬
тические нагрузки для настоящего случая могут быть определены с учетом
как пластической прочности, так и деформационной способности таких
элементов.
Приложение C EN 1991-1-7 дает детальные процедуры рассмотрения
мягких соударений (приложение С: 1991-1-7).
Жесткое соударение соответствует эффектам столкновения в случае
конструкций, для которых энергия рассеивается главным образом уда¬
ряющим телом. Силы удара, данные в разделе 4 EN 1991-1-7, учитывают
феномен жесткого соударения, и, таким образом, динамические или экви¬
валентные статические силы могут быть определены из указаний, данных
в остальной части этой главы.
В реальности эффекты соударения являются промежуточными между
жестким и мягким соударением, как это показано на примере рис. 8.1 в час¬
ти 1 настоящего Руководства. Однако для простоты ударная нагрузка опре¬
деляется, исходя из допущения «жесткой конструкции», то есть с примене¬
нием модели «жесткого соударения». Сила удара может быть представлена
эквивалентной статической силой. Эта упрощенная модель может быть ис¬
пользована для проверки статического равновесия, проверок прочности и
для определения деформаций в конструкции, подвергшейся удару.
Приложение C EN 1991-1-7 дает информацию по расчетным значениям
масс и скоростей сталкивающихся объектов как основу для анализа дина¬
мики.
прим.Зкст. 4.2(1):
1991-1-7
ст. 4.2(2):1991-1-7
прим, к ст. 4.2(2):
1991-1-7
ст. 4.2(3):1991-1-7
ст. 4.2(4): 1991-1-7
прил. С: 1991-1-7
ст. 4.2(5): 1991-1-7
ст. 4.2(3): 1991-1-7
прил. С: 1991-1-7
285
Часть 7. EN 1991 -1 -7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
ст. 4.3.1(1):
1991-1-7
4.3. Аварийные воздействия,
вызванные автотранспортом
4.3.1. Столкновение с опорами и стенами зданий
Расчетные значения для воздействий при столкновении с опорами и сте¬
нами зданий (см. рис. 4.2), расположенных вблизи дорог, требуют рассмо¬
трения.
Рис. 4.2. Столкновение со зданием
Для жесткого соударения (см. 4.2 настоящего Руководства) с транспорт¬
ным средством ориентировочные эквивалентные расчетные статические
силы даны в EN 1991-1-7 и воспроизведены ниже в табл. 4.1.
Таблица 4.1. Ориентировочные эквивалентные расчетные
статические силы для столкновений транспортных средств
с несущими элементами зданий над дорогой или вблизи дорог
Категория
Сила Fdx*
(кН) СилаР^* (кН)
Автомагистрали и загородные национальные
1000
500
и главные дороги
Дороги местного значения в сельской местности
750
375
Дороги в городской местности
500
250
Внутренние дворы и гаражи для парковки
с доступом для:
- легковых автомобилей
50
25
- грузовиков**
150
75
286
* X - направление движения транспортного средства, у - направление, перпендикулярное
направлению движения транспортного средства.
** Термин «грузовики» относится к транспортным средствам с общим весом более 3,5 т.
Глава 4. Удар
Национальное приложение может подтвердить применение таблицы
или дать альтернативные значения, которые используются при расчете по¬
следствий удара, ожидаемый размер и тип дорожного движения и меры по
снижению воздействия удара.
Сила, приведенная в табл. 4.1, может быть дана в Национальном при¬
ложении как функция расстояния s между серединой полосы движения и
конструктивным элементом здания.
Согласно британскому Национальному приложению, для зданий, когда
расстояние S больше 10 м, эквивалентная статическая расчетная сила стол¬
кновения транспортного средства требует отдельного рассмотрения.
Национальное приложение может определять типы элементов конст¬
рукции, которые могут не требовать рассмотрения на столкновение с транс¬
портным средством. Если для определения таких элементов необходим
анализ рисков, в приложении В EN1991-1-7 дается руководство по анализу
рисков.
В британском Национальном приложении также утверждается, что нет
необходимости рассматривать столкновение с транспортным средством
зданий классов CCl и СС2 (см. табл. 3.1 и Al), указанных в приложении А
EN 1991-1-7. Однако по требованию заказчика или соответствующих
компетентных уполномоченных служб для отдельных зданий (например,
большой супермаркет или заметное офисное здание) проверка на удар
транспортного средства проводится, используется табл. 4.1 EN 1991-1-7.
В соответствии с британским Национальным приложением для зда¬
ний эквивалентная статическая расчетная сила удара транспортного сред¬
ства, данная в табл. NAl Национального приложения к EN 1991-1-7: 2006,
должна использоваться для класса ССЗ (см. табл. 3.1 и Al) в отсутствие
мер, уменьшающих воздействие. Значения таблицы NAl примерно на 50%
больше данных в табл. 4.1 EN 1991-1-7 и настоящего Руководства.
Примечания 4 и 5 к ст. 4.3(1) комментариев не требуют, поскольку каса¬
ются автомобильных и железнодорожных мостов и рассматриваются в ру¬
ководстве по мостам.
Правила приложения сил Fdx и FrfyMOryr быть определены в Националь¬
ном приложении или для отдельного проекта. В общем случае рекоменду¬
ется, чтобы Fdx не действовала одновременно с Fdy.
Национальное приложение может определять условия столкновения
с транспортными средствами. Рекомендуемые в EN 1991-1-7 следующие
(см. рис. 4.3):
• для столкновения с грузовиком сила F прикладывается на любой высо¬
те А между 0,5 м и 1,5 м над уровнем проезжей части. Рекомендованная
площадь приложения: 0,5 м (высота) и 1,5 м (ширина) или ширина эле¬
мента конструкции, если она меньше;
• для столкновения с легковым автомобилем сила F прикладывается на
высоте 0,5 м над проезжей частью. Рекомендованная площадь приложе¬
ния: 0,25 м (высота) и 1,5 м (ширина) или ширина элемента конструк¬
ции, если она меньше.
4.3.2. Столкновение с надземной частью здания
Расчетные значения воздействий от ударов грузовиков и/или нагрузки на
элементы надземной части (например, нижняя сторона и боковая сторона
прим. 1
к ст. 4.3.1(1):
1991-1-7
прим. 2
к ст. 4.3.1(1):
1991-1-7
ст. NA 12:
UK NA 1991-1-7
прим.З
кст. 4.3.1(1):
1991-1-7
ст. NA 13:
UK NA 1991-1-7
ст. NA 2-11-1:
UKNA1991-1-7
прим. 4
кст. 4.3.1(1):
1991-1-7
прим. 5
кст. 4.3.1(1):
1991-1-7
ст. 4.3.1(2):
1991-1-7
ст. 4.3.1(3):
1991-1-7
ст. 4.3.2(1):
1991-1-7
287
Часть 7. EN 1991-1-7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
прим. 1
кст. 4.3.1(2):
1991-1-7
а - высота рекомендуемой площади приложения силы.
Диапазон от 0,25 м (легковые автомобили)
до 0,50 м (грузовики)
h - положение результирующей силы столкновения F,
то есть высота нал уровнем проезжей части.
Диапазон от 0.50 м (легковые автомобили)
до 1,50 м (грузовики)
к - центр полосы движения
/1
Рис. 4.3. Силы столкновения для опор и стен зданий
здания над проезжей частью) должны приниматься в расчет, если не пред¬
усмотрено необходимое пространство или достаточные защитные меры
для избежания столкновения. См. рис. 4.4.
Рис. 4.4. Зазор для проезжей части под зданием
Расчетные значения воздействий при ударе транспортного средства,
а также значения необходимого пространства над проезжей частью могут
быть определены в Национальном приложении. Ориентировочные стати¬
ческие эквивалентные расчетные силы даны в табл. 4.2. Рекомендованное
значение пространства без учета будущей перекладки покрытия дороги
для избежания столкновения, данное в EN 1991-1-7, составляет A0 “ 5,0 м.
Не требуется расчета на удары, если вертикальный зазор больше верхнего
предела, равного A0 + А, значение b определяется на национальном уровне.
Рекомендованное значение Ь - 1м. См. рис. 4.5.
288
Таблица 4.2. Ориентировочные эквивалентные статические
расчетные силы столкновения с наземными частями здания
Глава 4. Удар
Категория
Эквивалентная
расчетная сила
Fdllt кН
Автомагистрали и загородные национальные и главные
дороги
Дороги местного значения в сельской местности
Дороги в городской местности
Внутренние дворы и гаражи для парковки
500
375
250
75
г,
Ь
f
t
t
1.0
о
h-h.
/1 = /1. h
/) - физический зазор между поверхностью дороги и нижней поверхностью настила моста
/)0 - минимальный зазор между поверхностью дороги и нижней поверхностью настила моста,
ниже которого необходимо производить расчет на столкновение в наземной частью.
Рекомендованная в EN 1991-1-6 значение составляет 5.0 м
/г, - зазор между поверхностью дороги и нижней поверхностью настила моста; для значения /т, и выше,
сила удара Fhb рассматривается. Рекомендуемое значение fi, составляет 6.0 м (+допуск на будущее
обновление похрьггия дороги, вертикальный вогнутый профиль и прогиб моста)
Ь - разница между высотой /г, и Zi0. то есть b = h,-ha. Рекомендуемое значение PsEN 1991-1-6 составляет
1,0 м. Коэффициент уменьшения для F действует при значениях Ь от 0 до 1 м, то есть между /т0 и /т,
Рис. 4.5. Рекомендуемые значения коэффициента rF для сил
вертикального столкновения с горизонтальным элементом конструкции
над проезжей частью в зависимости от высоты h
Выбор значений может учитывать последствия столкновения, ожидае¬
мую интенсивность движения и предпринятые предупредительные и за¬
щитные меры.
Для A0 £ h < A1 - A0 + Ь (см. рис. 4.5) значение силы удара, данное
в табл. 4.2, может быть линейно уменьшено. Рисунок 4.5, воспроизводимый
по рис. 4.2. EN 1991-1-7, показывает условия рекомендуемого коэффици¬
ента Г/г для Fjx при высотах зазора между A0 и A1.
Рисунок 4.6 дает представление силы удара на основе рекомендуемых
в Еврокоде значений.
В Национальном приложении Соединенного Королевства рекоменду¬
ется A0 = А - 5,7 м.
В EN 1991-1-7 рекомендуется, что учитывать следует нагрузки Fdx на
нижние поверхности элемента конструкции, данные в табл. 4.2, действую¬
щие в уклоном вверх, рекомендуемое значение уклона - 10°, как показано
на рис. 4.7. Это правило отражает риск подъема крана под элементом кон¬
струкции. См. рис. 4.3.
Примечание 5 к ст. 4.3.2(1): 1991-1-7 комментариев не требует.
прим. 2
к ст. 4.3.1 (2):
1991-1-7
прим. 3
кст. 4.3.1(2):
1991-1-7
ст. NA 2-17:
UK NA 1991-1-7
прим.4
кст. 4.3.2(1):
1991-1-7
289
Часть 7. EN 1991 -1 -7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
ст. 4.3.2(2):
1991-1-7
прим.
кст. 4.3.2(2):
1991-1-7
ст. NA 2-16:
UKNA1991-1-7
ст. 4.3.2(3):
1991-1-7
прим, к ст. 4.3.2(3):
1991-1-7
ст. 4.4(1): 1991-1-7
Рис. 4.6. Рекомендуемые EN1991-1-7 значения Fax для зазора между
нижним элементом сооружения и поверхностью дороги
h
h
X
X- направление движения
h - высота софита или элементов конструкции
Рис. 4.7. Сила удара в элементы надземной части
В EN 1991-1-7 определяется только сила удара в направлении движения
Fdx. В EN 1991-1-7 рекомендуется, чтобы при необходимости силы, перпен¬
дикулярные направлению движения, - Fdy - также принимались в расчет.
В этих случаях в EN 1991-1-7 рекомендуется, чтобы силы Fdy не действова¬
ли одновременно с Fdr
В британском Национальном приложении рекомендуется, что Fdy может
быть принята равной 50% от Fdr
Площадь приложения сил удара к элементу надземной части сооруже¬
ния в EN 1991-1-7 рекомендуется принимать прямоугольной; квадратом со
стороной 25 см.
4.4. Аварийные воздействия, вызванные
автопогрузчиками
В EN 1991-1-7 указывается, что необходимо определять расчетные зна¬
чения аварийных воздействий, вызванных столкновением с автопогруз¬
чиком. Расчетное значение может быть определено путем динамического
анализа, с учетом динамического поведения автопогрузчика и сооружения.
Отклик конструкции сооружения может допускать нелинейную деформа¬
цию. В качестве альтернативы динамическому анализу можно применять
эквивалентную статическую расчетную силу F, как описано ниже.
Для расчета зданий в EN 1991-1-7 рекомендуется принимать эквива¬
лентную статическую расчетную силу F:
290
Глава 4. Удар
F-5W,
где W- сумма веса погрузчика и его грузоподъемности (задается в части 3,
главе 6 настоящего Руководства), приложенная на высоте 0,75 м над уров¬
нем пола, хотя в некоторых случаях более подходящи другие значения.
В Национальном приложении могут быть заданы альтернативные зна¬
чения эквивалентной статической расчетной силы F.
Рекомендуется определять силу F в соответствии с расширенным рас¬
четом удара для мягкого соударения в соответствии с С.2.2. Альтернативой
является рекомендация принимать травной 5W, где W - сумма веса по¬
грузчика и его грузоподъемности (см. EN 1991-1-1, табл. 6.5), приложенная
на высоте 0,75 м над уровнем пола, хотя в некоторых случаях более под¬
ходящи другие значения.
В британском Национальном приложении рекомендуется метод EN
1991-1-7.
4.5. Аварийные воздействия,
вызванные железнодорожным транспортом
под сооружением или вблизи него
При необходимости должны приниматься в расчет аварийные воздействия,
вызванные железнодорожным транспортом.
Национальное приложение может давать типы железнодорожного дви¬
жения, к которым применяются правила этой статьи.
Типы железнодорожного транспорта для расчета сооружений в британ¬
ском Национальном приложении те же, что описаны в UIC 777-2R6.
