Конференция «Интеграция в мировой строительный рынок. Как обеспечить конкурентоспособность?»
Киев, 11.04.2017
Докладчик: Анатолий Викторович Перельмутер,
д.т.н., главный научный сотрудник ООО НПФ «СКАД СОФТ»
2. 1
Часть 1
ЧТО ТАКОЕ ЕВРОКОДЫ
Во первых: Комплект из 10 стандартов, каждый из которых
состоит из отдельных частей (всего 58 стандартов);
Во вторых: Документы признанные странами ЕС в качестве
пригодных для доказательства соответствия зданий и сооружений
основным требованиям Директивы Совета Европы 89/106/EEC а
также как основание для составления контрактов строительства
для зданий и сооружений;
Во третьих: Стандарты, предусматривающие процедуру
Национальной имплементации, признающую ответственность
регуляторных органов стран-членов и защищающую их право на
назначение величин, регулирующих вопросы безопасности на
национальном уровне там, где они отличаются в разных странах.
Семинар «Интеграция в мировой строительный рынок», Киев, 11 апреля 2017
3. 4
3 4
20
3 5
2 6
10
1
- Количество частей)2 2
Семинар «Интеграция в мировой строительный рынок», Киев, 11 апреля 2017
6. 5
Семинар «Интеграция в мировой строительный рынок», Киев, 11 апреля 2017
1. Объекты класса ответственности
СС3 и СС2
2. Выбор за заказчиком и
проектировщиком
3. Только комплектно
4. Только при соблюдении всех
ссылочных стандартов
Возможность использования
для объектов в Украине (в том
числе и для иностранных
проектировщиков)
8. 1. ЕВРОКОДЫ В БОЛЬШЕЙ МЕРЕ ОРИЕНТИРОВАНЫ НА
НАДЕЖНОСТЬ, А НЕ НА ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЄФФЕКТ
Еврокоды ориентированы на выполнение Директивы Совета 89/106/EEC,
которая требует, чтобы сооружение было спроектировано и построено таким
образом, что во время строительства и его использования не возникали
следующие явления:
а/ обрушению всего сооружения или его части;
б/ деформациям недопустимой величины; •
в/ повреждениям других частей сооружения или установок или
оборудования вследствие значительных деформаций несущих элементов;
г/ ущерба, вызванного случайными событиями, несоразмерными
первопричине.
Научно-технической основой всей цепочки Еврокодов является условие
обеспечения надежности строительных конструкций на уровне не ниже 0,0001
отказов за 50 лет (0,000001 в год).
Справка – годовой риск гибели человека, с которым мирится общество,
равен, например, при наездах автотранспорта 0,000500, при землетрясениях –
0,000017, при заболеваниях гриппом – 0,000200.
Семинар «Интеграция в мировой строительный рынок», Киев, 11 апреля 2017
9. 8
2. ПРИНЦИПИАЛЬНЫМ ОТЛИЧИЕМ ЯВЛЯЕТСЯ ТО, ЧТО ВВЕДЕНЫ
ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, СТРОИТЕЛЬСТВА
И ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ. ДЛЯ КАЖДОГО ИЗ ЭТИХ
УРОВНЕЙ ВВОДИТСЯ СООТВЕТСТВУЮЩИЙ КОЭФФИЦИЕНТ
НАДЕЖНОСТИ.
Семинар «Интеграция в мировой строительный рынок», Киев, 11 апреля 2017
10. 9
3. ВСЕ ТРЕБОВАНИЯ РАЗДЕЛЕНЫ НА ДВЕ ГРУППЫ – ПРИНЦИПЫ И
ПРАВИЛА ПРИМЕНЕНИЯ
EN 1990: 1.4 Различие между принципами и правилами применения
(1) В зависимости от положений отдельных абзацев в настоящем стандарте
различаются принципы и правила применения.
(2) Принципы включают в себя:
— общие требования и определения основных терминов;
— требования и основные модели расчета, если не указано другое.
(3) Принципы обозначаются буквой Р, которая следует за номером абзаца.
(4) Правила применения — общепризнанные правила, которые дополняют и
поясняют принципы.
(5) Допускается применять другие правила, если они соответствуют основным
принципам и если результаты расчета надежности по несущей способности,
эксплуатационной пригодности и долговечности будут, как минимум, равнозначны
выполненным по еврокодам.
ПРИМЕЧАНИЕ — Если при проектировании несущей конструкции
используется отличающееся правило применения, то полное соответствие
несущей способности конструкции требованиям настоящего стандарта не
обязательно, если это правило соответствует принципам, установленным в
настоящем стандарте.
Семинар «Интеграция в мировой строительный рынок», Киев, 11 апреля 2017
11. 10
4. СИСТЕМА ПРЕДЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ ДЕТАЛИЗИРОВАНА В
БОЛЬШЕ СТЕПЕНИ И ИСПОЛЬЗУЕТ ДЛЯ ИХ ПРОВЕРКИ
РАЗЛИЧНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ КОМБИНАЦИИ
Первое предельное состояние подразделяется на случаи, когда отказ конструкции
вызван:
• нарушением условий равновесия (EQU);
• недостаточным сопротивлением конструкции или основания (STR/GEO);
• недостаточным сопротивлением грунта (GEO) (три варианта проверок);
• недостаточным сопротивлением усталостному разрушению (FAT).
