Результаты Результаты сравнительного сравнительного проектирования проектирования железобетонных железобетонных

конструкций по российским конструкций по российским нормам и Еврокоду 2нормам и Еврокоду 2

Результаты Результаты сравнительного сравнительного проектирования проектирования железобетонных железобетонных

конструкций по российским конструкций по российским нормам и Еврокоду 2нормам и Еврокоду 2Доктор техн. наук профессорДоктор техн. наук профессор

Алмазов Владлен Алмазов Владлен ОванесовичОванесович

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 k1 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

,max 1Rd cdk f

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

3. Напряженное состояние при изгибе

Формула гармонизированного продукта

Национальный стандарт:Стандарт РФ, СНиП и т. д.

Международный стандарт: Евронормы и т.д.

1. Нагрузка (обеспеченность 0,95) (1+1,64), q = qn / n

1. Нагрузка (обеспеченность 0,95) (1+1,64), q = qn / n

2. Условия эксплуатации(в соответствии с конкретными природными условиями)

2. Условия эксплуатации(в соответствии с конкретными природными условиями)

3. Обобщенная сила - Nн 3. Обобщенная сила - Nн

4. Характеристики материалов (1-1,64),R = Rn / f

4. Характеристики материалов (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, СНиП и т. д.

1. Нагрузка (нормативная):Спальни и коридоры: q = 1,5 kN/m2

Собственный вес ж. б. перекрытия =200мм: g = 5 kN/m2 Полная расчетная (1,25g +1,5q) = 8,5 kN/m2

1. Нагрузка (нормативная):Спальни и коридоры: q = 1,5 kН/м2

Собственный вес ж. б. перекрытия =200мм: g = 5 kН/м2 Полная расчетная (1,1g +1,3q) = 7,45

kН/м2

2. Расчетный момент в плите с пролетомl = 6 м: М = 8,5.6 2 / 8 = 38,25 kN.m

2. Расчетный момент в плите с пролетомl = 6 м: М = 7,45 . 6 2 / 8 = 33,5 кН.м.

3. Класс бетона С25/30:fck/fck,cube=25/30;

Коэффициент надежности по бетону:с=1,5

3. Класс бетона В25:Rb,n=18,5 МПа;

Коэффициент надежности по бетону:с=1,3

Расчетное сопротивление: Rb=14,5 МПа;

4. Класс арматуры А400:

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

d = h – a = 0,2 - 0,05 = 0,15 m

5. Усилие в сжатом бетоне:

Усилие в растянутой арматуре:

из условия Fc = Fs

h0 = h – a = 0,2 - 0,05 = 0,15 м

6. Момент, воспринимаемый сечением (по арматуре):

При As= 7,92 см2 = 0,000792 м2 (7Ф12)

6. Момент, воспринимаемый сечением (по арматуре):

При As= 7,92 см2 = 0,000792 м2 (7Ф12)

4. Класс арматуры S400:fyd= 400 МПа; Коэффициент надежности по арматуре:с=1,15Расчетное сопротивление: fy =400/1,15=348 МПа

.0,8. .0,85. 1,00.0,8. .0,85.30000

1,5 1,5

13600. kN

ckc

b x f xF

x

. 400000348000 kN

1,15 1,15s yd s

s s

A f AF A

0,8. / 2 0,15 0,4. 0,15 11,1 sz d x x A

. . 1,00. .14500 14500. кНc bF b x R x x

355000 кНs s s sF R A A

355000.24,5. м

14500s

s

Ax A

0 / 2 0,15 0,5 0,15 12,25 sz h x x A

2

. 348000 (0,15 11,1 )

52200 3862800

s s s s

s s

М F z A A

A А

2. 52200 3862800

38,9 .s s s sМ F z A А

kH m

2

. 355000 (0,15 12,25 )

53250 4348750 48,75 .