4.5.1. Сооружения, построенные над или по соседству
с действующими железнодорожными линиями
4.5.1.1. Общие положения
В EN 1991-1-7 даются указания по определению расчетных значений для
воздействий от удара по несущим элементам (например, опоры и стены),
вызванного сходом с рельс поезда, проходящего под сооружением или
вблизи него.
При проектировании сооружений, построенных над путями, предусмо¬
трительным будет разработка инфраструктуры дороги, в частности схемы
расположения путей и необходимых проемов в здании.
Стратегия расчета должна учитывать другие необходимые меры (как
предупредительные, так и защитные) для снижения, насколько это практи¬
чески возможно, эффектов удара поезда, сошедшего с рельсов, об элементы
конструкции, расположенные над или рядом с путями.
Примеры предупредительных и защитных мер даны ниже:
• увеличение бокового расстояния между элементами конструкции и се¬
рединой путей;
• увеличение продольного состояния между элементами конструкции и
стрелками и пересечениями на подходе к сооружению;
• для сооружения над путями предусматривание стойкой надстройки
(superstructure), имеющей сплошной характер, так чтобы надстройка
прим. кст. 4.4(1):
1991-1-7
ст. NA 2-21:
UK NA 1991-1-7
ст. 4.5(1): 1991-1-7
прим. кст. 4.4(1):
1991-1-7
ст. NA 2-22:
UK NA 1991-1-7
291
Часть 7. EN 1991-1-7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
ст. 4.5.1.1(1):
1991-1-7
прим. 1 и 2
к ст. 4.5.1.1(1):
1991-1-7
ст. 4.5.1.2(1):
1991-1-7
прим. 1
к ст. 4.5.1.2(1):
1991-1-7
прим.2
к ст. 4.5.1.2(1):
1991-1-7
1991-1-7, табл. 4.3
прим. 3
к ст. 4.5.1.2(1):
1991-1-7
ст. UK NA 2.23
и 2.24: UKNA
1991-1-7
ст. 4.5.1.3(1):
1991-1-7
не была непропорционально разрушена при разрушении одной из опор
при столкновении:
• избегание расположения опор на линии, пересекаемой линией, продол¬
жающей направление от переключения стрелки. Если это не реализуе¬
мо на практике, предусматривание низких стенок и учет их влияния на
соседнюю инфраструктуру;
• для сооружений, соседствующих с путями, замена колонн сплошными
стенами или аналогичными опорными элементами;
• предусмотрение отклоняющих сооружений или сооружений, поглоща¬
ющих удар.
Примечания 1 и 2 к ст. 4.5.1.1(1): 1990 комментариев не требуют.
Сооружения, могущие подвергнуться удару сошедшего с рельс поезда,
классифицируются в следующем разделе Руководства.
4.5.1.2. Классификация сооружений
Еврокод различает два класса постоянных сооружений, могущих подвер¬
гнуться удару сошедшего с рельс поезда (правила, касающиеся временных
сооружений, могут даваться на национальном уровне). Эти классы опреде¬
лены в табл. 4.3, созданной на основе табл. 4.3 Еврокода.
Сооружения, которые надо включать в класс А или класс В, могут быть
определены в Национальном приложении или в отдельном проекте.
В Национальном приложении может даваться ссылка на классифика¬
цию временных сооружений, используемых для населения, а также вспо¬
могательных строительных сооружений как непротиворечащую дополни¬
тельную информацию.
Таблица 4.3. Классы сооружений, подверженных опасности
удара сошедшего с рельс поезда (по EN 1991 -1-7, табл. 4.3)
Класс А Сооружения, пролет которых расположен над действующими путями
или стоящие вблизи путей, либо постоянно заполненные людьми,
либо служащие местом их временного скопления (такие как залы
ожидания) или состоящие из более чем одного этажа (такие как
автопарки или торговые здания)
Класс В Массивные сооружения, пролет которых расположен над действую¬
щими путями, как автомобильные мосты или одноэтажные здания,
не являющиеся местом постоянного нахождения или временного
скопления людей
Более полная информация и основы системы классификации табл. 4.3
даны в соответствующих документах Международного союза железных до¬
рог (UIC).
В британском Национальном приложении даются в общих чертах выше¬
приведенные рекомендации (то есть решать в отдельном проекте) в ст. NA
2-23: EN 1991-1-7 и NA 2-24: EN 1991-1-7.
4.5.1.3. Аварийные расчетные ситуации в зависимости
от класса сооружения
Рассмотрение ситуаций, вызванных сходом с рельс поезда вблизи или под
сооружением, классифицированным как класс А или В, должно проводить¬
ся с помощью аварийной расчетной ситуации в соответствии с EN 1990.
292
Глава 4. Удар
Статья 4.5.1.3(2) комментариев не требует.
ст. 4.5.1.3(2): 1991-1-7
4.5.7.4. Сооружения класса А
Для сооружений класса А, если максимальная скорость движения меньше
или равна 120 км/ч, Еврокод дает ориентировочные значения эквивалент¬
ных статических сил удара о несущие элементы конструкции.
«Ориентировочные» значения даны в EN 1991-1-7 (см. ниже табл. 4.4);
табл. 7.5, происходящая от табл. 4.4 Еврокода, дает ориентировочные зна¬
чения.
В британском Национальном приложении к EN 1991-1-7 указывается,
что в Соединенном Королевстве должны использоваться ориентировоч¬
ные значения.
Эти значения могут быть снижены, если несущие элементы конструк¬
ции защищены, например, жесткими плинтусами или платформами мини¬
мальной высотой 38 см от верха рельсов.
В EN1991-1-7 не приводится рекомендаций по масштабу снижения. Эти
значения могут быть даны в Национальном приложении. В британском
Национальном приложении рекомендуется, что снижение сил удара долж¬
но быть согласовано в отдельном проекте, и дается ссылка на указания по
снижению сил удара для опор на платформах в UIC 777-2R6.
В ст. 4.5.1.4(3) EN 1991-1-7 и примечании к ней рекомендуется, что силы
Fdx и Fdy (см. табл. 4.4) должны прикладываться на высоте 1,8 м над уровнем
путей. Эти значения являются национально определяемым параметром.
В британском Национальном приложении указано это значение. В расчете
Fdx и Fdyдолжны учитываться по отдельности (ст. 4.5.1.4(3):EN1991-1-7).
В EN 1991-1-7 не дается руководства по определению сил для скоростей
состава больше 120 км/ч. Однако если максимальная скорость движения
в месте постройки меньше или равна 50 км/ч, значения из табл. 4.4 могут
быть понижены. Рекомендуемое значение снижения, которое может быть
дано в Национальном приложении, составляет 50% с рекомендацией, ука¬
занной также в британском Национальном приложении, что подробную
информацию можно найти в UIC 777-2R6.
ст. 4.5.1.4(1):
1991-1-7
прим,
кет. 4.5.1.4(1):
1991-1-7
UK NA 2-24:
1991-1-7
ст. 4.5.1.4(2):
1991-1-7
прим,
кст. 4.5.1.4(2):
1991-1-7
UK NA 2-26:
1991-1-7
UK NA 2-27:
1991-1-7
прим,
кст. 4.5.1.4(3):
1991-1-7
ст. 4.5.1.4(3):
1991-1-7
ст. 4.5.1.4(5):
1991-1-7
прим,
кст. 4.5.1.4(3):
1991-1-7
UK NA 2-26:
1991-1-7
Таблица 4.4. Ориентировочные горизонтальные статические 1991-1-7, табл. 4.4
эквивалентные расчетные силы удара для сооружений класса А
над или вблизи путей (из EN 1991-1-7, табл. 4.4)
Расстояние от элемента
конструкции до средней линии
ближайшего пути, d, м
Сила Fa* (кН)
Сила Fdy* (кН)
Конструктивные элементы:
Определяется в от-
Определяется в от-
d< 3 м
дельном проекте,
подробная информа¬
ция в приложении В
EN 1991-1-7
дельном проекте,
подробная информа¬
ция в приложении В
EN 1991-1-7
Непрерывные стены и подобные
сооружения 3 м < d < 5 м
4000
1500
Р>5м
0
0
* X - в направлении путей; у - перпендикулярно направлению путей.
293
Часть 7. EN 1991-1-7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
ст. AS-VA(S)-.
1991-1-7
прим.
ист. 4.5.1.4(1):
1991-1-7
UK NA 2-29:
1991-1-7
Значения Fjr и Fjtfl данные в табл. 4.4, соответствуют удару при низких
скоростях. Они не распространяются на прямой удар скоростного поезда,
сошедшего с рельс на полной скорости. Если максимальная разрешенная
скорость движения в месте постройки больше 120 км/ч, ст. 4.5.1.4(5) EN
1991-1-7 рекомендует предусматривать предупредительные и/или за¬
щитные меры и определить эквивалентные статические силы, приняв
класс последствий ССЗ.
Значения Fdx и Fdy, учитывающие наличие предупредительных и/или
защитных мер, могут быть даны в Национальном приложении или опре¬
делены в отдельном проекте. Такая рекомендация указана в британском
Национальном приложении.
ст. 4.5.1.5(1):
1991-1-7
прим.
кст.
4.5.1.5(1):
1991-1-7
UK NA 2-30:
1991-1-7
4.5.1.5. Сооружения класса В
Для сооружений класса В требования должны быть указаны в Националь¬
ном приложении или определены в отдельном проекте. Эти требования
могут быть основаны на методах оценки риска.
В британском Национальном приложении указывается, что требования
к факторам и мерам рассматриваются с помощью оценки риска и должны
согласовываться в отдельном проекте.
4.5.2. Сооружения, расположенные за концами путей
ст. 4.5.2(1): Воздействия, вызванные выездом поезда за конец пути (например, на ту-
1991-1-7 пиковой станции), должны рассчитываться как аварийная расчетная ситу¬
ация в соответствии с EN 1990, если сооружение или его опоры расположе¬
ны в области непосредственно за концом путей.
Область, расположенная непосредственно за концом путей, может быть
определена либо в Национальном приложении, либо в отдельном проекте
(примечание к статье 4.52(1): EN1991-1-7).
В качестве примера в британском Национальном приложении постоян¬
ные новые сооружения, включая здания и несущие колонны, не должны
располагаться внутри зоны 20 м за поверхностью буферного упора и 5 м в
каждую сторону от серединной линии пути к буферному упору (NA 2-31:
EN1991-1-7).
ст. 4.5.2(3): 1991-1-7 Статья 4.5.2(3) комментариев не требует,
ст. 4.5.2(4): 1991-1-7 Статья 4.5.2(4) комментариев не требует.
ст. 4.5.2(5): 1991-1-7 Если требуется, чтобы элементы конструкции располагались вблизи
конца путей, в дополнение к буферному упору должна быть предусмотрена
отражательная стена в области непосредственно за концом путей. Значе¬
ния статических эквивалентных сил удара об отражательную стенку долж¬
ны быть указаны.
прим, к ст. 4.5.2(5): Отдельные меры и альтернативные расчетные значения статической эк-
1991-1-7 вивалентной силы удара могут быть определены в Национальном прило¬
жении либо в отдельном проекте. В примечании к ст. 4.5.2(5) рекомендует¬
ся принимать расчетные значения статической эквивалентной силы удара
об отражательную стенку Fdx - 5000 кН для пассажирских поездов и Fdx -
10 000 кН для поездов, отправляемых на запасной путь и на сортировку.
Примечание к ст. 4.5.2(5) рекомендует, чтобы эти силы были приложены
горизонтально на уровне 1,0 м над уровнем путей.
294
Глава 4. Удар
В британском Национальном приложении указываются рекомендуемые
выше значения.
4.6. Аварийные воздействия,
вызванные водным транспортом
В ст. 4.6 EN 1991-1-7 даются указания по аварийным воздействиям, вы¬
званным кораблем (как на реке, канале, так и на море). В ней даются ори¬
ентировочные значения Fdx и Fdy для разнообразных типов судов, областей
и высот удара и т. п. Эти статьи, главным образом, предназначены для не¬
сущих конструкций мостов. Если требуется указание для зданий (напри¬
мер, здание, подверженное риску удара корабля), читателю следует озна¬
комиться с руководством, посвященным мостам (Thomas Telford Designers’
Guide on Actions of Bridges (Руководство для проектировщиков no воздей¬
ствиям на мосты)).
4.7. Аварийные воздействия,
вызванные вертолетами
Для зданий, покрытия которых предназначены для посадочных площадок
вертолетов, следует принимать в расчет силу аварийной посадки.
Статья 4.7(1) дает следующее выражение (4.3) для определения верти¬
кальной эквивалентной статической расчетной силы Fd:
Fd-OJm, (4.3 EN 1991-1-7)
где:
C 3 кН кг-0-5;
т масса вертолета, кг.
Сила удара должна рассматриваться как действующая на любую часть
посадочной площадки, а также на конструкцию покрытия в пределах мак¬
симального расстояния 7 м от края посадочной площадки. Область удара
должна приниматься равной 2x2 м.
UK NA 2-31:
1991-1-7
ст. 4.6:1991-1-7
ст. 4.7(1):1991-1-7
ст. 4.7(2): 1991-1-7
295
Глава 5
Внутренние взрывы
Эта глава посвящена правилам, относящимся к аварийным воздействиям,
вызванным взрывом внутри здания в EM 1991-1-7: Еврокод 1 - Воздей¬
ствия на сооружения: Часть 1.7: Основные воздействия - Аварийные воз¬
действия1. Материал, описанный в этой главе, соответствует следующим
статьям:
• Область применения Статья 5.1:1991-1-7
• Представление воздействий Статья 2.2:1991-1-7
• Принципы расчета Статья 4.3:1991-1-7
5.1. Область применения
Эффекты взрывов должны приниматься во внимание в расчете всех частей
здания, где сжигается или транспортируется газ или где могут накапли¬
ваться, храниться или транспортироваться взрывоопасные материалы,
такие как пыль, взрывоопасные газы или жидкости, образующие взрыво¬
опасные пары (например, химические производства, сосуды, бункеры, со¬
оружения для переработки сточных вод, жилища с газовыми установками,
энергетика, автомобильные и железнодорожные тоннели).
Статья 5.1(2) комментариев не требует.
Статья 5.1(3) комментариев не требует.