Семинар «Интеграция в мировой строительный рынок», Киев, 11 апреля 2017
12. Опрокидывание Разрушение
Просадка Усталость
В нашей традиции все эти случаи рассматриваются одинаково и с
одинаковыми запасами
Семинар «Интеграция в мировой строительный рынок», Киев, 11 апреля 2017
13. 12
Второе предельное состояние подразделяется на случаи, когда
рассматриваются:
• необратимые явления (А)
• обратимые явления (Б)
Для них предусмотрены следующие варианты проверок по второму
предельному состоянию;
• характеристичекая комбинация (А) – при недопустимости
достижения этого состояния ;
• частая комбинация (Б) - при допустимости ее превышения на
ограниченный срок или ограниченную частоту появления;
• квазипостянная комбинация (Б) – при условии допустимости
длительного срока ее реализации.
Семинар «Интеграция в мировой строительный рынок», Киев, 11 апреля 2017
14. 13
5. СИСТЕМА РАЧСЧЕТНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ НАДЕЖНОСТИ
НЕСКОЛЬКО МОДИФИЦИРОВАНА
1. Введено понятие коэффициентов надежности учитывающих
неопределенности расчетных моделей воздействия (gf) и расчетных
моделей сопротивления (gm). Чаще всего они рассматриваются
комплексно (gF иgM), но имеется возможность от этого отказаться
2. Не используется коэффициент условий работы
Семинар «Интеграция в мировой строительный рынок», Киев, 11 апреля 2017
15. 14
6. СУЩЕСТВЕННО ОТЛИЧАЮТСЯ ПРАВИЛА ВЫБОРА
РАСЧЕТНЫХ КОМБИНАЦИЙ НАГРУЗКИ
sup.sup, kjGj Gg inf,inf, kjGj Gg 1,1, kQ Qg ikiiQ Q ,,0,g sup.sup, kjGj Gg inf,inf, kjGj Gg 1,1,01, kQ Qg ikiiQ Q ,,0,g sup.sup, kjGj Gg inf,inf, kjGj Gg 1,1, kQ Qg ikiiQ Q ,,0,g sup.sup, kjGj Gg inf,inf, kjGj Gg 1,1, kQ Qg ikiiQ Q ,,0,g ikiiQ Q ,,0,g ikiiQ Q ,,0,g
,sup .sup ,inf ,inf ,1 ,1 , 0, ,
1 1 1
d Gj kj Gj kj Q k Q i i k i
j j i
E G G Q Q
g g g g
Постоянные воздействия
Неблагоприятное Благоприятное
Ведущее временное воздействие
Временное
ведущее
Прочие
временные
Пример - расчетная комбинация для STR
Знак означает «включить, если это возможно и выгодно»
Поскольку заранее не известно какая нагрузка окажется
ведущей, то поочередно на эту роль проверяются все
временные нагрузки. Так же поступают с постоянной
нагрузкой которая может быть неблагоприятной или
благоприятной для различных усилий в системе.
Семинар «Интеграция в мировой строительный рынок», Киев, 11 апреля 2017
16. 15
Коэффициенты надежности по нагрузке и коэффициенты снижения
нагрузок при их комбинировании устанавливаются в Национальных
приложениях.
Например, для полезной нагрузки в жилых и хозяйственных помещениях в
Польше принимается , а в Нидерландах .
Коэффициент надежности для постоянной нагрузки в Польше
и в Дании.
g
0 0,70 0 0,40
,sup 1,35Gg
,sup 1,20Gg
Расчетные комбинации для второго предельного состояния определяются
по формулам:
.sup 0, ,
1 1
.sup 1,1 ,1 2, ,
1 2
.sup 2, ,
1 1
d kj i k i
j i
d kj k i k i
j i
d kj i k i
j i
E G Q
E G Q Q
E G Q
характеристические
частые
квазипостоянные
Семинар «Интеграция в мировой строительный рынок», Киев, 11 апреля 2017
17. Постоянная
Нагрузка G
Полезная
(временная)
нагрузка Q
Снег S
1,35 1,50 -
1,35 1,50 1,40x0,30=0,42
1,35 - 1.40
1,35 1,50x0,50=0,75 1,40
1,00 1,50 -
1,00 1,50 1,40x0.30=0,42
1,00 - 1,40
1,00 1,50x0,50=0,75 1,40
ПРИМЕР СОСТАВЛЕНИЯ КОМБИНАЦИЙ НАГРУЗОК ДЛЯ STR
,sup
,inf
0,
0,
1,35;
1,00;
1,50;
1,40;
0,50;
0,30
Gj
Gj
Q
S
Q
S
g
g
g
g
Семинар «Интеграция в мировой строительный рынок», Киев, 11 апреля 2017
18. 17
7. ДЛЯ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ НАИБОЛЕЕ
СУЩЕСТВЕННЫМИ РАЗЛИЧИЯМИ ЯВЛЯЮТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ
• Поперечные сечения разделяются на 4 класса,
классификация по сути является косвенной проверкой
местной устойчивости частей сечения под действием
нормальных напряжений.
