7.4 Розрахункові значення величин, які характеризують властивості матеріалів і грунтів

7.4.1 За розрахункові значення величини, що характеризує міцність або деформативні властивості матеріалу конструкції, приймається квантиль імовірності не нижчий за 0,005 розподілу цієї величини для деякої сукупності матеріалу, що пройшов стандартний контроль або інше відбракування.

Згадана сукупність повинна бути однорідною по відношенню до властивості, що розглядається, і формуватися залежно від умов виготовлення матеріалу і від вимог виробництва. Розрахункове значення величини, що контролюється, повинно взаємоузгоджуватися з методом контролю та критерієм приймання продукції.

Допускається обчислювати розрахункові значення шляхом ділення вказаних у технічних умовах і стандартах бракувальних величин на спеціальний коефіцієнт безпеки по матеріалу, який гарантує вказану вище забезпеченість розрахункового значення.

7.4.2 Для існуючих об'єктів, які мають бути використані в конструктивному комплексі (існуючі і збережені при реконструкції частини будівель, ґрунти основи), за розрахункове значення величини, яка характеризує міцнісні або деформаційні властивості грунту основи, а також величини, яка характеризує такі ж самі властивості для існуючих будівель і споруд (при їх ремонті, реконструкції, підсиленні), приймається допустима межа інтервалу, що одержується за вибіркою даних випробувань і гарантує з довірчою ймовірністю 0,95, що не менше 95 % випадкових значень величини, яка розглядається, розташовується вище цієї межі.

7.4.3 Якщо контроль величин, що характеризують міцність матеріалу, технологічно пов'язаний з контролем геометричних характеристик виробів із цього матеріалу (наприклад, як це робиться при деяких видах контролю міцності металопрокату), допускається вводити розрахункове значення, яке характеризує несучу здатність виробу з комплексним урахуванням мінливості міцнісних і геометричних параметрів.

7.4.4 За наявності досить тісного кореляційного зв'язку між певними характеристиками міцності та деформативності матеріалу допускається визначати розрахункові значення одних характеристик як функції інших, безпосередньо виміряних величин, користуючись достовірно встановленими функціональними чи кореляційними залежностями (наприклад, опір зрізу сталі встановлюється залежно від опору стиску або навпаки).

7.4.5 Розрахункові значення міцнісних і деформаційних характеристик грунтів і матеріалу конструкцій допускається визначати за значеннями інших, безпосередньо виміряних технічних характеристик (густини, твердості тощо), якщо за результатами статистичної обробки масових випробувань встановлені стабільні залежності між шуканими фізико-механічними характеристиками та безпосередньо виміряними технічними характеристиками. При цьому розрахункові значення безпосередньо виміряних технічних характеристик визначаються за тією самою методикою, що й розрахункові значення величин, які характеризують міцність або деформативність (згідно з 7.4.2).

7.4.6 Для конструкцій із декількох матеріалів (композитних конструкцій) слід враховувати понижену ймовірність одночасної реалізації розрахункових значень декількох величин, які характеризують властивості кожного з матеріалів конструкції, в порівнянні з імовірністю реалізації розрахункового значення характеристик одного матеріалу.

Це урахування допускається виконувати множенням несучої здатності R на коефіцієнт сполучення ψr > 1. Для різних комбінацій матеріалів (арматури й бетону в залізобетонних конструкціях, сталі й залізобетону в сталезалізобетонних конструкціях, сталі й дерева в комбінованих конструкціях) і для різних варіантів конструкцій значення коефіцієнта ψr встановлюються нормами проектування.

7.4.7 У розрахункових ситуаціях, в яких властивості матеріалів конструкцій чи грунтів основи можуть змінюватися в часі, або якщо зміни цих властивостей можуть викликатися умовами довкілля (наприклад, при врахуванні впливу нагрівання на міцнісні характеристики сталі або при врахуванні зволоження грунту основи на його деформативність), розрахункове значення повинно встановлюватися з урахуванням таких змін.