В EN 1991-1-7 определяются различные типы внутренних взрывов, пе¬
речисленные ниже (статья 5.1(4): EM1991-1-7).
Взрывы газа
На взрывы газа приходится большинство взрывов в зданиях. Газ широко
используется, и, исключая удары транспортных средств, случаев взры¬
вов газа в зданиях на порядок больше, чем всех других аварийных на¬
грузок, вызывающих средние и тяжелые разрушения, могущие привести
к нарастающему обрушению.
ст. 5.1 (1)Р:
1991-1-7
ст. 5.1(2): 1991-1-7
ст. 5.1(3): 1991-1-7
ст. 5.1(4): 1991-1-7
Часть 7. EN 1991-1-7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
Многие взрывы газа в зданиях происходят от утечек в здание из
внешних линий. Согласно Мэйнстону и др., в их докладе BRE 19778 года
«Разрушения зданий, вызванные взрывами газа и другими аварийны¬
ми нагрузками»12: «Не следует расслабляться... для зданий без подвода
газа, риск обычно сохраняется от утечек газа снаружи в здание». Было
бы непрактичным в большинстве обстоятельств убедиться, что газ не
представляет опасности для каждого отельного здания. Поэтому взрыв
газа вместе с ударами транспортных средств принят главным расчетным
аварийным воздействием.
В данном контексте взрыв определяется как быстрая химическая ре¬
акция пыли или газа с воздухом. Опадает высокие температуры и высо¬
кое избыточное давление. Давление взрыва распространяется как волны
сжатия.
Для того чтобы взрыв произошел, нужно следующее:
• горючее вещество в достаточной концентрации;
• окислитель в достаточном количестве, чтобы поддерживать горение;
• источник воспламенения, достаточно сильный, чтобы вызвать вос¬
пламенение.
Горючим для взрыва может быть горючий газ (или пар), туман го¬
рючей жидкости, взрывоопасная пыль или комбинация этих веществ.
Наиболее распространена комбинация горючего газа и пыли, называе¬
мая «гибридной смесью».
Давление, создаваемое внутренним взрывом, зависит в основном от
типа газа или пыли, процентного содержания газа или пыли и однород¬
ности смеси газа или пыли с воздухом, размера и формы помещения, где
происходит взрыв, и количества вентиляционных отверстий для сброса
давления.
В полностью закрытом помещении с бесконечно прочными стенами
взрыв газа может создать давление до 1500 кН/м2, а взрыв пыли - до
1000 кН/м-, в зависимости от типа газа или пыли. На практике разви¬
ваемое давление гораздо меньше от недостаточного смешивания газа
с воздухом и вентиляционных отверстий, появляющихся при выбива¬
нии дверей, окон и прочих проемов. Окна создают хорошую вентиляцию
для взрыва, также вентиляция обеспечивается разрушением ненесущих,
сравнительно непрочных стеновых панелей.
Отклик на взрыв реальных конструкций очень сложен и обсуждается
Мэйнстоном в его докладе BRE 1976 года «Отклик зданий на взрывы»13.
ст. 5.2(1): 1991-1-7
прим. 1 к ст. 5.2(1):
1991-1-7
прим. 2 к ст. 5.2(1):
1991-1-7
5.2. Представление воздействий
При необходимости определение давлений взрыва на конструктивные эле¬
менты должно учитывать реакции, передаваемые на конструктивные эле¬
менты неконструктивными элементами здания.
Примечание 1 к ст. 5.2(1) дает следующее определение взрыва: «быстрая
химическая реакция пыли, газа или паров в воздухе. Она дает высокие тем¬
пературы и избыточные давления. Давление взрыва распространяется как
волны сжатия».
Давление, создаваемое внутренним взрывом, зависит от ряда парамет¬
ров, преобладающие из которых:
298
Глава 5. Внутренние взрывы
• тип пыли, газа или паров;
• процентное содержание пыли, газов или паров в воздухе;
• однородность смеси пыли, газа или пара с воздухом;
• источник воспламенения;
• наличие препятствий в помещении;
• размер, форма и прочность помещения, в котором происходит взрыв;
• количество вентиляционных отверстий для сброса давления.
При рассмотрении планировки помещения или группы помещений и
т. д. следует принимать во внимание вероятное присутствие вышеуказан¬
ных факторов.
Для инженерных сооружений, классифицированных как CCl (см. гла¬
ву 3 и табл. Al настоящей части Руководства), расчет должен удовлетво¬
рять правилам для соединений и взаимодействия между элементами, дан¬
ным в EN 1992-EN 1999, особого рассмотрения эффектов взрыва обычно
не требуется.
Для сооружений, классифицированных как СС2 или ССЗ (см. главу 3 и
табл. Al настоящей части Руководства), расчет должен включать ключевые
элементы конструкции. Ключевые элементы должны быть рассчитаны,
чтобы противостоять воздействиям, либо используя анализ на основе мо¬
делей эквивалентной статической нагрузки, либо применяя предписываю¬
щие правила к расчету. Дополнительно для конструкций класса ССЗ будут
необходимы более сложные расчеты, включая анализ динамики.
Методы, изложенные в приложении А, предназначены для расчета на
взрывы сооружений классов CCI, СС2 и ССЗ. Дополнительную информа¬
цию читатель может найти в приложении D EN 1991-1-6 глава 9.
Для сооружений класса ССЗ обычно требуется более сложный расчет,
который может включать один или более аспектов:
• расчеты давления взрыва, включая эффекты изоляции объема и нали¬
чия вентиляционных панелей;
• нелинейные динамические строительные расчеты;
• вероятностные аспекты и анализ последствий;
• экономическая оптимизация мер, уменьшающих последствия взрыва.
5.3. Принципы расчета
Требованием EN 1990, ст. 2.1(4) (приведенным в главе 1 настоящей части
Руководства), является то, что сооружения следует рассчитывать на устой¬
чивость к прогрессирующему обрушению от внутреннего взрыва.
Примечание к ст. 5.3( 1)Р комментариев не требует.
В соответствии с философией расчета для достижения живучести и
стратегией, основанной на ограничении размера локального разрушения
(см. рис. 3.1), разрушение ограниченной части конструкции от внутреннего
взрыва может быть допустимым, если оно не включает ключевых элемен¬
тов, от которых зависит устойчивость всей конструкции, и не ведет к про¬
грессирующему разрушению.
В пределах стратегии, основанной на ограничении размера локального
разрушения, последствия взрывов могут быть ограничены применением
одного или более из следующих мероприятий:
• расчет конструкции на устойчивость к пиковому давлению взрыва;
ст. 5: EN.2(2):
1991-1-7
ст. 5.2(3): 1991-1-7
ст. 5.2(3): 1991-1-7
прим. 1 к ст. 5.2(3):
1991-1-7
прим. 2 к ст. 5.2(3):
1991-1-7
ст.5.3(1)Р:
1991-1-7
прим, к ст. 5.3(1 )Р:
1991-1-7
ст. 5.3(2): 1991-1-7
ст. 5.3(3): 1991-1-7
299
Часть 7. EN 1991-1-7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
прим, к ст. 5.3(3):
1991-1-7
ст. 5.3(4): 1991-1-7
ст. 5.3(5): 1991-1-7
ст. 5.3(6):1991-1-7
ст. 5.3(7)Р:
1991-1-7
прим. кет. 5.3(6):
1991-1-7
ст. 5.3(6): 1991-1-7
прим, к ст. 5.3(6):
1991-1-7
• использование вентиляционных панелей с определенными давлениями
срабатывания;
• разделение соседних секций конструкции, содержащих взрывоопасные
материалы;
• ограничение площади сооружения, подвергающейся риску взрыва;
• обеспечение защитных мер между соседними сооружениями, подвер¬
женными риску взрыва, для избежания распространения давления.
В приложении D EN 1991-1-7 дается информация для получения пико¬
вого и максимального давлений при различных взрывах и условиях вен¬
тиляции.
В соответствии с EN1991-1-7 *хотя пиковые давления могут быть выше,
чем значения, определенные по методу, данному в приложении D, эти пи¬
ковые давления должны рассматриваться в контексте максимальной дли¬
тельности нагрузки 02 си принимать вязкое пластичное поведение мате¬
риала*. Вопрос в том, что в реальности пик будет обычно больше, а продол¬
жительность меньше, и продолжительность 0,2 с представляется разумным
приближением.
Рекомендации в EN 1991-1-7 по давлению взрыва, расчету
и расположению вентиляционных панелей и т. п.
Следует принять, что давление взрыва действует одновременно на все по¬
верхности в помещении, где случился взрыв.
Если известен вероятный источник воспламенения и/или где давления
могут быть выше, вентиляционные панели должны быть расположены
вблизи этих мест. Однако необходимо убедиться, что:
• расположение вентиляционных панелей таково, что их разрушение не
подвергнет опасности персонал или воспламенит другой материал;
• вентиляционная панель ограничена так, чтобы при взрыве не превра¬
титься в снаряд.
Кроме того, возможность возникновения пожара или инициирования
взрыва в соседних помещениях должна ограничиваться расчетом.
Вентиляционные панели должны срабатывать при низком давлении и
должны быть легкими, насколько возможно. При определении возможно¬
стей вентиляционной панели следует учитывать размеры и конструкцию
несущей рамы для панели. При использовании окон в качестве сбрасывае¬
мых панелей следует учитывать риск травм персонала от осколков стекла
или иных конструктивных элементов. Окна разрушаются хрупким обра¬
зом, так как тонкое стекло допускает лишь незначительные деформации до
полного разрушения. По этой причине и вдобавок вследствие небольшого
веса и низкой статической прочности они могут быть хорошими вентиля¬
ционными отверстиями при взрыве.
В феномене внутренних взрывов после первого этапа избыточного дав¬
ления следует вторая фаза разрежения. В Руководстве информации об
этом не дается, но этот эффект следует, при необходимости, учитывать
в расчетах. Рекомендуется обращаться к помощи специалистов.
300
Глава 6
Приложение А
(справочное):
Расчет последствий
локального
разрушения
в зданиях
по неустановленной
причине
Эта глава посвящена правилам, относящимся к аварийным воздействиям,
расчету последствий локального разрушения в зданиях по неустановлен¬
ной причине в приложении A EN 1991-1-7: Еврокод 1 - Воздействия на
сооружения: Часть 1.7: Основные воздействия - Аварийные воздействия
Материал, описанный в этой главе, соответствует следующим статьям:
• Область применения Статья А.1: 1991-1-7
• Введение Статья А.2: 1991-1-7
Часть 7. EN 1991-1 -7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
ст. Al: 1991-1-7
ст. 1.5.12:1991-1-7
ст.А2( 1):1991-1-7
Статья A3:1991-1-7
Статья АЛ: 1991-1-7
Статья A3:1991-1-7
Статья А.6:1991-1-7
Статья А.7:1991-1-7
Статья А.8:1991-1-7
Введение
Приложение Al of EN 1991-1-7 подготовлено в соответствии с Требова¬
ниями EN 1990: 2002 Еврокод - «Основы проектирования сооружений»
для обеспечения дифференциации прочности и надежности.
В приложении A EN 1991-1-7 содержатся справочные правила и ме¬
тоды для расчета зданий на устойчивость к локальному разрушению по
неустановленной причине без прогрессирующего разрушения.
Приложение также содержит примеры классификации последствий
разрушения в «Классы последствий», согласно EN 1990 в соответствии
с уровнем надежности и прочности.
Классификация последствий частично происходит от результатов
исследовательской работы, заказанной Департаментом местного само¬
управления (CLG) Алоту и Ломаксу14, чей доклад Предложения попра¬
вок Часть А - Конструкция. Консультативный пакет для ODPXP был
рекомендован к применению анализа рисков, согласующегося с фило¬
софией, принятой в EN 1990 и EN 1991-1-7.
Окончательные рекомендации, полученные по результатам иссле¬
дований, были впоследствии уточнены Научно-исследовательским
институтом по строительству (Building Research Establishment) в соот¬
ветствии с имеющейся в Соединенном Королевстве практикой. В даль¬
нейшем правила были уточнены согласно предложениям, выдвинутым
на публичных консультациях осенью 2001 года.
• Классы последствий для зданий
• Рекомендуемые стратегии
• Горизонтальные связи
• Вертикальные связи
• Номинальная секция несущей стены
• Ключевые элементы
А.1. Область применения
В приложении A EN 1991-1-7 содержатся справочные правила и методы
для расчета зданий на устойчивость к локальному разрушению по неуста¬
новленной причине без прогрессирующего разрушения. Другие подходы
могут быть такими же правомерными, но принятие этой стратегии, скорее
всего, гарантирует, что здание в зависимости от класса последствий (см.
раздел 3.4 настоящей части Руководства) достаточно живучее, чтобы вы¬
держать ограниченный размер повреждения или разрушения без полного
разрушения.
А.2. Введение
В соответствии со стратегиями, основанными на ограничении размера ло¬
кального разрушения, см. раздел 3.1 и рис. 3.1 настоящей части Руковод¬
ства, здание может быть рассчитано так, чтобы ни здание, ни какая-либо его
существенная часть не разрушились бы при наличии локального разруше¬
ния. Локальное разрушение определено как «та часть конструкции, кото-
302
Глава 6. Приложение А: Расчет последствий локального разрушения
рая считается разрушенной или просто придет в негодность при аварийном
воздействии». Принятие этой стратегии должно обеспечить достаточную
устойчивость здания, чтобы выдержать приемлемый выбор аварийных воз¬
действий.
В расчете следует принимать во внимание требование, что здание додж- ст. А2(2): 1991-1-7
но пережить минимальный период после события, чтобы обеспечить без¬
опасную эвакуацию и спасение персонала из здания и его окрестностей.
Для некоторых видов зданий, например для зданий, используемых для об¬
ращения с опасными материалами, обеспечения коммунальных служб или
по причинам национальной безопасности, могут потребоваться более про¬
должительные периоды сохранения устойчивости, это должно быть согла¬
совано с соответствующими компетентными уполномоченными органами.
Правила приложения A EN 1991-1-7 основаны на британских Строи¬
тельных нормах и правилах (UK Codes of Practice) (например, BS 8110,
BS 5950 и BS 5628) и требованиях, введенных в начале 1970-х годов после
обрушения Ронан Пойнт, вызванного взрывом газа.