s s s s

s s

М F z A A

A А кН м

2. 53250 4348750

39,44 .s s s sМ F z A А

кН м

ТЯЖИ И РАСПОРКИТЯЖИ И РАСПОРКИ(ферменная аналогия)(ферменная аналогия)

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

Расчет по Еврокод 2 опирается на метод «тяжей и распорок»:

c sV V V 1 3

3 2, 1

0,18(100 ) 0,035Ed

Rd c ck ckw c

VV k f k f

b d

1

1 200 / 2

/( ) 0,02s

k d

A bd

СП 52-101-2003 , Еврокод 2СП 52-101-2003 , Еврокод 2

Расчет по Еврокод 2

Расчет по СП 52-101-2003

Расчеты по наклонному сечению:

ПОГОННАЯ ПЛОЩАДЬ ХОМУТОВ, мм2/мм

ПРОДАВЛИВАНИЕПРОДАВЛИВАНИЕ СНиП 2.03.01-84*СНиП 2.03.01-84*

=k Pp Rbth0bm

P= Pp + 0,8 Psw

,swswsw ARP

Еврокод 2 (ред.1991г.)

vSd vRd1

vSd

vRd 3

v vRd Rd2 11 6 ,

v v A f uRd Rd sw yd3 1 sin /m m VSdx Sdy Sd или ( ) .

Еврокод 2 (ред. 2003 г)

max,RdEd VV cRdEd VV ,

du

VV

i

EdEd pare

W

uk

u

u

1

1

*1

1 .

22

121

22

1 844

dcddcccc

W

Аb - площадь, на расст. 0,5 ho.

)()100( 1min13

1

1,, cpcpckcRdcRd kVkfkCV

sin))../(1()/.(5,175,0 1,,, dufASdVV efywdswrcRdcsRd

СП к СНиП 52-01-03

F F b ult , , F R Ab ult bt b, ,

F

Fb ult

M

Mb ult, ,, 1

F Fb ult Fsw ult , , ,

,8,0, uqF swultsw

Продавливание

Норматив Коэффициент использования:

Nпр/ Nmax

СНиП 2.03.01-84* 0,49

Еврокод 2 (ред.1991г.) 0, 38

Еврокод 2 (ред. 2003 г) 0,41

СП к СНиП 52-01-2003 0,49 *)

*) Без учета действия момента.

СтранаS

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

Отношение минимальной несущей способности при изгибек максимальному внешнему воздействию

с учетом всех коэффициентов безопасности

СХЕМА РАЗМЕЩЕНИЯ СВЯЗЕЙ УСИЛИЯ В КАРКАСЕ

Системы связей

Контурные связи: EC2 и BS8110 имеют совершенно различный подход к требованиям расчета связей: EC2 за основу принимает длину крайнего пролета, BS8110 опирается на число этажей. Нижний предел 70 кН в EC2 и 60kN в BS8110.

5 6 7 8

9 4

6

10

14

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

Отношение BS8110/EC2

Пролет

Этажи

Внутренние связи: В EC2 требуемое усилие в связи превышает аналогичное в BS8110 на 20kN/m. Это в последнем позволяет проектировать более экономичные по высоте плиты перекрытий.

BS8110 Сила в связи кН/м

0

50

100

150

200

0 5 10 15

Номера этажей

кН/мkN/m

пролет 6 м

пролет 7.5 м

пролет 9м

EC2 Все пролеты

Для большинства монолитных конструкций отклонения в требованиях BS8110 в отношении связей не значительны. Для сборных конструкций отклонения велики и это может привести к недопустимым последствиям. В Национальном Приложении UK обеспечивается большая надежность.

Системы связей

Горизонтальные связи по колоннам и стенам: Согласно EC2 усилия в связях назначаются 20 кН/м, но не более 150 кН. 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. BS8110 требует, чтобы вертикальная связь выдерживала аварийную нагрузку от любого перекрытия, опирающегося на колонну. EC2 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%.

Система связей

Схема принятия Еврокодовв качестве национальных стандартов и сводов правил