Результаты сравнительного проектирования железобетонных конструкций по российским нормам

Результаты сравнительного проектирования железобетонных конструкций по российским нормам и Еврокоду 2 Доктор техн. наук профессор Алмазов Владлен Ованесович

РАЗВИТИЕ НОРМИРОВАНИЯ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

ГАРМОНИЗАЦИЯ НОРМ • • • Проблема возникла одновременно с решением Конгресса в Рио-де. Жанейро в 1974 году создать комплекс международных норм. После нескольких неудачных попыток ECN принята действующая стратегия - «Современное состояние» . Суть стратегии очевидна из примера: 6. 5. 4. (4) Расчетные значения сжимающих напряжений в узлах могут определяться: а) в сжатых узлах, когда тяжи не заанкерены в узле (см. рис. 6. 26): • (6. 60) • • • Примечание: Значение k 1 при использовании в конкретной стране может быть принято по национальным стандартам. Рекомендуемое значение равно 1, 0. Здесь s- максимальное напряжение, которое может быть приложено к грани узла. См. 6. 5. 2(2) для определения . • Задачи гармонизации могут быть сформулированы для разных целей и на разных уровнях: 1. Близость научных основ. 2. Идентичность расчетных методов 3. Совпадение требований к конструкциям. 4. Совпадение результатов расчетов при проектировании и строительстве. • • Объективные трудности гармонизации: - Климатические особенности - Геологические особенности - Специфика конструктивных решений

Расчеты по нормальному сечению: СП 52 -101 -2003 , Еврокод 2

3. Напряженное состояние при изгибе

Формула гармонизированного продукта Национальный стандарт: Стандарт РФ, СНи. П и т. д. Международный стандарт: Евронормы и т. д. 1. Нагрузка (обеспеченность 0, 95) (1+1, 64 ), q = qn / n 2. Условия эксплуатации (в соответствии с конкретными природными условиями) 3. Обобщенная сила - Nн 4. Характеристики материалов (1 -1, 64 ), R = Rn / f (1 -1, 64 ), f = fck. cube / c 5. Сопротивление -Рн 5. Сопротивление -Рм 6. Надежность (Риск) Рн – Nн = mн* 6. Надежность (Риск) Рм – Nм = mм * Если mн = mм, то гармонизация достигнута. Это означает, что национальным стандартом обеспечена надежность, не меньшая, чем международным, а международный стандарт достаточен для применения в РФ.

Пример гармонизации расчета по нормальному сечению при изгибе Международный стандарт: Евронормы и т. д. Национальный стандарт: Стандарт РФ, СНи. П и т. д. 1. Нагрузка (нормативная): Спальни и коридоры: q = 1, 5 k. N/m 2 Собственный вес ж. б. перекрытия =200 мм: g = 5 k. N/m 2 Полная расчетная (1, 25 g +1, 5 q) = 8, 5 k. N/m 2 1. Нагрузка (нормативная): Спальни и коридоры: q = 1, 5 k. Н/м 2 Собственный вес ж. б. перекрытия =200 мм: g = 5 k. Н/м 2 Полная расчетная (1, 1 g +1, 3 q) = 7, 45 k. Н/м 2 2. Расчетный момент в плите с пролетом l = 6 м: М = 8, 5. 6 2 / 8 = 38, 25 k. N. m 2. Расчетный момент в плите с пролетом l = 6 м: М = 7, 45. 6 2 / 8 = 33, 5 к. Н. м. 3. Класс бетона С 25/30: fck/fck, cube=25/30; Коэффициент надежности по бетону: с=1, 5 3. Класс бетона В 25: Rb, n=18, 5 МПа; Коэффициент надежности по бетону: с=1, 3 Расчетное сопротивление: Rb=14, 5 МПа;