Истоки требований по достижению живучести зданий
в Соединенном Королевстве
Британские требования живучести были введены после прогрессиру¬
ющего обрушения одного угла Ронан Пойнт в 1968 году, ставшего ре¬
зультатом взрыва бытового газа на 18-м этаже 22-этажного здания. Про¬
исшествие оказало значительное влияние на инженерное сообщество
в Великобритании, и это привело к изменениям в Нормах и правилах,
касающихся повреждений от происшествий, таких как взрыв газа в зда¬
ниях высотой пять и более этажей. В 1976 году Строительные нормы и
правила требовали, что здание должно быть так сконструировано, что
разрушение, последовавшее за удалением любого конструктивного эле¬
мента на этаже, было локальным и ограниченным в размере определен¬
ной площадью этажа. Если это было невозможно, требовалось, чтобы
элемент выдерживал без разрушения дополнительную нагрузку, соот¬
ветствующую давлению 34 к Н/м2 (5 фунтов/дюйм2). Это значение было
выбрано со ссылкой на очевидность, раскрытую Ронан Пойнт.
Последовавшие версии были нацелены на снижение чувствитель¬
ности здания к прогрессирующему обрушению. Одним вариантом
конструкции было предусматривание горизонтальных и вертикальных
связей в соответствии со строительными правилами и нормами. Если
такие связи не могли быть сделаны, рекомендовалось, чтобы конструк¬
ция была способна образовать мост над ограниченной областью разру¬
шения, вызванной потерей несвязанного элемента. Наконец, если это
было невозможно, требовалось, чтобы этот элемент был рассчитан как
защищенный (или ключевой) элемент, способный выдерживать допол¬
нительные нагрузки, соответствующие давлению 34 кН/м2, действую¬
щему в любом направлении. Практически 34 кН/м2 были использованы
для определения условной нагрузки, которая прикладывается после¬
довательно к ключевым элементам в каждом возможном направлении,
а не специфического избыточного давления, являющегося результатом
взрыва газа. Эти требования рассматривались как обеспечивающие
303
Часть 7. EN 1991-1-7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
более стойкую конструкцию, которая была бы более устойчива к про¬
грессирующему обрушению от различных причин, таких как удар, и не
относились только к взрывам газа.
Нормы, касающиеся прогрессирующего обрушения, были преоб¬
разованы в функциональные требования в 1985 году вместе с офици¬
альными указаниями, опубликованными в Утвержденном документе А
Строительных норм. Более подробное руководство было впоследствии
включено в Нормы и правила строительного проектирования британ¬
ского Бюро стандартизации (British Standards Institution (BSI)) для
распространенных строительных материалов. Требования по аварий¬
ным нагрузкам были также включены в Правила и нормы по нагрузкам
в 1996 году BS 6399-120 со следующим текстом: «Если требуется ава¬
рийная нагрузка для расчета ключевого или защищенного элемента (см.
соответствующие материалы норм и правил расчета), эта нагрузка
должна быть взята равной 34 кН/м2».
Действующие в настоящее врем нормативные документы BSI:
• BS 5628: Правила и нормы применения кирпича и камня. Часть 1 -
1992: Использование неармированной кладки. Статья 3715;
• BS 5950: Применение стальных конструкций в зданиях. Часть 1 -
2000: Правила и нормы расчета - Секции из сварного проката.
Статья 2.4.58;
• BS 8110: Использование бетона в строительстве. Часть 1 - 1997:
Использование простого, армированного и напряженного бетона.
Статья 2.2.2.217;
• BS 8110: Использование бетона в строительстве. Часть 2- 1985: Пра¬
вила и нормы для особых обстоятельств. Статья 2.618.
A3. Классы последствий для зданий
Одним из наиболее новаторских аспектов EN1990 является введение клас¬
сов последствий.
Эти классы определяют, как следует проектировать различные катего¬
рии зданий для аварийных воздействий.
Концепция классов последствий была введена в приложении В к EN
1990 как способ удовлетворить требованиям раздела 2.2 EN1990 по диффе¬
ренциации надежности. Критерием для классификации по последствиям
является важность, в терминах последствий разрушения рассматриваемой
конструкции или конструктивного элемента. Классы последствий, данные
в EN 1990, воспроизведены в табл. 6.1.
ст. A3:1991 -1 -7 Таблица A. I EN1991 -1 -7 (воспроизведенная в Руководстве как табл. А. 1)
дает рекомендуемую категоризацию типов зданий по классам последствий.
Эта категоризация относится к низкому (CCl)1 среднему (СС2) и высоко¬
му (ССЗ) классам последствий, данным в табл. 6.1.
В EN 1991-1-7 разрешается давать классификацию в Национальных
приложениях. Категоризация, данная в Утвержденном документе А Стро¬
ительных норм и правил Англии и Уэльса11, очень близка, с незначитель¬
ными различиями, с EN 1991-1-7. В табл. 6.2 показаны эти различия.
304
Глава 6. Приложение А: Расчет последствий локального разрушения
Таблица 6.1. Определение классов последствий в EN 1990
Класс
Определение
Примеры зданий и сооружений
СС1
Малые потери человеческих
жизней, социальные или эколо¬
гические последствия малы или
незначительны
Сельскохозяйственные здания,
куда люди обычно не заходят (на¬
пример, хранилища, теплицы)
СС2
Средние последствия: средние
человеческие потери, социальные
или экологические последствия
умеренные
Жилые и офисные здания, обще¬
ственные здания, где последствия
разрушения средние (например,
офисное здание)
ССЗ
Тяжелые последствия: большие
человеческие потери, очень вели¬
ки социальные или экологические
последствия
Трибуны, общественные здания,
где последствия разрушения вели¬
ки (например, концертный зал)
Таблица 6.2. Различия в определениях классов последствий
между EN 1991 -1 -7 и британской классификацией
Класс
EN 1991 -1 -7 (отсутствуют
в британской классификации)
Британские Правила и нормы
(отсутствуют в EN 1991 -1 -7)
1
Дома для одного владельца,
не превышающие 4 этажей
Дома, не превышающие 4 этажей
2А
Здания для розничной торговли,
не превышающие 3 этажей
с площадью каждого этажа менее
1000 м2
Здания для розничной торговли,
не превышающие 3 этажей
с площадью каждого этажа менее
2000 м2
3
Стадионы не более чем
5000 зрителей
Трибуны, вмещающие более
5000 зрителей.
Здания, содержащие опасные
вещества и/или процессы
Для зданий, предназначенных для смешанного использования (напри¬
мер, и жилое, и офисное), должен выбираться наиболее тяжелый класс по¬
следствий.
При определении числа этажей цокольный первый этаж может быть ис¬
ключен, если этот этаж соответствует требованиям «Класса последствий
2Ь, Группа высокого риска».
Таблица А.1 не является исчерпывающей и может быть исправлена и
дополнена.
прим. 1 к табл. А1:
1991-1-7
прим. 2 к табл. Al:
1991-1-7
прим. 3 к табл. Al:
1991-1-7
Таблица А.1. Категоризация классов последствий
Класс Пример категоризации здания и характера использования * •1 • Дома для одного владельца, не превышающие 4 этажей.
• Сельскохозяйственные здания.
• Здания, куда люди заходят редко, ни одна часть здания не нахо¬
дится ближе к другим зданиям или зонам, где бывают люди, чем
на расстоянии 11/2 высоты здания
305
Часть 7. EN 1991 -1 -7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
Таблица А.1. Категоризация классов последствий (окончание)
Класс Пример категоризации здания и характера использования
2а Группа
низкого
риска
• 5-этажные дома для одного владельца.
• Гостиницы, не превышающие 4 этажей.
• Многоквартирные дома и другие жилые здания, не превышаю¬
щие 4 этажей.
• Офисы, не превышающие 4 этажей.
• Промышленные здания не выше 3 этажей.
• Здания для розничной торговли, не превышающие 3 этажей
с площадью каждого этажа менее 1000 м2.
• Одноэтажные здания для учебы и образования.
• Все здания не выше 2 этажей, куда допускается публика, пло¬
щадь каждого этажа не более 2000 м2
2Ь Группа
высокого
риска
• Гостиницы, жилые дома выше 4 этажей и не более 15 этажей.
• Здания для учебы и образования выше одного этажа и не выше
15 этажей.
• Здания для розничной торговли выше 3 этажей и не более
15 этажей.
• Больницы не выше 3 этажей.
• Офисы выше 4 этажей и не более 15 этажей.
• Все здания, куда допускается публика, площадь каждого этажа
более 2000 м2, но не превышает 5000 м2.
• Автомобильные парковки не выше 6 этажей
3
• Все здания, определенные выше как Классы 2 высокого и низко¬
го риска, выходящие за пределы площади и числа этажей.
• Все здания, где публика бывает в значительных количествах.
• Стадионы, вмещающие более 5000 зрителей.
• Здания, содержащие опасные вещества и/или процессы
AA Рекомендуемые стратегии
Следование рекомендованным стратегиям, данным в приложении A EN
1991-1-7 и показанным в табл. 6.3 настоящего Руководства, должно обеспе¬
чить зданию приемлемый уровень живучести, чтобы выдержать локальное
разрушение без прогрессирующего обрушения конструкции и удовлетво¬
рять требованиям ст. 2.1(4)Р EN 1990 по живучести.
Таблица 6.3. Рекомендуемые стратегии для классов
последствий CC1, СС2 и ССЗ
Класс последствий,
согласно табл. А. 1 Рекомендованная стратегия проектирования*
1 Здание должно быть рассчитано и спроектировано в со¬
ответствии с правилами EN 1990-EN 1999 для обеспече¬
ния стабильности при нормальной эксплуатации, особых
мер для аварийных воздействий неустановленных при¬
чин не требуется
2а Группа низкого В дополнение к стратегиям для класса 1 обеспечение
риска эффективных горизонтальных связей или эффектив¬
ная анкеровка подвешенных перекрытий к стенам, как
определено в А.5.1 и А.5.2 для каркасной конструкции и
конструкции с несущими стенами, соответственно
306
Глава 6. Приложение А: Расчет последствий локального разрушения
Таблица 6.3. Рекомендуемые стратегии для классов
последствий CC1, СС2 и ССЗ (окончание)
Класс последствий,
согласно табл. А.1 Рекомендованная стратегия проектирования*
2Ь Группа высокого В дополнение к стратегиям для класса 1 обеспечение:
риска • горизонтальных связей, как определено в А.5.1 и А.5.2
для каркасной конструкции и конструкции с несущи¬
ми стенами, соответственно (см. 1.5.11), совместно
с вертикальными связями, как определено в А.6 во
всех несущих опорах и стенах;
• при невозможности обеспечить вертикальные и гори¬
зонтальные связи здание должно быть проверено на
условие, что при условном удалении каждой несущей
опоры и балки, несущей опору, или номинальной
секции несущей стены, как определено в А.7 (одно¬
временно одной на каждом этаже здания), здание
останется стабильным и локальное разрушение
не превысит определенного предела (см. рис. 6.1);
• если условное удаление таких опор и секции привело
бы к результату большого повреждения свыше со¬
гласованного предела, тогда такие элементы должны
быть спроектированы и рассчитаны как «ключевой
элемент» (см. А.8)
3 Систематическая оценка риска для здания как для про-
гнозируемых, так и для непрогнозируемых угроз
* Ссылки на статьи как приложения A EN 1991-1-7, так и Руководства.
Для зданий класса последствий 2а детали эффективной анкеровки мо¬
гут быть даны в Национальном приложении.
Для зданий класса последствий 3 некоторые указания по анализу риска
включены в приложение В настоящего Руководства. Более полное руко¬
водство см. приложение В EN 1991-1-7 и главу 7.
Предел допустимого локального повреждения для зданий может быть
различным для разных типов зданий. Рекомендуемое значение составляет
меньшее из значений 15% перекрытия или 100 м2 на каждом из двух сосед¬
них этажей. См. рис. А.1 (воспроизведен ниже как рис. 6.1). В Соединенном
Королевстве Утвержденный документ А указывает 70 м2 вместо 100 м2.
прим. 1 к ст. А(4):
1991-1-7
прим.2 к ст. А(4):
1991-1-7
прим. 3 к ст. А(4):
1991-1-7
А.5. Горизонтальные связи
N.B. Этот раздел А.5 даст информацию только по горизонтальным свя¬
зям. Вертикальные связи см. раздел А.6.
А.5.1. Каркасные конструкции
Следует предусмотреть горизонтальные связи по периметру каждого этажа ст. А5.1(1):
и на уровне покрытия, внутри связать в двух взаимоперпендикулярных на- 1991-1-7
правлениях опоры и элементы стен с конструкцией здания. Связи должны
быть сплошными и быть размещены как можно ближе к краям перекрытий
Часть 7. EN 1991-1-7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
(A) Локальное повреждение, не превышающее 100 м' или 15% площади перекрытия,
меньшее из значений, на двух соседних этажах.
(B) Условно удаленная колонна.
(а) План (Ь) Поперечное сечение
Рис. 6.1. Рекомендованный предел допустимого повреждения
и линиям опор и стен. По крайней мере, 30% связей должно располагаться
вблизи осевых линий опор и стен.
прим. кст. А5.1(1): См. рис. А.2 (воспроизводится здесь как рис. 6.2).
1991-1-7
Рис. 6.2. Пример горизонтальных связей
Горизонтальные связи, например, могут, в зависимости от конструкции,
состоять из:
СТ.А5.Ц2): 1991-1-7
секций стального проката;
стальных балок, усиливающих бетонные плиты;
стальной армирующей сетки и листовой стали в составных перекрыти¬
ях из стали и бетона (если присоединены непосредственно к стальным
балкам с помощью соединительных элементов, работающих на срез).
Связи могут состоять из комбинации указанных типов.
308
Глава 6. Приложение А: Расчет последствий локального разрушения
В соответствии с EN 1991-1-7 каждая сплошная связь, включая конце¬
вые соединительные элементы, должна быть способна выдержать:
• растягивающую расчетную нагрузку Ti для аварийного предельного со¬
стояния в случае внутренних связей и
• Tp в случае связей периметра (см. рис. 6.2),
равные следующим значениям.