7.4.8 Якщо несуча здатність конструкції Rd чи розрахунковий опір матеріалу fd встановлюються за результатами випробувань, то їх розрахункові значення обчислюються за формулою

,(1)

де - середнє значення несучої здатності, одержане із n ≥ 5 експериментів, в яких зразки випробовувались до руйнування і фіксувалась гранична несуча здатність Rex,i в кожному випробуванні;

– вибірковий стандарт;

Сn – коефіцієнт, який залежить від числа експериментів n і визначається за таблицею 4.

Таблиця 4

n

5

6

7

8

9

10

15

20

25

50

100

Сп

4,21

3,71

3,40

3,19

3,03

2,91

2,57

2,40

2,29

2,06

19,93

Проміжні значення Сn визначаються за лінійною інтерполяцією.

7.5 Розрахункові значення геометричних параметрів

7.5.1 Розрахункові значення розмірів та інших геометричних характеристик приймаються такими, що дорівнюють номінальним значенням, вказаним у проекті, якщо мінливість цих характеристик неістотна або вже врахована при нормуванні розрахункових значень характеристик міцності згідно з 7.4.3.

7.5.2 Якщо мінливість геометричних характеристик істотно впливає на надійність конструкцій (наприклад, як вплив мінливості початкових вигинів на несучу здатність при перевірці стійкості стрижневих і пластинчастих елементів), то впливові розрахункові значення відповідних геометричних параметрів повинні визначатися на підставі статистичної обробки результатів вимірювань. При цьому слід враховувати прийняті процедури контролю і встановлені в нормативно-технічній документації допуски.

7.6 Коефіцієнти моделі та відповідальності

7.6.1 Невизначеність розрахункової моделі може бути оцінена в результаті випробувань або шляхом порівняння результатів розрахунку наближеної та більш точної моделі. Ця невизначеність враховується введенням коефіцієнта надійності моделі γd, який враховує невизначеність розрахункової схеми та інші аналогічні обставини (наприклад, чутливість конструкції до локальних руйнувань, початкові недосконалості або підвищену швидкість зношування) та приймається як множник до розрахункового значення навантаження.

Коефіцієнт надійності моделі може бути розділений на два множники, які відображають невизначеність розрахункової моделі щодо навантажувальних ефектів γsd та несучої здатності γrd, хоча таке розділення не є обов'язковим або враховується самою розрахунковою моделлю, вибраною заздалегідь "із запасом".

7.6.2 Коефіцієнт γd (або γSd і γRd) відображає фактори, які для спрощення розрахунку, передбаченого нормами, не враховуються прямим шляхом (врахування повзучості і впливу піддатливості з'єднань, пластичних властивостей матеріалу тощо). Крім того, ці коефіцієнти можуть враховувати фактори, які взагалі не розглядаються розрахунковою моделлю (агресивність середовища, вплив корозії тощо).

7.6.3 У нормах проектування, якими визначаються коефіцієнти моделі, потрібно вказати ту розрахункову схему, до якої вводяться значення цих коефіцієнтів. При використанні уточнених (в порівнянні з зазначеною) розрахункових моделей допускається відповідним чином зменшувати значення γd (або γSd і γrd).

7.6.4 Коефіцієнт надійності за відповідальністю (коефіцієнт відповідальності) γn визначається залежно від класу наслідків (відповідальності) об'єкта (див. 5.1 і 5.2) і типу розрахункової ситуації згідно з таблицею 5. У розрахунках, де не використовується розрахункове значення навантаження Fd (наприклад, при оцінці даних випробувань), коефіцієнт відповідальності приймається за одиницю.

