Надежность строительных конструкций на этапе проектирования | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 3 октября, печатный экземпляр отправим 7 октября.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Архитектура, дизайн и строительство

Опубликовано в Молодой учёный №14 (304) апрель 2020 г.

Дата публикации: 01.04.2020

Статья просмотрена: 37 раз

Библиографическое описание:

Крупенина, Д. С. Надежность строительных конструкций на этапе проектирования / Д. С. Крупенина. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 14 (304). — С. 93-94. — URL: https://moluch.ru/archive/304/68519/ (дата обращения: 21.09.2020).



В статье автор раскрывает суть применения системы коэффициентов запаса в расчетах при проектировании для обеспечения надежности строительных конструкций.

Ключевые слова: надежность, коэффициент надежности, конструкция, нормальная эксплуатация, расчет конструкций, метод предельных состояний.

В настоящее время уделяется большое внимание рассмотрению вопроса о мероприятиях по компенсированию несоответствий расчетной схемы строительных конструкций с реальной моделью и ее фактическими нагрузками.

Данная тема является актуальной, потому что расчетные модели конструкций зданий и сооружений должны отражать действительные условия работы. Ведь даже однотипные несущие конструкции и нагрузки, которые на них действуют, неоднозначны, что отражается в случайном характере поведения конструкций при эксплуатации. Это происходит за счет того, что на этапе проектирования создается упрощенная расчетная модель строительных конструкций, не учитывающая все факторы, которые в последующем будут оказывать воздействие на конструкцию, так как выполнить расчет реальных строительных конструкций, учитывающий все конструктивные особенности достаточно сложно, а порой и невозможно. И тем не менее строительные конструкции обязаны быть запроектированы так, чтобы они обладали достаточной надежностью при возведении и эксплуатации.

Рассмотрим понятие надежности, методику расчета строительных конструкций и принятые меры в расчетах для компенсации отличий расчетной модели от действительной.

Согласно ГОСТ 27751–2014 надежность имеет следующее определение:

Надежность строительного объекта — способность строительного объекта выполнять требуемые функции в течение расчетного срока эксплуатации [1].

Разберем методику расчета строительных конструкций в нашей стране. В основу нормативно-технической документации проектирования положен метод расчета строительных конструкций по предельным состояниям.

Предельные состояния — состояния, при которых конструкция, основание (здание или сооружение в целом) перестают удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям или требованиям при производстве работ (возведении) [1].

Метод предельных состояний был разработан профессором Стрелецким Н. С. в 1950-е годы. Цель метода — с заданной обеспеченностью избежать наступления предельных состояний при производстве работ и при эксплуатации в течение срока службы здания или сооружения.

Согласно ГОСТ 27751–88 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету» выделяют две группы предельных состояний:

– Первая группа предельных состояний — предельные состояния, наступление которых ведет к полной непригодности эксплуатации конструкций зданий и сооружений (разрушение любого характера, потеря устойчивости формы/положения, переход в изменяемую систему и др.).

– Вторая группа предельных состояний — предельные состояния, наступление которых затрудняет нормальную эксплуатацию конструкций зданий и сооружений (достижение предельных деформаций конструкций, образование трещин, достижение предельных раскрытий и длина трещин, потеря устойчивости формы, вызывающая затруднение нормальной эксплуатации и др.).

Стандартами на проектирование определяются предельные состояния, по которым следует выполнять расчеты.

Условия обеспечения надежности заключаются в том, чтобы расчетные значения нагрузок или ими вызванных усилий, напряжений, деформаций, перемещений, раскрытий трещин не превышали соответствующих им предельных значений, устанавливаемых нормами проектирования конструкций.

При этом в расчет строительных конструкций вводят систему коэффициентов надежности и коэффициентов условий работы, учитывающая изменчивость нагрузок, свойств материалов и условий работы конструкции [3]:

  1. Коэффициент надежности по нагрузке (коэффициент перегрузки) γf. Данный коэффициент учитывает возможные отклонения фактической нагрузки от нормативной. В СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия» приведены коэффициенты надежности по нагрузке для веса строительных конструкций, грунтов, коэффициенты для веса оборудования и материалов.
  2. Коэффициент надежности по материалу (коэффициент однородности материала) γm. Данный коэффициент учитывает возможные отклонения механических свойств и прочности материала от нормативных значений.
  3. Коэффициент условий работы γc. Этот коэффициент учитывает возможное воздействие различных неблагоприятных факторов: влияние условий изготовления конструкций, неполное соответствие идеализированной расчетной схемы с реальной моделью здания или сооружения.
  4. Коэффициент ответственности γn учитывает ответственность сооружения и влияние на требуемый уровень надежности. Класс сооружения, уровень ответственности и значение данного коэффициента принимает генпроектировщик по согласованию с заказчиком, но данное значение должно быть не меньше величины, указанной ГОСТ 27751:

– для КС-3 (повышенный уровень ответственности) — 1,1;

– для КС-2 (нормальный уровень ответственности) — 1,0;

– для КС-1 (пониженный уровень ответственности) — 0,8 [1].

Для разных конструктивных элементов зданий и сооружение разрешено принимать разные уровни ответственности, а значит и численные значения коэффициента надежности по ответственности.

Таким образом, введение вышеперечисленных коэффициентов позволяет выполнить расчет конструкций, зданий и сооружений, прибегая к некоторым упрощениям в расчетной схеме, а также учесть возможные неблагоприятные факторы, оказывающие воздействие на реальные строительные конструкции.