Для внутренних связей:
Большее из двух значений Ti - 0,8(g* + \\fq/,)sL, или 75 кН. (А.1)
Для связей по периметру:
Большее из двух значений Tp - 0,4(& + \|iqk)sL, или 75 кН, (А.2)
где:
5 расстояние между связями;
L длина пролета связи (например, см. рис. А.2);
у соответствующий коэффициент в выражении комбинации эффектов
воздействия для аварийной расчетной ситуации (то есть в соответ¬
ствии с выражением (6.1 lb) EN 1990, данный в EN 1990, обычно прини¬
маемый как 0,5).
В EN 1991-1-7 не делается различий для легких сооружений (например,
с конструкцией из древесины или штампованной тонколистовой стали).
Это сделано в британском Национальном приложении, где в случае легких
сооружений значения минимальных сил для горизонтальных связей в вы¬
ражениях А.1 и А.2 должны приниматься как 15 кН и 7,5 кН соответственно.
Пример 6.1. Горизонтальные связи для каркасной конструкции
Рассмотрим каркасную конструкцию, 5 этажей, при высоте этажа h =
= 3,6 м, класс последствий 2, Группа высокого риска. Пролет L = 7,2 м,
расстояние между пролетами s = 6m. См. рис. 6.3.
Примем g* = <?* = 4 кН/м2, комбинационный коэффициент = 0,5.
В этом случае в соответствии с выражениями (АЛ) и (А.2) требуемые
внутренняя сила и сила для периметра (Ti и Tp) могут быть рассчитаны как:
большее из двух значений Ti = 0,8(gk + \\iqk)sL, или 75 кН, (А.1), и
большее из двух значений Tp= 0,4(gk + \|iqk)sL, или 75 кН (А.2).
Давая Ti - 0,8{4 + 0,5 х 4}(6 х 7,2) - 207,36 кН и Tp - 103,68 кН.
Внутренние связи
Связи периметра
Рис. 6.3. (Ссылка из примера 1)
ст. А5.1(3):
1991-1-7
ст. NA3.1: UK NA
в BS 1991-1-7
309
Часть 7. EN 1991-1-7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
ст.А5.1{4):
1991-1-7
В расчете связей могут быть использованы любые элементы, несущие
воздействия другие, нежели аварийные.
ст. А5.2(1):
1991-1-7
ст. А5.2(2):
1991-1-7
А.5.2. Конструкции с несущими стенами
Для зданий класса 2 (Группа низкого риска) (см. табл. А.1) в несущей кон¬
струкции (например, кирпичной) для надлежащей живучести должна при¬
меняться ячеистая форма конструкции для содействия взаимодействию
всех компонентов, включая надлежащие меры по анкеровке перекрытия к
стенам.
Для зданий класса 2 (Группа высокого риска) (см. табл. А.1) в несущей
конструкции для обеспечения достаточной живучести требуются горизон¬
тальные связи в перекрытиях.
Это должны быть внутренние связи, которые должны быть равномерно
распределены по перекрытиям в обоих взаимоперпендикулярных направ¬
лениях, и периферийные связи, проходящие по периметру плит перекры¬
тий в пределах 1,2 м ширины плиты. Расчетная сила растяжения в связях
должна определяться следующим образом:
Для внутренних связей:
T1 - большее из значений Fc кН/м или кН/м. (А.З).
Для периферийных связей:
Tp-F,, (А:4).
где:
F1 меньшее из значений 60 кН/м, или 20 + Ans кН/м;
и, число этажей;
z меньшее из:
• пятикратной чистой высоты этажа Н, или
• наибольшего расстояния в метрах в направлении связи между цент¬
рами колонн или других вертикальных несущих элементов либо для
целого пролета одной плиты, либо системы балок и плит.
Факторы H (в метрах) и г проиллюстрированы на рис. 6.4.
N.B. Единицы измерения Tp кН/м, для обеспечения единства с единица¬
ми для Fc, от которой она выводится. Советуем принимать численное зна¬
чение Tpt взятое в кН, действующее на ширине 1,2 м.
Пример 6.2. Горизонтальные связи для несущих конструкций
Рассмотрим несущую конструкцию, 5 этажей при высоте этажа А - 3,6 м,
класс последствий 2, Группа высокого риска. Пролет L = 7,2 м, расстоя¬
ние между пролетами s = 6 м.
gb = qk = 4 кН/м2, коэффициент сочетания 0,5:
F1 - min(60; 20 + 5 х 4) = 40 кН/м;
z - меньшее из 5А = 5 х 3:6 = 18 м или наибольшего расстояния в метрах
в направлении связи между центрами колонн или других вертикальных
несущих элементов, покрывающее либо пролет, либо систему плит и ба¬
лок (то есть 7,2 м или 6 м в зависимости от направления).
Из выражения (А.З) для внутренних связей:
310
Глава 6. Приложение А: Расчет последствий локального разрушения
7
/
/
/
H
/
/
'
(Ь) (с)
(a) План
(b) Сечение: плоская плита
(c) Сечение, плита и балка
Рис. 6.4. Иллюстрация факторов H и z
T1 =
большее из значений F1 кН/м или
F,(& + Vft)
7.5
Ir, кН/м.
Следовательно, Ti = тах{40; [40(4 + 0,5 х 4)/7,5] х 7,2/5} = тах{40; 46,1} -
= 46,1 кН/м и Ti = тах{40; [40(4 + 0,5 х 4)/7,5] х 6,0/5} = тах{40; 38,4} =
= 40 кН/м в перпендикулярном направлении.
Из выражения (Л.4) для периферийных связей:
T = F
1P 1 Ł*
где:
F1 меньшее из значений 60 кН/м, или 20 + Ans кН/м;
ns число этажей.
F1 = 20 + 4 X 5 - 40 кН/м, что меньше 60 кН/м, следовательно, Tp =
= 40 кН/м.
А.6. вертикальные связи
Каждая колонна и стена в конструкции должны быть непрерывно связаны ст. А.6(1): 1991 -1 -7
от фундамента до уровня покрытия (ст. A.6(l): EN 1991-1-7).
В случае каркасных зданий (например, стальные или железобетонные ст. Щ2): 1991-1-7
каркасные конструкции) колонны и стены, несущие вертикальные воз¬
действия, должны обладать способностью выдерживать аварийную рас¬
четную силу растяжения, значение которой равно наибольшей расчетной
вертикальной постоянной и временной реакции на нагрузку, приложенную
311
Часть 7. EN 1991-1-7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
к колонне от любого этажа. Такая аварийная расчетная нагрузка не должна
приниматься действующей одновременно с постоянным и переменными
воздействиями, которые могут действовать на конструкцию (ст. А.6(2):
EN 1991-1-7).
Пример 6.3. Вертикальные связи для каркасных конструкций
Рассмотрим конструкцию примера 1:5 этажей с высотой этажа И = 3,6 м,
класс последствий 2, Группа высокого риска. Пролет L = 7,2 м, расстоя¬
ние между пролетами s * 6 м, a g* e ■ 4 кН/м2. Для определения вер¬
тикальной силы растяжения Tv принят коэффициент сочетания у = 1,0.
В соответствии со ст.А6(2):
7 “ (ft + WkXL ж s).
I аким образом, T0 - (4 + 4)(7,2 х 6) = 345,6 кН/колонну.
Для конструкции с несущими стенами (определенной в ст. 1.5.11 EN
1991-7 как *некаркасная кирпичная конструкция с пересекающимися сте¬
нами, несущими главным образом вертикальную нагрузку. Также включают
легкие панельные конструкции, состоящие из деревянных или стальных
стоек с древесно-стружечной плитой, металлической сеткой или альтер¬
нативной обшивкой*) вертикальные связи могут рассматриваться эффек¬
тивно обеспеченными:
• для кирпичных стен их толщина, по крайней мере, 150 мм, и если они
имеют минимальную прочность при сжатии 5 Н/мм2 в соответствии
с EN 1996-1-1;
• чистая высота стены Я, измеренная в метрах между поверхностями
перекрытий или покрытия, не превышает 201, где t - толщина стены
в метрах;
• если они рассчитаны выдерживать следующую вертикальную силу рас¬
тяжения Г:
Н, или 100 кН/м стены, большее из значений, (А.5)
где:
А площадь поперечного сечения стены, мм2, исключая ненесущую
стенку облегченной колодцевой кладки;
ст. А.6(3): 1991-1-7 • вертикальные связи сгруппированы с центрами на максимум 5 м вдоль
стены и не дальше, чем в 2,5 м от свободного конца стены.
Пример 6.Д. Вертикальные связи для несущей конструкции
Рассмотрим конструкцию из примера 6.2: 5 этажей с чистой высотой
стены H = 3,6 м. Толщина стен t = 0,2 м.
Используем выражение (А.5) и модифицируем его, чтобы получить
результат в кН/м:
Tv = 34 ж 0,2/8 X (3,6/2)2 = 275 кН/м.
312
Глава 6. Приложение А: Расчет последствий локального разрушения
А.7. Номинальная секция несущей стены
(1) Номинальная длина несущей стены конструкции, согласно табл. А2
для класса последствий 2Ь, Группа высокого риска, должна прини¬
маться следующим образом:
• для железобетонной стены длина не превышает 2,25Я;
• для наружной кирпичной стены или стены с деревянными или
стальными стойками длина измеряется между боковыми опорами,
образованными другими компонентами здания (например, колон¬
нами или поперечными стенами);
• для внутренней кирпичной стены или стены с деревянными или
стальными стойками длина не превышает 2,25Н,
где:
H - высота этажа в метрах.
А.8. Ключевые элементы
В соответствии с 3.3( 1 )Р для конструкций зданий «ключевой элемент», как
указывается для класса последствий 2Ь, Группа высокого риска, в табл. А2,
должен выдерживать аварийное воздействие Ad, приложенное в горизон¬
тальном и вертикальном направлениях (в одном направлении одновре¬
менно) к элементу и любым соединенным с ним компонентам, имеющим
отношение к наивысшей прочности этих компонентов и соединений. Ава¬
рийная расчетная нагрузка прикладывается с применением выражения
(6.11b) EN 1990 и может быть приложена как сосредоточенная, так и рас¬
пределенная нагрузка.
Рекомендуемое значение Ad для конструкций зданий - 34 кН/м2. Это
значение используется в британском Национальном приложении.
ст. А.7{1): 1991-1-7
ст. А.8(1): 1991-1-7
прим, к стА7(1):
1991-1-7
313
Глава 7
Приложение В
(справочное):
Информация
об анализе рисков
Эта глава посвящена правилам, относящимся к информации по анализу
риска в приложении В EN 1991-1-7: Еврокод 1 - Воздействия на сооруже¬
ния: Часть 1.7: Основные воздействия - Аварийные воздействия'. Матери¬
ал, описанный в этой главе, соответствует следующим статьям:
Введение
Определения
Определение предмета анализа риска
Методы анализа риска
Приемлемость риска и меры, уменьшающие его
Меры, уменьшающие риск
Повторное рассмотрение
Сообщение результатов и выводов
Применение к зданиям и инженерным
сооружениям
Статья В.1: 1991-1-7
Статья В.2:1991-1-7
Статья BJ: 1991-1-7
Статья BJ: 1991-1-7
Статья В.5: 1991-1-7
Статья В.6: 1991-1-7
Статья В.7:1991-1-7
Статья В.8: 1991-1-7
Статья В.9:1991-1-7
Применение оценки риска к зданиям класса 3
Со сылкой на здания класса 3 (см. табл. А.2 в приложении А настояще¬
го Руководства и соответствующие стратегии в этом Руководстве) оче¬
видно, что многое оставлено на выбор проектировщика. Требования для
зданий класса 3 говорят:
Часть 7. EN 1991-1-7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
сг. В.1(1): 1991-1-7
ст. В.2.1-В2.8:
1991-1-7
ст. 1.15.13:
1991-1-7
ст.В.2.3:1991-1-7
ст. В.2.5:1991-1-7
« Систематическая оценка риска для здания, как для прогнозируемых,
так и для непрогнозируемых угроз».
Расчет конструкций класса 3 должен как минимум учитывать правила
для класса 2Ь, Группа высокого риска. Расчет должен также включать
рассмотрение особо определенных инцидентов или обеспечение общей
живучести с помощью предусматривания вертикальных и горизонталь¬
ных связен, альтернативные пути нагружения или разработку ключевых
элементов, как описано в приложении Al настоящего Руководства. Си¬
стематический анализ риска может дать результат в улучшении требо¬
ваний к Группе высокого риска класса 2Ь или предусматриванию даль¬
нейших мер уменьшения угроз.
В.1. Введение
Анализ риска - это тема, обсуждаемая в приложении В EN 1991-1-7, кото¬
рая дает руководство для планирования и выполнения оценки риска для
зданий и инженерных сооружений. В ст. В.1 приведен схематический обзор
анализа риска. Он воспроизведен на рис. 7.1.
В.2. Определения
Даны следующие определения:
• последствие (consequence) в ст. В.2.1;
• сценарий угрозы (hazard scenario) в ст. В.2.2;
• риск (risk) в ст. В.2.3;
• критерии примелемости риска (risk acceptance criteria) в ст. В.2.4;
• анализ риска (risk analysis) в ст. В.2.5;
• оценка риска (risk evaluation) в ст. В.2.6;
• управление риском (risk management) в ст. В.2.7;
• нежелательное событие (undesired event) в ст. В.2.8.
Рекомендуется, чтобы читатель полностью ознакомился и усвоил эти
определения перед применением приложения В.
Два из этих определений повторены ниже, так как являются очень важ¬
ными для этой главы.
Риск, который является «мерой сочетания (обычно произведением) ве¬
роятности или частоты возникновения определенной угрозы и величины
последствий этой угрозы».
Анализ риска - «систематический подход к определению и/или расчету
риска. Анализ риска включает идентификацию нежелательных событий и
случаев, вероятностей и последствий этих событий» (см. рис. В.1 1991-1-7,
воспроизведенный здесь как рис. 7.1).
В.З. Определение предмета анализа риска
Эффективный анализ риска требует полностью определить:
• объект,
• исходные данные и
• цели.
316
Глава 7. Приложение В: Информация об анализе рисков
Рис. 7.1. Обзор анализа риска
Все:
• технические,
• экологические,
• организационные и
• человеческие обстоятельства, имеющие отношение к анализируемой
проблеме, должны быть представлены в достаточных подробностях.