4. Класс арматуры S 400: fyd= 400 МПа; Коэффициент надежности по арматуре: с=1, 15 Расчетное сопротивление: fy =400/1, 15=348 МПа 4. Класс арматуры А 400: Rs, n= 400 МПа; Коэффициент надежности по арматуре: с=1, 15 Расчетное сопротивление: Rs=355 МПа 5. Усилие в сжатом бетоне: Усилие в растянутой арматуре: из условия Fc=Fs из условия Fc = Fs h 0 = h – a = 0, 2 - 0, 05 = 0, 15 м d = h – a = 0, 2 - 0, 05 = 0, 15 m 6. Момент, воспринимаемый сечением (по арматуре): При As= 7, 92 см 2 = 0, 000792 м 2 (7 Ф 12)

ТЯЖИ И РАСПОРКИ (ферменная аналогия)

Расчеты по наклонному сечению СП 52 -101 -2003 , Еврокод 2 Расчет по Еврокод 2 опирается на метод «тяжей и распорок» :

Расчеты по наклонному сечению: СП 52 -101 -2003 , Еврокод 2 Расчет по СП 52 -101 -2003 Расчет по Еврокод 2

ПОГОННАЯ ПЛОЩАДЬ ХОМУТОВ, мм 2/мм

ПРОДАВЛИВАНИЕ СНи. П 2. 03. 01 -84* Еврокод 2 (ред. 1991 г. ) Еврокод 2 (ред. 2003 г) СП к СНи. П 52 -01 -03 =k P= + 0, 8 Аb - площадь, на расст. 0, 5 ho.

Продавливание Норматив СНи. П 2. 03. 01 -84* Коэффициент использования: Nпр/ Nmax 0, 49 Еврокод 2 (ред. 1991 г. ) 0, 38 Еврокод 2 (ред. 2003 г) 0, 41 СП к СНи. П 52 -01 -2003 0, 49 *) *) Без учета действия момента.

Отношение минимальной несущей способности при изгибе к максимальному внешнему воздействию с учетом всех коэффициентов безопасности S Страна Испания 1, 95 Германия 1, 75 Япония 1, 75 Норвегия 1, 70 США (нормы ACI) 1, 69 Еврокод 2 1, 62 Франция 1, 62 Португалия 1, 62 ЕКБ (модельный код) 1, 62 Дания 1, 61 Великобритания 1, 55 Голландия 1, 55 Швеция 1, 52 СССР 1, 35 Венгрия 1, 35 Польша 1, 25

УСИЛИЯ В КАРКАСЕ СХЕМА РАЗМЕЩЕНИЯ СВЯЗЕЙ

Системы связей Контурные связи: EC 2 и BS 8110 имеют совершенно различный подход к требованиям расчета связей: EC 2 за основу принимает длину крайнего пролета, BS 8110 опирается на число этажей. Нижний предел 70 к. Н в EC 2 и 60 k. N в BS 8110.

Системы связей Внутренние связи: В EC 2 требуемое усилие в связи превышает аналогичное в BS 8110 на 20 k. N/m. Это в последнем позволяет проектировать более экономичные по высоте плиты перекрытий. Для большинства монолитных конструкций отклонения в требованиях BS 8110 в отношении связей не значительны. Для сборных конструкций отклонения велики и это может привести к недопустимым последствиям. В Национальном Приложении UK обеспечивается большая надежность.

Система связей Горизонтальные связи по колоннам и стенам: Согласно EC 2 усилия в связях назначаются 20 к. Н/м, но не более 150 к. Н. Это никак не связано с осевым усилием в колонне. BS 8110 опирается на число этажей при базовом расстоянии между перекрытиями в свету – 3, 4 м. Косвенно это связано с нагрузкой на колонну. Вертикальные связи: Здесь различие минимальное. BS 8110 требует, чтобы вертикальная связь выдерживала аварийную нагрузку от любого перекрытия, опирающегося на колонну. EC 2 же считает, что должна восприниматься нагрузка от части перекрытия над удаленной колонной. Вывод: Отмеченные различия в усилиях во внутренних связях существенны для наиболее нагруженных колоннах. В современном проектировании и при создании Национального Приложения это означает, что учитываемую осевую нагрузку следует до опытной проверки увеличить на 3%.

Схема принятия Еврокодов в качестве национальных стандартов и сводов правил