Литература:

  1. ГОСТ 27751–2014. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения. — Москва: Изд-во стандартов, 2014. — 16 с.
  2. СП 20.13330.2016. Актуализированная редакция «СНиП 2.01.07–85*» Нагрузки и воздействия. — М., 2016 г.
  3. Черных А. Г., Бызов В. Е. Краткий курс лекций «Международная нормативная база проектирования (Еврокоды)". — СПб.: СПбГАСУ, 2014. — 80 с.
Основные термины (генерируются автоматически): конструкция, коэффициент надежности, сооружение, коэффициент условий работы, методика расчета, нормальная эксплуатация, потеря устойчивости формы, производство работ, расчет конструкций, расчетная схема.


Ключевые слова

конструкция, надежность, коэффициент надежности, нормальная эксплуатация, расчет конструкций, метод предельных состояний

Похожие статьи

Расчет надежности железобетонных элементов конструкций

Расчет надежности элемента конструкции. Надежность строительного объекта — это

Расчет вероятности отказа ибезотказной работы элемента по прочности бетона на сжатие.

По условию поставленной задачи необходимо, чтобы расчетные сжимающие напряжения не...

Оценка надежности и долговечности металлоконструкций

- при работе конструкций в условиях низких температур; - в случае применения материалов, подверженных хрупкому разрушению, при этом аварии могут иметь место и при нормальных температурах; - при действии на конструкцию ударных и других видов динамических нагрузок

Обследование строительных конструкций зданий по хранению...

Расчет надежности элемента конструкции. Считается, что при нормальных условиях твердения бетон принимает проектную прочность

Рекомендации [1] устанавливали следующие коэффициенты условий работы, вводимые к расчетному сопротивлению арматуры: – при...

Надежность строительных конструкций и ее влияние на несущую...

Надежность конструкции при проектировании обеспечивают применением различных коэффициентов надежности — по нагрузке, по материалу, коэффициент условий работы, коэффициент надежности по назначению, которые не могут в полной мере отвечать за...

Расчет сечения сборно-монолитной конструкции в стадии...

В рамках настоящей работы выполнен расчет характерного сечения плиты перекрытия типового этажа. Рис. 2. Пространственная модель перекрытия.

Поскольку расчет по рабочей высоте сборного элемента показал, что прочность сборно-монолитной конструкции обеспечена, то...

К вопросу об исследовании долговечности железобетонных...

Из этого следует, что расчет железобетонных конструкций на совместное воздействие силовых факторов и агрессивной среды должен производиться. При этом предлагается (п. 2.13), условия работы учитываются с помощью коэффициентов условий работы γbi.

Оценка технического состояния здания | Статья в журнале...

Обобщенный коэффициент эксплуатационной пригодности здания определяется по формуле

Эксплуатация конструкций возможна при условии восстановительных работ.

10. Рекомендации по оценке надежности строительных конструкций по внешним признакам.

Особенности прогнозирования остаточного ресурса зданий...

Для выполнения расчёта остаточного ресурса (срока эксплуатации объекта до капитального ремонта) на основе экспертных оценок устанавливаются коэффициенты значимости для отдельных видов конструкций аi, определяются максимальные величины повреждений...

Живучесть строительных конструкций | Статья в журнале...

Цель данной работы — рассмотреть понятие живучести строительных конструкций, выявить основные положения теории и оценить способы повышения живучести в сооружениях. Живучестью называют свойство строительных конструкций зданий и сооружений продолжать...

Похожие статьи

Расчет надежности железобетонных элементов конструкций

Расчет надежности элемента конструкции. Надежность строительного объекта — это

Расчет вероятности отказа ибезотказной работы элемента по прочности бетона на сжатие.

По условию поставленной задачи необходимо, чтобы расчетные сжимающие напряжения не...

Оценка надежности и долговечности металлоконструкций

- при работе конструкций в условиях низких температур; - в случае применения материалов, подверженных хрупкому разрушению, при этом аварии могут иметь место и при нормальных температурах; - при действии на конструкцию ударных и других видов динамических нагрузок

Обследование строительных конструкций зданий по хранению...

Расчет надежности элемента конструкции. Считается, что при нормальных условиях твердения бетон принимает проектную прочность

Рекомендации [1] устанавливали следующие коэффициенты условий работы, вводимые к расчетному сопротивлению арматуры: – при...

Надежность строительных конструкций и ее влияние на несущую...

Надежность конструкции при проектировании обеспечивают применением различных коэффициентов надежности — по нагрузке, по материалу, коэффициент условий работы, коэффициент надежности по назначению, которые не могут в полной мере отвечать за...

Расчет сечения сборно-монолитной конструкции в стадии...

В рамках настоящей работы выполнен расчет характерного сечения плиты перекрытия типового этажа. Рис. 2. Пространственная модель перекрытия.

Поскольку расчет по рабочей высоте сборного элемента показал, что прочность сборно-монолитной конструкции обеспечена, то...

К вопросу об исследовании долговечности железобетонных...

Из этого следует, что расчет железобетонных конструкций на совместное воздействие силовых факторов и агрессивной среды должен производиться. При этом предлагается (п. 2.13), условия работы учитываются с помощью коэффициентов условий работы γbi.

Оценка технического состояния здания | Статья в журнале...

Обобщенный коэффициент эксплуатационной пригодности здания определяется по формуле

Эксплуатация конструкций возможна при условии восстановительных работ.

10. Рекомендации по оценке надежности строительных конструкций по внешним признакам.

Особенности прогнозирования остаточного ресурса зданий...

Для выполнения расчёта остаточного ресурса (срока эксплуатации объекта до капитального ремонта) на основе экспертных оценок устанавливаются коэффициенты значимости для отдельных видов конструкций аi, определяются максимальные величины повреждений...

Живучесть строительных конструкций | Статья в журнале...

Цель данной работы — рассмотреть понятие живучести строительных конструкций, выявить основные положения теории и оценить способы повышения живучести в сооружениях. Живучестью называют свойство строительных конструкций зданий и сооружений продолжать...

Задать вопрос