Все:
• исходные предположения,
• допущения и
• упрощения,
• сделанные в связи с анализом риска, должны быть сформулированы.
В.4. Методы анализа риска
Как показано на рис. 7.1, есть два типа анализа риска. Первый, описатель- ст. В.4(1): 1991-1-7
ный (качественный), анализ риска исследует различные угрозы и их по¬
следствия; второй, численный (количественный), анализ может быть бо¬
лее строгим, но релевантным и практикуемым только при определенных
обстоятельствах.
Следует усвоить, что анализ риска не является точной наукой, и основ¬
ная польза получается при систематическом изучении и регистрации по¬
тенциальных угроз, уязвимости конструкции к этим угрозам и, при необ¬
ходимости, мер, которые можно принять для минимизации нежелательных
последствий. Таким образом, нет необходимости проводить весь комплекс
процедур для каждого отдельного типа зданий.
В.4.1. Качественный анализ риска
Качественный анализ риска - систематическое рассмотрение различных ст. В.4.1 (1):
сценариев угроз, регистрация того, что было рассмотрено, и воздействий, 1991-1-7
317
Часть 7. EN 1991-1-7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
которые надо учитывать. Более подробная информация об анализе риска
содержится в ссылках 12-14. Идентификация угроз и сценариев является
ключевой задачей для анализа риска. Это требует детального рассмотре¬
ния и понимания системы. Для того чтобы помочь инженеру в проведении
данной части анализа, разработаны различные техники (например, РИА,
HAZOP, дерево неисправностей, дерево событий, дерево решений, сети
причин и т. д.).
При анализе риска вначале следует определить потенциальные угрозы,
которым может подвергнуться здание.
При анализе риска в строительстве следующие условия могут, к при¬
меру, представлять угрозу для сооружения:
• высокие значения обычных воздействий;
• низкие значения прочности, возможно, от ошибок или непредвиденной
порчи;
• почвенные и другие окружающие условия, отличающиеся от принятых
в расчетах;
• аварийные воздействия, такие как пожар, взрыв, наводнение (включая
подмытие грунта), удар или землетрясение;
• неуказанные аварийные воздействия;
• возможные враждебные атаки на здание.
При определении различных сценариев угроз следует принимать во
внимание следующее:
• предполагаемые или известные временные воздействия на сооружение;
• окружающие условия;
• предполагаемый или известный режим инспекции сооружения;
• концепция сооружения, его подробный проект, материалы конструк¬
ции и вероятные точки уязвимости для повреждения или износа;
• последствия или тип и степень повреждения при определенных сцена¬
риях угроз.
Для каждой угрозы должен быть разработан профиль, включающий ве¬
личину, длительность, частоту, вероятность и размер угрозы. Заинтересо¬
ванные стороны (то есть контролирующие органы, собственник) должны
быть проконсультированы относительно угроз, которые включаются в рас¬
чет, может быть разумным решить исключить некоторые угрозы. Далее для
каждой угрозы необходимо понять, как она будет влиять на конструкцию
и какой удар нанесет содержимому здания, особенно обитателям здания
(непосредственно и в долгосрочном плане), а также, возможно, местному
сообществу. Это требует оценки уязвимости конструкции, содержимого и
экономической стоимости его функций.
Систематическая оценка уязвимости имущества к различным угрозам
должна обеспечивать основу для разработки стратегии проектирования,
возможно, устранения некоторых угроз, уменьшения других и расчета на
устойчивость к определенным угрозам. Для отдельных зданий меры жи¬
вучести для зданий класса 2В должны быть приняты в отношении неуста¬
новленных угроз (расчетные или конструктивные ошибки, неожиданный
износ, враждебные атаки и т. п.).
Когда риск определен, следует решить, приемлем ли он, или должны
быть определены меры по снижению риска. Для уменьшения риска могут
быть приняты следующие меры:
318
Глава 7. Приложение В: Информация об анализе рисков
• конструктивные меры — то есть разработка сверх прочных конструк¬
тивных элементов или проектирование вторых путей нагружения на
случай локальных разрушений;
• неконструктивные меры - то есть снижение вероятности события, ин¬
тенсивности воздействия или его последствий.
В некоторых ситуациях могут быть конфликтующие требования для
различных угроз, и это следует тщательно учитывать. Например, приме¬
нение окон из слоистого стекла может снизить повреждение от внешних
взрывов (обычно детонации), но послужит увеличению давлений при вну¬
тренних взрывах (дефлаграция).
Результаты анализа риска должны быть представлены в виде списка по¬
следствий и вероятностей, и их степень приемлемости должна быть обсуж¬
дена. Вероятности могут быть представлены в относительных терминах, то
есть высокая, средняя, низкая, если отсутствует более подробная инфор¬
мация. Должны даваться рекомендации по мерам для уменьшения риска,
естественно вытекающим из анализа риска.
Необходимо собрать результаты работы и данные для различных ре¬
шений в письменный отчет, который может быть рецензирован другим
экспертом. Отчет необходимо периодически переоценивать или делать
это при изменении обстоятельств, которые могут повлиять на опреде¬
ленные угрозы и, таким образом, потребовать иных мер по уменьшению
риска.
В.4.2. Количественный анализ риска
В количественной части анализа риска должны быть оценены вероятности
нежелательных событий и их последствий. Оценки вероятностей обычно,
по крайней мере частично, основаны на экспертных суждениях и могут по
этой причине заметно отличаться от реальных частот аварий. Если авария
может быть выражена численно, риск может быть представлен как мате¬
матическое ожидание последствий нежелательного события. Возможный
способ представления рисков показан на рис. 7.2.
В строгой математической оценке математические расчеты используют¬
ся для определения ожидаемых последствий от всего разнообразия угроз.
Это дает потенциально более точную картину риска (и выгод от его избе¬
жания), по сравнению с качественным методом, при условии что базовые
данные, относящиеся к риску, достаточны для гарантирования точности
математического подхода.
Поэтому важно рассмотреть, достаточна ли информация для того, что¬
бы сделать такой количественный анализ риска стоящим. Статистические
данные о внутренних взрывах в жилых домах в Великобритании, вероятно,
так же подробные, как и любые другие статистические данные по опреде¬
ленному эпизодическому воздействию. Тем не менее, считается Эллисом13,
что еще невозможно определить интенсивность взрыва газа с достаточной
уверенностью, за исключением взрывов в одной комнате, которые могут
быть менее тяжелыми, чем многокомнатные взрывы. Таким образом, для
этой важной угрозы аварийного воздействия все еще неблагоразумно пи¬
тать какое-либо доверие к количественному анализу. Количество и качество
данных для проведения таких анализов являются первым предметом рас¬
смотрения.
ст. В.4.1(1);
1991-1-7
319
Часть 7. EN 1991 -1 -7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
Тяжелые
X
Большие
X
Средние
X
Малые
X
Очень малые
X
Последствия
0,00001
0.001
0,001
0,01
>0.1
Вероятность
* Представляет максимально приемлемые уровни риска
Классификация: Тяжесть потенциальной аварии устанавливается для каждого сценария
угрозы и классифицируется так: тяжелые, большие, средние, малые, очень малые:
• тяжелые; внезапное разрушение конструкции происходит с большими потенциальными
жертвами и травмами.
• большие: разрушение части (частей) конструкции с большим потенциалом частичного
обрушения и некоторым потенциалом травм и увечий.
• средние: разрушение части конструкции. Общее или частичное обрушение маловероятны
Небольшой потенциал травм и увечий.
• малые: местное разрушение.
• очень малые: местное разрушение небольшого значения.
Рис. 7.2. Возможное представление результатов количественного
анализа риска
Допущения, на которых основан количественный анализ риска, должны
быть пересмотрены, когда доступны результаты анализа. Чувствительности
факторов, использованные в анализе, должны быть квантифицированы.
ст. В.5.1(1):
1991-1-7
ст. В.5.1(2):
1991-1-7
ст. В.5.1(3):
1991-1-7
ст. В.5.1(4):
1991-1-7
В.5. Приемлемость риска и меры по снижению
риска
Когда уровень риска определен, то могут быть приняты решения, следу¬
ет ли принимать меры (конструкционные или неконструкционные) для
уменьшения риска.
Принцип ALARP (настолько низкий, насколько практически разум¬
но) - метод, обычно применяемый при рассмотрении приемлемости риска.
В соответствии с этим принципом определены два уровня риска:
1) если риск ниже нижней границы области допустимого (то есть
ALARP) риска, то мер по уменьшению риска не требуется;
2) если риск выше верхней границы области допустимого, то риск счита¬
ется неприемлемым.
Если риск находится между верхней и нижней границами, должно быть
найдено экономически оптимальное решение.
При оценке риска определенного периода времени, относящегося к ава¬
рийному событию, на основе последствий может быть применен советую¬
щий коэффициент уменьшения.
Уровни приемлемости риска необходимо будет определить и формули¬
ровать на основе двух следующих критериев приемлемости, касающихся
320
Глава 7. Приложение В: Информация об анализе рисков
индивидуального уровня приемлемости риска и социально приемлемого
уровня риска:
1) индивидуальный уровень приемлемости риска: индивидуальный риск
обычно выражают как доля случаев со смертельным исходом. Они мо¬
гут быть выражены как годовая вероятность смертности или как веро¬
ятность на единицу времени одиночной смерти при действительной
занятости какой-либо специфической деятельностью;
2) социальная приемлемость риска: социальная приемлемость риска
для человеческой жизни, которая может меняться со временем, часто
представляется как кривая F-N, показывающая максимальную еже¬
годную вероятность Fинцидента с более чем Nжертвами.
Могут быть использованы альтернативные концепции, такие как:
• величина предупрежденной смертности (VPF) или
• индекс качества жизни.
Уровни приемлемости риска обычно должны быть указаны для соответ¬
ствующего индивидуального проекта и могут быть определены из:
• национальных правил и требований;
• национальных стандартов и норм;
• опыта и/или теоретического знания, которые могут быть использованы
как основа для решений по приемлемому риску.
Критерии приемлемости риска могут быть выражены качественно или прим. кст. В.5.1(4):
численно (количественно). 1991-1-7
В случае качественного анализа риска могут быть использованы следу- ст- В.5.1(5):
ющие критерии: 1991-1-7
• общая цель должна быть минимизировать риск без существенного уве¬
личения расходов;
• для последствий в пределах вертикально заштрихованной области на
рис. 7.3 риск, связанный со сценарием, может быть обычно приемлемым;
Рис. 7.3. Матрица риска для результатов качественного анализа риска.
(Примечание: тяжесть потенциальной аварии идентична данной
на рис. 7.2. Вероятности могут быть такими же (на основе годичной
вероятности или происхождения события))
321
Часть 7. EN 1991-1-7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
ст. В.6.Ц1):
1991-1-7
ст. B.7.1J1):
1991-1-7
ст. 8.8.1(1):
1991-1-7
ст. В.8.1 (2):
1991-1-7
ст. В.8.1 (3):
1991-1-7
ст. В.8.1 (4):
1991-1-7
• для последствий в пределах диагонально заштрихованной области на
рис. 7.3 необходимо принимать решение, приемлем ли риск и надо ли
принимать меры по снижению с приемлемой стоимостью;
• для последствий, рассматриваемых как неприемлемые (в пределах го¬
ризонтально заштрихованной области на рис. 7.3), должны быть при¬
няты необходимые меры по снижению риска (см. раздел В.6).
В.6. Меры по снижению риска
Если риск неприемлем, могут быть выбраны одна или более мер по умень¬
шению риска.
• Устранение или снижение угрозы. Это может быть достигнуто с помо¬
щью соответствующей конструкции, изменения концепции конструк¬
ции и проведением мер, противостоящих угрозе, и т. д.
• Обход утрозы. Это может быть достигнуто изменением концепции
конструкции или населенности, например защитой конструкции, уста¬
новкой систем пожаротушения и т. д.
• Контролирование угрозы. Это может быть достигнуто контрольными
проверками, системами мониторинга и сигнализации.
• Преодоление угрозы. Это может быть достигнуто созданием увели¬
ченных резервов прочности или живучести, альтернативными путями
нагружения за счет конструктивной избыточности или устойчивостью
к износу и т. п.
• Разрешение управляемого разрушения конструкции, где вероятность
травм и жертв может быть снижена, например для удара в осветитель¬
ные столбы или светофорные мачты.
В.7. Повторное рассмотрение
Как указано на рис. В.1 (см. рис. 7.1), для результатов анализа риска,
которые должны быть приемлемыми, проект и допущения могут быть
пересмотрены и заново оценены в зависимости от сценариев, пока не ста¬
нет возможным принять конструкцию и выбранные меры уменьшения
риска.
В.8. Сообщение результатов и выводов
Сообщение результатов и выводов заинтересованным лицам без неясно¬
стей является важным, так как содержит подробную запись работы.
Результаты качественного или (если есть) количественного анализа
должны быть представлены как перечень последствий и вероятностей,
а степень их приемлемости должна быть сообщена всем заинтересованным
лицам.
Все данные, использованные при проведении анализа, и их источники
должны быть записаны.
Все важные допущения, предположения и упрощения должны быть
суммированы, так чтобы обоснованность и ограничения анализа риска
были ясны и записаны.
Рекомендации по мерам снижения риска должны быть сформулирова¬
ны и основаны на выводах из анализа риска.
322
Глава 7. Приложение В: Информация об анализе рисков
В.9. Применение к зданиям и инженерным
сооружениям
Введение в В.9
Этот раздел касается практического применения разделов В. 1-В.8 к зда¬
ниям и инженерным сооружениям. Данное Руководство рассматривает
только примеры зданий, данные в приложении В EN 1990.
В.9.1. Общие сведения
Для снижения риска чрезвычайных событий в зданиях (и инженерных соо¬
ружениях) проект должен рассматривать одну или более из следующих мер:
(a) конструкционные меры, когда конструкция и элементы конструкции
разрабатываются имеющими резервы прочности или альтернативные
пути нагружения на случай локальных разрушений (то есть стратегия,
основанная на ограничении размера локального разрушения, как опи¬
сано в разделах 3.1 EN 1991-1-7 и Руководства);
(b) неконструкционные меры, которые могут включать снижение:
• вероятности происхождения события;
• интенсивности воздействия;
• последствий аварии.