Таблиця 5

Клас наслідків (відповідальності)

Категорія відповідальності конструкції

Значення γn, які використовуються в розрахункових ситуаціях

усталених

перехідних

аварійних

перша група граничних станів

друга група граничних станів

перша група граничних станів

друга група граничних станів

перша група граничних станів

СС3

А

1,250

1,000

1,050

0,975

1,050

Б

1,200

1,000

В

1,150

0,950

СС2

А

1,100

0,975

0,975

0,950

0,975

Б

1,050

0,950

В

1,000

0,925

СС1

А

1,000

0,950

0,950

0,925

0,950

Б

0,975

0,925

В

0,950

0,900

Примітка 1. Якщо у нормах проектування певних типів будівель або споруд не наведено конкретних рекомендацій щодо розподілу конструкцій за категоріями відповідальності відповідно класів наслідків (відповідальності), дозволяється їх відносити до категорії Б.

Примітка 2. Для тимчасових будівель і споруд із встановленим терміном експлуатації до трьох років значення приймаються як для об'єктів класу 4В незалежно від класу наслідків (відповідальності) конструкції.

7.6.5. Для конструкцій масового застосування встановлюється, як правило, одне значення коефіцієнта γn з яким ця конструкція повинна використовуватися незалежно від класу наслідків (відповідальності) об'єкта, де вона фактично застосована.

8 ІМОВІРНІСНИЙ РОЗРАХУНОК НАДІЙНОСТІ

Імовірнісний розрахунок надійності може виконуватися додатково до нормативних проектних розрахунків за методом граничних станів для унікальних та особливо відповідальних конструкцій, якщо це вказано в завданні на проектування, виданому замовником проекту й погодженому з генеральним проектувальником.

Вимоги щодо виконання розрахунку наведені у додатку В.

9 КОНТРОЛЬ ТА НАГЛЯД

9.1 Загальні положення

9.1.1 Для досягнення і підтримки встановленого даними Нормами рівня надійності і безпеки необхідно здійснювати ефективний контроль на всіх етапах життєвого циклу конструкцій; будівель і споруд.

Мета контролю полягає в перевірці відповідності фактичних характеристик об'єкта встановленим для нього вимогам.

9.1.2 Контрою підлягають процеси створення й використання об'єкта, а також результати реалізації цих процесів, а саме:

- виконання вишукувальних робіт;

- розроблення проекту;

- виготовлення матеріалів і виробів;

- зведення будівельного об'єкта;

- технічна експлуатація, ремонти, реконструкція.

9.1.3 Результати контролю використовуються для прийняття рішень щодо можливості завершення процесу чи використання його результатів або ліквідації знайденої невідповідності.

9.1.4 У період зведення і експлуатації об'єкта для попередження аварій, своєчасного виявлення пошкоджень та інших дефектів, а також для покращення умов експлуатації необхідно забезпечувати постійний нагляд (моніторинг) за станом об'єкта й прилеглої території.

9.1.5 Об'єкти класу наслідків (відповідальності) СС3, руйнування яких може привести до катастрофічних наслідків, необхідно обладнувати автоматичними системами моніторингу і управління (АСМУ). До складу АСМУ повинна входити система технічної діагностики будівельних конструкцій, яка містить захищені від пошкоджень:

- первинні прилади для отримання інформації відносно зміни положення (переміщення) і стану (деформація, температура тощо) об'єкта нагляду;

- вторинні прилади для обробки отриманої інформації (наприклад, комп'ютерна система аналізу стану об'єкта, яка містить контрольні нормативи і правила прийняття рішень);

- сигнальні пристрої;

- лінії зв'язку між приладами і пристроями.

Необхідність застосування таких систем і вимоги до них повинні бути встановлені нормами проектування або правилами експлуатації відповідних об'єктів.

9.2 Контроль параметрів

9.2.1 Для контролю відповідності параметрів будівельного об'єкта або його елементів вимогам надійності та безпеки в нормативних документах повинні бути наведені контрольні умови, як правило, у виді

,(2)

де gк – контрольна функція;

– параметри, що контролюються (наприклад, параметри міцності);

– умовні контрольні значення характеристик зовнішнього середовища (наприклад, навантаження та інші впливи);

– граничне значення gк, що визначає умови приймання.