• Не вводятся ограничения по гибкости.
• Характеристикой размера сварного шва является не
катет шва, а его высота. Вместо двух проверок сварных
швов (по металлу шва и по границе сплавления)
выполняется только одна – по металлу шва. При этом
расчетное сопротивление шва примерно равно 70% от
предела прочности металла, соединяемых деталей.
• Для болтовых соединений помимо обычных проверок
по площади нетто, добавляется проверка на вырывание
части сечения.
Семинар «Интеграция в мировой строительный рынок», Киев, 11 апреля 2017
19. 18
Имеется серия английских руководств ко всем разделам Еврокода,
написанных авторами норм, переведенных на русский язык и
выпущенных в издательстве МГСУ.
ДОПОЛНИТ ЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Семинар «Интеграция в мировой строительный рынок», Киев, 11 апреля 2017
20. Имеются пособия, которые разработал Украинский центр
стального строительства (УЦСС)
Семинар «Интеграция в мировой строительный рынок», Киев, 11 апреля 2017
21. 20
Часть 3
ЕВРОКОД В SCAD OFFICE
Семинар «Интеграция в мировой строительный рынок», Киев, 11 апреля 2017
22. 21
Еще с 1998 года работает программа-сателлит «Кристалл» с
режимом проверки сечений металлоконструкций по EN 1993.
Семинар «Интеграция в мировой строительный рынок», Киев, 11 апреля 2017
23. 22
Параметры EN 1993
Параметры EN 1990
ПО КНОПКЕ ВЫБОР НАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ
Семинар «Интеграция в мировой строительный рынок», Киев, 11 апреля 2017
24. 23
y jkm M
y plast j ya j
M
W f
, 0
, , ,
1 0
g
y jkm jkm z jkm My jkm
cRd jkm y eff jmk y j
M N eM
M W f
, , 0,
, , , ,
1,0
g
Сечения 3 классаСечения 1-2 классов
ПО КНОПКЕ
КЛАССИФИКАЦИЯ СЕЧЕНИЙ И ОЦЕНКА ИХ СОПРОТИВЛЕНИЯ
y jkm M
y el j ya j
M
W f
, 0
, , ,
1 0
g
Сечения 4 класса
Семинар «Интеграция в мировой строительный рынок», Киев, 11 апреля 2017
25. 24
Заимствовать из РСУ
подсчитанного в SCAD
Проверка выполняется
на набор вариантов
нагружения. Данные
можно вводить в
ручную или
заимствовать из общего
расчета
Семинар «Интеграция в мировой строительный рынок», Киев, 11 апреля 2017
27. 26
Проектирование узлов стальных конструкций по Еврокоду-3
Семинар «Интеграция в мировой строительный рынок», Киев, 11 апреля 2017
28. Гибкое корректирование
проектного решения
Проверка
несущей способности
Генерирование чертежа
узла стадии КМ
Подбор рационального
проектного решения
Задание исходной информации
23/44
Семинар «Интеграция в мировой строительный рынок», Киев, 11 апреля 2017
31. 30
РАЗРАБОТАНЫ И ПРОХОДЯТ ТЕСТИРОВАНИЕ:
1. Определение расчетных сочетаний усилий по Еврокоду в
программе SCAD
2. Создание расчетной схемы зданий с учетом начальных
несовершенств
3. Проверка прочности и устойчивости сечений стальных
конструкций по Еврокоду в постпроцессоре СТАЛЬ программы
SCAD
Семинар «Интеграция в мировой строительный рынок», Киев, 11 апреля 2017
Предполагаемый срок доступности для коммерческого
использования - август 2017.
33. 3232
Например, балка пролетом 5 м из двутавра 30Б1 из стали С235,
нагруженная сосредоточенной силой в середине пролета несет:
Еврокод-3:
ДБН:
, 3 2
0
475 см 23,5 кН/cм 111,6 кНм
4 4 111,6
89 кН
5
pl y y
Rd
M
Rd
d
W f
M
M
P
l
g
3 2
424 см 23 / cм 97,5 кНм
4 4 97,5
79 кН
5
Rd x y c
Rd
d
M W R кН
M
P
l
g
Несущая способность сечений по Еврокоду выше, чем по
отечественным нормам, если рассматриваются одинаковые
усилия
Семинар «Интеграция в мировой строительный рынок», Киев, 11 апреля 2017
36. 35
Большой опыт сопоставительных
расчетов по Еврокоду и отечественным
нормам был накоплен при
проектировании Нового безопасного
конфайнмента Чернобыльской АЭС и
Донбасс-Арены.
35
Семинар «Интеграция в мировой строительный рынок», Киев, 11 апреля 2017