Вероятность возникновения аварийного и чрезвычайного воздействий
(например, воздействий пожара, землетрясения, удара, взрыва, экстре¬
мальных климатических воздействий) должна рассматриваться в рамках
возможных сценариев угроз. Последствия каждого должны быть оценены
в понятиях количества жертв и экономических потерь. Детальная инфор¬
мация дается ниже в разделах В.9.2 и В.9.3.
Указанный подход (раздел В9.2) в общем случае более подходит для ава¬
рийных и чрезвычайных событий, представляющих собой прогнозируемые
угрозы. Подход менее пригоден для непредвиденных угроз, возникающих
от, например, ошибок расчетов и проектирования и неожиданного износа.
По этой причине разработаны более глобальные стратегии допустимого
разрушения (см. приложение А), например требования достаточной вязко¬
сти и связывание элементов.
В этом отношении рассмотреть ситуацию, когда элемент конструкции
(например, балка, колонна) поврежден в результате происшествия, так что
он потерял свою нормальную несущую способность. Применяя стратегию,
основанную на ограничении размера локального разрушения, описанную
в разделе 3.1, остальная часть конструкции (на сравнительно короткий пе¬
риод времени, определенный как период ремонта T) должна выдерживать
«нормальные» нагрузки с некоторой определенной надежностью, как веро¬
ятностно показано в выражении (В.1):
F\R <Е в период T| один элемент удален) < Ptiuget, (В.1)
где R - устойчивость элемента и E- эффекты воздействий.
Целевая надежность Ptarget зависит от:
• нормальной цели безопасности для здания;
ст. В.9.1(1):
1991-1-7
ст. В.9.1(2):
1991-1-7
ст. В.9.1(3):
1991-1-7
ст. В.9.1(3):
1991-1-7
323
Часть 7. EN 1991-1-7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
ст. В.9.1 (4):
1991-1-7
а. В.9.1 (5):
1991-1-7
а. В.9.2(1):
1991-1-7
ст. В.9.2(2):
1991-1-7
• рассматриваемого периода времени (часы, дни или месяцы);
• вероятности, что рассматриваемый элемент удален (по причинам,
иным, чем уже рассмотрены в проекте).
Для обычных сооружений (например, использующих традиционные ма¬
териалы, и типов по классификации последствий 1,2а и 2Ь в табл. Al при¬
ложения А) все возможности обрушения должны быть включены в проект.
Там, где это может быть подтверждено, и для некоторых случаев, по согла¬
сованию с заказчиком и надзорными органами, случаи, имеющие только от¬
даленную вероятность появления, могут не рассматриваться. Должен при¬
ниматься подход, данный в В.9.1(2). Во многих случаях, с целью избежания
сложного анализа, можно использовать стратегию, данную в В.9.1(3).
Для нетиповых сооружений (например, очень большие сооружения,
использующие новые концепции или новые материалы) вероятность по¬
явления ряда неуказанных причин разрушения должна рассматриваться
непременно. Должен использоваться комбинированный подход методов,
описанных в В.9.1 (2) и В.9.1(3).
В.9.2. Анализ риска в строительстве
Анализ риска для конструкций, подверженных аварийным воздействиям,
может быть проведен с использованием трех шагов, объясняемых ниже,
взяв рис. 7.4 в качестве примера:
1. Шаг 1, когда проводится оценка вероятности возникновения различ¬
ных угроз и их интенсивностей (рис. 7.4(a)).
2. Шаг 2, когда проводится оценка вероятности различных степеней
разрушения и соответствующих последствий для данных угроз (рис.
7.4(b)).
3. Шаг 3, когда проводится оценка вероятности неадекватного поведе¬
ния поврежденной конструкции и соответствующих последствий
(рис. 7.4(c)).
ШагЗ
Шаг 1; Идентификация и моделирование угроз и оценка вероятности возникновения
различных угроз с различными интенсивностями.
Шаг 2: Оценка повреждения конструкции от различных угроз и оценка вероятности
различных состояний повреждения и соответствующих последствий для данных угроз.
Шаг 3: Оценка поведения поврежденной конструкции и оценка вероятности неадекватного
поведения поврежденной конструкции и соответствующих последствий.
Рис. 7.4. Иллюстрация шагов при анализе риска для сооружений,
подверженных аварийным воздействиям
В соответствии с приложением В EN 1991-1-7 общий риск R оценива¬
ется как:
324
Глава 7. Приложение В: Информация об анализе рисков
R - i>(4)E Ер(ОД)р<5Д)С(5,), (В.2)
i-l J к-I
где:
• принимается, что сооружение подвергается ^различным угрозам;
• что угрозы могут повредить сооружение Nd различными способами
(может зависеть от рассматриваемых угроз);
• что поведение поврежденной конструкции может быть описано Ns раз¬
личных состояний Sk с соответствующими последствиями C(Sk);
• P(Hi) - вероятность возникновения (в течение опорного интервала вре¬
мени) /-й угрозы;
• P(DjHi) - условная вероятность j-го состояния повреждения, вызван¬
ного у й угрозой;
• pSjDj - условная вероятность к-го неблагоприятного поведения кон¬
струкции S в поврежденном состоянии.
P(Sl^Dj) и C(Sk) могут быть сильно зависимыми от времени (например,
в случае пожара и эвакуации соответственно), и общий риск должен быть
оценен и сравнен с приемлемыми рисками.
Выражение (В.2), хотя в первую очередь является основой оценки ри¬
ска сооружений, подвергающихся редким и аварийным нагрузкам, может
быть также применено к сооружениям, подвергающимся обычным на¬
грузкам.
Экономическая осуществимость оценки риска может быть принята во
внимание использованием различных стратегий для контроля и уменьше¬
ния риска. Например:
• риск может быть снижен уменьшением вероятности угроз, то есть сни¬
жением р(Н). Риск взрывов в зданиях может быть снижен удалением
взрывоопасных материалов из здания;
• риск может быть снижен снижением вероятности значительных по¬
вреждений для данной угрозы, то есть р(ЦН). Например, повреждение
от пожара может быть уменьшено пассивными и активными мерами
контроля (например, пенной защитой стальных элементов и системами
пожаротушения);
• риск может быть снижен уменьшением вероятности неблагоприятного
поведения при данном повреждении конструкции, то есть p(S\D). Это
может быть сделано разработкой конструкций с существенным уров¬
нем избыточности, таким образом, имеющих альтернативные пути на¬
гружения при изменении конструкции от повреждения.
В.9.3. Моделирование риска чрезвычайных событий
BSi 3.1. Общий формат
Как часть анализа риска должны быть исследованы потенциальные чрез¬
вычайные угрозы, такие как землетрясения, взрывы, столкновения и т. д.
Общая модель для таких событий может состоять из следующих компо¬
нентов (см. рис. 7.5):
• начальное событие в некотором месте в некоторый момент времени;
• значение M энергии, вовлеченной в событие, и, возможно, некоторые
другие параметры;
прим. 1
кст. В.9.2(2):
1991-1-7
прим. 2
к ст. В.9.2(2):
1991-1-7
ст. В.9.2(3):
1991-1-7
325
Часть 7. EN 1991-1 -7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
ст. В.9.3.1(1):
1991-1-7
ст. В.9.3.1(2):
1991-1-7
ст. В.9.3.2:
1991-1-7
ст. В.9.3.3:
1991-1-7
,'H
/
/
*
/
/
✓
✓
S- Сооружение
H: Событие с величиной M в момент (
Рис. 7.5. Компоненты для моделирования чрезвычайного события
• физические взаимодействия между событием, окружающей средой и
сооружением, приводящие к превышению некого предельного состоя¬
ния в конструкции.
Возникновение запускающего события для угрозы H в В.9.3.1(1) может
часто моделироваться как события в пуассоновском случайном процессе
интенсивности X(t, х) на единицу объема и времени, t представляет момент
времени, а х - и положение в пространстве (дг„ х2, лг3). Вероятность возник¬
новения разрушения в период времени Tтогда составит (для постоянных и
малых вероятностей) по выражению (В.З):
Pj(T) = N [ P(F\M - m)fjjń)dm, (В.З)
J О
где:
NsxXT общее количество релевантных запускающих событий в рассма¬
триваемый период времени;
IiJjn) функция плотности вероятности случайного значения Mугрозы.
Вероятность разрушения может зависеть от расстояния между соору¬
жением и местом угрожающего события. В этом случае необходимо явное
интегрирование по интересующим площади или объему.
B.93J2. Применение к удару транспортного средства
В этой статье даны указания по определению вероятности разрушения
в случае удара транспортного средства, движущегося по направлению до¬
роги, сохраняющего свой курс на критическом месте с достаточной скоро¬
стью. За остальными рекомендациями, необходимыми для расчета, чита¬
тель должен обратиться к ст. В.9.3.2 приложения В EN 1991-1-7.
В.9.3.3. Применение к удару корабля
В этой статье даны указания по определению вероятности разрушения
в случае удара корабля. Эта статья относится в большей степени к несущим
конструкциям мостов, поэтому в данном Руководстве не рассматривается.
При необходимости читатель должен обратиться к ст. В.9.3.3 приложения
BEN 1991-1-7.
326
Глава 7. Приложение В: Информация об анализе рисков
В.9.4. Руководство по применению анализа риска
к удару железнодорожного транспорта
В ст. В.9.4(1) приведен весьма полный перечень обстоятельств, которые
должны быть учтены при оценке риска для людей при сходе поезда с рельс
на подходе к сооружениям класса А, когда максимально разрешенная ско¬
рость выше 120 км/ч, и сооружениям класса В. Сооружения класса А и В
определены в табл. 4.3 EN 1991-1-7 и настоящего Руководства. Больше ука¬
заний по этим факторам не требуется.
В ст. В.9.4(2) дается весьма полный перечень обстоятельств, которые
должны быть учтены для сооружений класса В отдельно или в комбинации
для определения необходимых мер по снижению риска для людей при схо¬
де поезда с рельс на подходе к сооружению. Сооружения класса В опреде¬
лены в табл. 4.3 EN 1991-1-7 и настоящего Руководства. Больше указаний
по этим факторам не требуется.
ст. В.9.4(1):
1991-1-7
ст. 8.9.4(2):
1991-1-7
327
Глава 8
Приложение C
(справочное):
Динамический
расчет удара
Эта глава посвящена правилам, относящимся к информации по динамиче¬
скому расчету удара в приложении C EN1991-1-7: Еврокод 1 - Воздействия
на сооружения: Часть 1.7: Основные воздействия - Аварийные воздействия'.
Материал, описанный в данной главе, соответствует следующим статьям:
Введение в эту главу
Приложение C в основном применимо к несущим конструкциям мо¬
стов и их настилам. В настоящей главе Руководства будет обсуждена
информация по динамике удара, данная в EN 1991-1-7. Если читателю
требуется информация по динамике удара автомобилей и кораблей, она
рассматривается в руководстве по мостам (Thomas Telford Designers’
Guide on Actions on Bridges (Руководство для проектировщиков no воз¬
действиям на мосты)).
• Общие положения
• Динамика удара
• Удар автотранспортного средства
• Удар корабля
Статья С.1:1991-1-7
Статья С.2:1991-1-7
Статья С.3:1991-1-7
Статья С.4:1991-1-7
Часть 7. EN 1991 -1-7: Еврокод 1; Часть 1.7: Аварийные воздействия
ст.С.1(1): 1991-1-
ст. С. 1(2): 1991-1-7
прим. кст. С. 1(2):
1991-1-7
ст. С. 1(3): 1991-1-7
ст. С.2(1): 1991-1-7
ст. С.2.1(1):
1991-1-7
ст. С.2.1(2):
1991-1-7
С.1. Общие положения
Удар, в контексте EN 1991-1-7, - явление взаимодействия между движу¬
щимся объектом и сооружением, в котором кинетическая энергия дви¬
жущегося объекта мгновенно преобразуется в энергию деформации. Для
определения сил динамического взаимодействия должны быть определе¬
ны механические свойства как объекта, так и сооружения.
Во многих случаях для расчета обычно применяют статические экви¬
валентные силы (например, указанные в главе 4 EN 1991-1-7 и настоящей
части Руководства).
Расширенный расчет сооружений на устойчивость к воздействиям уда¬
ра может явно включать один или более из следующих аспектов:
• динамические эффекты;
• нелинейное поведение материалов.
В данном приложении C дается руководство только по динамическим
эффектам.
Информация по вероятностным аспектам и анализу последствий может
быть получена из приложения С.
Статья С. 1(3) комментариев не требует, так как она применима главным
образом для мостов, указания могут быть получены из руководства по мо¬
стам (Thomas Telford Designers’ Guide on Actions on Bridges (Руководство
для проектировщиков к воздействиям на мосты)).
С.2. Динамика удара
Удар характеризуется как:
• жесткое соударение, когда энергия в основном рассеивается ударяю¬
щим телом;
• мягкое соударение, когда конструкция сооружения рассчитана дефор¬
мироваться для поглощения энергии удара.
С.2.1. Жесткое соударение
Для жесткого удара эквивалентные статические силы могут быть получены
из главы 4 ст. 4.3-4.7 EN 1991-1-7 или настоящего Руководства. В качестве
альтернативы может быть проведен приближенный анализ динамики в со¬
ответствии с упрощенными приближениями, данными ниже в ст. С.2.1 (2)
и (3).
Для анализа жесткого удара сделаны следующие допущения:
• сооружение является жестким и неподвижным;
• сталкивающийся объект деформируется линейно во время фазы удара.
Максимальная динамическая сила взаимодействия дана выражением
(С.1)
F-v^lkm, (Ql)
где:
Ur скорость объекта в момент удара;
k эквивалентная упругая жесткость объекта (то есть отношение между си¬
лой F и общей деформацией);
т масса сталкивающегося объекта.
330
Глава 8. Приложение С: Динамический расчет удара
Сила удара может быть рассмотрена как прямоугольный импульс на по¬
верхности сооружения. В этом случае длительность импульса следует из:
Fbt - то или Лt — 'im/k. (С.2)
При необходимости может быть применено ненулевое время нараста¬
ния (см. рис. С.1).
Если сталкивающийся объект моделируется как эквивалентный объект
с равномерным поперечным сечением (см. рис. 8.1), для определения кит
должны использоваться выражения (С.З) и (С.4):
k - £4/1; (С.З)
т - pAL, (С.4)
где:
L длина ударяющего объекта;
А площадь поперечного сечения;
E модуль упругости;
р плотность ударяющего объекта.
Статья С2.1 (3) не требует дополнительной информации.
R А, Е. L
1
динамическая сила
взаимодействия
Рис. 8.1. Модель удара
С.2.2. Мягкое соударение
Для случая, когда сооружение считается упругим, а ударяющий объект -
жестким, применимо выражение в разделе С.2.1, с к, являющейся жестко¬
стью сооружения.
Для случая, когда сооружение спроектировано поглощать энергию уда¬
ра с помощью пластических деформаций, конструкция должна быть такой,
что вязкость сооружения способна поглотить общую кинетическую энер¬
гию сталкивающегося объекта, данную ниже:
‘/2гягг2.
Для случая жестко-пластического отклика сооружения требование, дан¬
ное выше, удовлетворяется условием выражения (С.5):
V2 mv}<,F^0, (С.5)
где:
Fa пластическая прочность сооружения, то есть предельное значение ста¬
тической силы F,
ст. С.2.1 (3):
1991-1-7
ст. С.2.20):
1991-1-7
331
Часть 7. EN 1991-1-7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
прим. кст. С.2.2(2):
1991-1-7
ст. С.2.2(2):
1991-1-7
ст. С.3:1991-1-7
ст. С.4:1991-1-7
у„ деформационная способность, то есть перемещение точки удара, кото¬
рое может дать сооружение.
Статья С2.2 (2) не требует дополнительной информации.
С.3. Удар автотранспортных средств
Раздел С.3 посвящен удару автотранспортных средств, силы удара кото¬
рых, используемые в расчете, даны в разделе 4.3 настоящей части Руко¬
водства.
Альтернативный метод определения силы удара дан в С.3 EN 1991-1-7, и
читатель, если требуется, может использовать его. Однако этот раздел при¬
меним более к несущим конструкциям мостов и их настилам, информация
по ним дана в руководстве по мостам (Thomas Telford Designers’ Guide on
Actions on Bridges (Руководство для проектировщиков no воздействиям на
мосты)).
С.4. Удар кораблей
Раздел С.4 посвящен удару корабля на речных и морских путях.
Этот раздел применим более к несущим конструкциям мостов и их на¬
стилам, информация по ним дана в руководстве по мостам (Thomas Telford
Designers’ Guide on Actions on Bridges (Руководство для проектировщиков
no воздействиям на мосты)).
332
Глава 9
Приложение D
(справочное):
Внутренние взрывы
Эта глава посвящена правилам, относящимся к внутренним взрывам в при¬
ложении D EN1991-1-7:Еврокод 1 - Воздействия на сооружения: Часть 1.7:
Основные воздействия - Аварийные воздействия'. Материал, описанный
в этой главе, соответствует следующим статьям:
• Взрывы пыли в помещениях, сосудах Статья D. 1:1991-1-7
и бункерах
• Взрывы природного газа Статья D.2:1991-1-7
• Взрывы в автомобильных и железнодорожных Статья DJ: 1991-1-7
тоннелях
Введение в приложение D
В этой главе по приложению D используются следующие определения.
• Дефлаграция - распространение зоны горения со скоростью, мень- ст. 1.5.3:1991-1-7
шей скорости звука в среде.
• Детонация- распространение зоны горения со скоростью, большей а. 1.5.4:1991-1-7
скорости звука в среде.
• Вентиляционная панель - неконструктивный элемент (стена, перс- ст. 1.5.17:1991-1-7
крытие, потолок) с ограниченной прочностью, предназначенный для
сброса развивающегося при дефлаграции давления с целью сниже¬
ния давления на части конструкции здания.
Часть 7. EN 1991-1-7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
CT. D.1(1): 1991-1-7
прим. 1 кст. D.1(1):
1991-1-7
прим. 2 к ст. 0.1(1):
1991-1-7
прим.Зкст. D. 1 (1):
1991-1-7
ст. D. 1(2): 1991-1-7
ст. D.1 (3): 1991-1-7
D.1. Взрывы пыли в помещениях, сосудах
и бункерах
Если в расчете рассматриваются взрывы в помещениях, сосудах и бунке¬
рах, тип пыли представлен параметром Kst, который характеризует поведе¬
ние взрыва в замкнутом объеме для каждого типа пыли.
Высокие значения Kst ведут к высоким давлениям и короткому времени
нарастания давления внутреннего взрыва. Значение Kst зависит от таких
факторов, как изменения химического состава, размер частиц и содержа¬
ние влаги. Пример справочных значений Kst дан в табл. 9.1 настоящего Ру¬
ководства. Таблица содержит весь перечень типов пыли из EN 1991-1-7,
но значения Kst для всех типов пыли следует смотреть в приложении D
EN 1991-1-7.
Примечание 2 к ст. D.4(l) не требует дополнительных комментариев.
Примечание 3 к ст. D.4(l) не требует дополнительных комментариев.
В ст. D.l(2) имеется выражение (D.1), не приведенное здесь, для опре¬
деления площади вентиляции (Л) кубических или вытянутых помещений,
сосудов и бункеров для взрывов пыли в одном помещении. Площадь венти¬
ляции (А), при определении по выражению (D.1), зависит от приведенных
ниже параметров:
• Ртах - максимальное давление пыли;
• Kst - индекс дефлаграции для облака пыли, см. табл. D.1;
• Pndaax ~ ожидаемое максимальное сниженное давление в вентилиро-
ванном сосуде;
• Pstai - статическое давление активации при размере существующих вен¬
тиляционных площадей;
• V- объем помещения, сосуда, бункера.
При использовании выражения (D.1) следует помнить, что оно верно
только с ограничениями, изложенными в ст. D.l(2) приложения D EN
1991-1-7.
Кроме того, при определении площади вентиляции А с помощью выра¬
жения (D.1) следует обращать внимание на единицы измерения использу¬
емых параметров.
В ст. D.l(3) дается выражение (D.2), не приведенное здесь, для опре¬
деления площади вентиляции (А) прямоугольных помещений. Площадь
вентиляции (Л), при определении по выражению (D.2), зависит от приве¬
денных ниже параметров:
• Pmax - максимальное давление пыли;
• Kst- индекс дефлаграции для облака пыли, см. табл. D.1;
• Рвт - расчетная прочность конструкции;
• Pstot - статическое давление активации при размере существующих вен¬
тиляционных площадей;
• V- объем прямоугольного помещения.
При использовании выражения (D.2) следует помнить, что оно верно
только с ограничениями, изложенными в ст. D.l(3) приложения D EN
1991-1-7.
Кроме того, при определении площади вентиляции А с помощью выра¬
жения (D.2) следует обращать внимание на единицы измерения использу¬
емых параметров.
334
Глава 9. Приложение D: Внутренние взрывы
Статью D.l(4) следует использовать для вытянутых помещений для ст. D.1(4): 1991-1-7
определения вентиляционной площади при геометрических параметрах,
данных в этой статье.
Таблица 9.1 Значения Kst для пыли
Тип пыли
Kst, кН/м2 ж м/с
Бурый уголь
18 000
Целлюлоза
27 000
Кофе
Кукуруза, дробленая кукуруза
Кукурузный крахмал
9000
Зерно
13 000
Сухое молоко
Каменный уголь
Фураж, смесь
Бумага
Гороховая мука
Пигмент
Резина
Ржаная мука, пшеничная мука
Соя
16 000
Сахар
15 000
Стиральный порошок
27 000
Древесина, древесная мука
22 000
D.2. Взрывы природного газа
В этой статье приведены указания для зданий, в которых имеется при¬
родный газ. В подобных ситуациях конструкция может быть рассчитана
на устойчивость к эффектам взрыва природного газа с использованием
номинального эквивалентного статического давления, определяемого по
уравнениям (D.4) и (D.5):
Большее из значений:
Pd-Z+Psax (D.4)
или
Pd- 3 + PstaJI + OMAAJVf, (D.5)
где:
Psuu равномерно распределенное статическое давление, при котором сра¬
батывают вентиляционные компоненты, кН/м;
Av площадь вентиляционных компонентов, м2;
V объем прямоугольного помещения (м3).
Выражения (D.4) и (D.5) применимы для помещений общим объемом ст. D.2(1): 1991-1-7
до 1000 м3.
Давление дефлаграции принимается действующим одновременно на все прим, к ст. 0.2(1):
несущие поверхности помещения. 1991-1-7
335
Часть 7. EN 1991 -1 -7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
CT. D.2(2): 1991-1-
ст. D.2(3): 1991-1-
ст. D.3(1): 1991-1
Для помещений, имеющих различные вентиляционные компоненты
с различными значениями ряа(, в расчете принимается наибольшее значе¬
ние^.
7 Если определенное значениеоказалось больше 50 кН/м2, оно не при¬
нимается в расчет, а используется значение 50 кН/м2.
7 При использовании выражений (D.4) и (D.5) соотношение площади
вентиляционных компонентов (Av) и объема (V) должно удовлетворять
выражению (D.6):
0,05(l/m) < Ap/V<0,15. (D.6)
D.3. Взрывы в автомобильных
и железнодорожных тоннелях
7 В этой ст. D3 даны выражения для определения зависимости давления от
времени в автомобильных и железнодорожных тоннелях в случае детона¬
ции и дефлаграции. Эти статьи не применимы к зданиям, поэтому данное
Руководство рекомендует читателю обратиться к руководству по мостам
(Thomas Telford Designers’ Guide to Actions on Bridges (Руководство для
проектировщиков no воздействиям на мосты)).
336
Ссылки к части 7
Ссылки к части 7
1. EN 1991-1-7:2006. Eurocode I - Actions on Structures - Part 1-7: General
Actions - Accidental actions.
2. Calgarol J.-A., Tschumi1 M. and Gulvanessian, H., Designers’ guide to EN
1991 for bridges. Actions on bridges. Thomas Telford, London, 2002.
3. Gulvanessian, H., Calgaro, J.-A. and Holicky., M. Designers’ guide to EN
1990 Eurocode: Basis of design. Thomas Telford, London, 2002.
4. ISO. ISO 2394:1998. General principles on reliability. ISO, Gene, ve, 1998.
5. ISO. ISO 3898:1997. Basis for the design of structures - notation - general
symbols. ISO, Gene, ve, 1997.
6. ISO. ISO 8930:1987. General principles on reliability for structures - list of
equivalent terms. ISO, Gene, ve, 1987.
7. BS 8110: Structural use of concrete. Rirt I - 1997 Structural use of plain,
reinforced and prestressed concrete. Part 2 - 1985 Code of practice for
special circumstances. BSI, London.
8. BS 5950: Structural use of steelwork in building. Part I - Code of practice
for design - Rolled and welded sections. BSI, London, 2000.
9. BS 5628: Code of practice for use of masonry. Part I - Structural use of
unreinforced masonry. BSI, London, 1992.
10. Reid, Stuart, G. Perception and communication of risk, and the importance
of dependability. Structural Safety 21. Elsevier Science, 1999, pp. 373-384.
11. UIC777-2R.Structuresbuiltoverrailway lines - Constructionrequirements
in the track zone - Edition: 2. Union Internationale de Chemins de Fer, Rai¬
lway Technical Publications (ETF), 2002.
12. Mainstone, R. J., Nicholson, H. G. and Alexander, S. J. Structural Damage
in Buildings Caused by Gaseous Explosions and Other Accidental Loadings.
BRElWatford, 1978.
13. Mainstone, R. J. The Response of Buildings to Accidental Explosions. BRE,
Garston, Watford, 1976.
14. Allottand Lomax. Guidanceon robustness and provision against accidental
actions. CLG internal report, ref: CI/21/2/66, London, May, 1999.
15. BSI. BS 5628: Code of practice for use of masonry. Part I - 1992. Structural
use of unreinforced masonry. BSI, London, 1992.
16. BSI. BS 5850: Structural use of steelwork in building. Part I - 2000. Code
of practice for design - rolled and welded sections. BSI, London, 2000.
17. BSI. BS 8110: Structural use of concrete. Part I - 1992. Structural use of
plain, reinforced and prestressed concrete. BSI, London, 1992.
18. BSI. BS 8110: Structural use of concrete. Part 2 - 1985. Code of practice for
special circumstances. BSI, London, 1985.
19. Proposals for Amending Part A - Structure. A Consultation Package Avai¬
lable to the ODPM.
20. BS 6399:1996. Loading for buildings. Part I. Code of practice for dead and
imposed loads. BSI, London, 1996.
21. Approved document A (2004) of the Building Regulations for England and
Wales. HMSO, London, 2004.
22. CIB WG 32. A framework for risk management and risk communications.
CIB1 CIB Report 259, Rotterdam.
337
Часть 7. EN 1991-1-7: Еврокод 1: Часть 1.7: Аварийные воздействия
23. Ellis, В. R. and Currie, D. М. Gas explosions in buildings in the UK - regu¬
lation and risk. The Structural Engineer, 76, No. 19,1998.
24. FEMA386-2. Understandingyourrisks- Identifyinghazardsandestimating
losses. US Federal Emergency Management Agency, August 2001, USA.
338
Учебное издание
Гульванесян Хейг, Формичи Паоло, Калгаро Жан-Арманд
при участии Джеоффа Хардинга (часть 7)
РУКОВОДСТВО ДЛЯ ПРОЕКТИРОВЩИКОВ К ЕВРОКОДУ 1:
ВОЗДЕЙСТВИЯ НА СООРУЖЕНИЯ
РАЗДЕЛЫ EN1991-1-1 и с 1991-1-3 по 1991-1-7
Научные редакторы перевода
канд. техн. наук НА. Попов, канд. техн. наук И.В. Лебедева
при участии канд. физ.-мат. наук ИА. Кириллова (часть 7)
Подписано в печать 11.10.2011. Формат 70x100 1/16.
Бумага офсетная. Печать офсетная.
Усл.-печ. л. 31,875. Тираж 750 экз.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Московский государственный строительный университет»
129337, г. Москва, Ярославское шоссе, 26