5.8 Перевірка за допомогою методу коефіцієнтів надійності
5.8.1 Розрахункові величини
5.8.1.1 Розрахункові значення дій
Для попереднього напруження прикладанням деформацій, наприклад, домкратами на опорах, коефіцієнт надійності γр повинен призначатись для граничних станів з урахуванням сприятливих та несприятливих дій.
Примітка. Рекомендується приймати γр = 1,0.
5.8.1.2 Розрахункові значення характеристик матеріалів або виробів
5.8.1.2.1 Якщо не вимагається визначення міцності за вищими значеннями, то коефіцієнти надійності повинні застосовуватись до нижніх характеристичних або номінальних значень міцності.
5.8.1.2.2 Для бетону необхідно застосовувати коефіцієнт надійності γс. Розрахункова міцність на стиск повинна визначатись за формулою:
де характеристичне значення fck та коефіцієнт γс необхідно приймати згідно з ДБН В.2.6-98.
5.8.1.2.3 Для сталевої арматури необхідно застосовувати коефіцієнт надійності γs.
Примітка. Величини γs приймають згідно з ДБН В.2.6-98.
5.8.1.2.4 Для сталевого прокату, профнастилу та з'єднувальних елементів необхідно застосовувати коефіцієнт надійності γм. Якщо інше не встановлено, то для сталевого прокату необхідно застосовувати коефіцієнт надійності γмо.
Примітка 1. Величини γм відповідають ДБН В.2.6-163.
Примітка 2. Рекомендується приймати γмо = 1,0.
Для зсувних з'єднань необхідно застосовувати коефіцієнт надійності γv.
Примітка. Рекомендується приймати γv = 1,25.
5.8.1.2.6 При поздовжньому зсуві комбінованих плит будівель необхідно застосовувати коефіцієнт надійності γv,s.
Примітка. Рекомендується приймати γv,s = 1,25.
5.8.1.2.7 При перевірці з'єднувальних елементів на втому необхідно застосовувати коефіцієнти надійності γMf і γMf,s.
Примітка 1. Величина γMf відповідає використаній у відповідних частинах ДБН В.2.6-163.
Примітка 2. Рекомендується приймати γMf,s = 1,0.
5.8.1.3 Геометричні дані
Геометричні дані для поперечних перерізів і систем можна приймати за стандартами на вироби або робочими кресленнями та розглядати як номінальні значення. Правила для геометричних даних наведені у ДБН В.1.2-14.
5.8.1.4 Розрахунковий опір
Для сталезалізобетонних конструкцій розрахункові опори повинні визначатись згідно з ДБН В.1.2-14, вирази (6.6а) або (6.6с).
5.8.2 Сполучення впливів
Загальні параметри сполучення впливів наведені у ДБН В. 1.2-2.
6 МАТЕРІАЛИ
6.1 Бетон
6.1.1 Загальні положення
6.1.1.1 Характеристики бетону повинні визначатись згідно з ДБН В.2.6-98, якщо інше не визначено у цих Нормах.
6.1.1.2 Цей розділ не поширюється на проектування сталезалізобетонних конструкцій із бетону класів міцності нижче 10 та вище ніж 60.
6.1.2 Залежність "напруження-переміщення" бетону для нелінійних розрахунків сталезалізобетонних конструкцій
6.1.2.1 У загальному випадку для визначення несучої здатності, кривизни, переміщень, перерозподілу зусиль у статично невизначених конструкціях необхідно виходити з напружено-деформованого стану сталезалізобетонних перерізів, визначеного на основі використання нелінійної діаграми "напруження-деформації" згідно з ДБН В. 2.6-98.
6.1.2.2 Можливе використання інших нелінійних залежностей "напруження-деформації", якщо вони належним чином представляють характер роботи бетону, що розглядається.
6.1.2.3 Для розрахунку комбінованих поперечних перерізів можливе використання і спрощених діаграм залежності "напруження-деформації" бетону, якщо вони є еквівалентними або більш консервативними, як визначено у ДБН В. 2.6-98.
6.1.2.4 Усадка і повзучість бетону повинна визначатись з урахуванням вологості навколишнього середовища, розмірів елемента і складу бетону згідно з ДБН В. 2.6-98.
6.2 Арматурна сталь
Характеристики приймаються згідно з ДБН В.2.6-98.
6.3 Конструкційна сталь
6.3.1 Характеристики приймаються згідно з ДБН В.2.6-135.
6.3.2 Для розрахунку поперечних перерізів сталезалізобетонних конструкцій можуть використовуватись спрощені діаграми залежності "напруження-деформації" конструкційної сталі (рисунок 6.1).
6.3.3 Ступінь розвитку пластичних деформацій у сталевому профілі залежить від наступних параметрів:
- співвідношення граничного опору на розтяг fи до номінального опору конструктивної сталі на границі текучості fy(fи / fy);
- видовження при розриві на довжині вимірювання (де А0 - початкова площа поперечного перерізу);
- граничної деформації εau, яка відповідає граничному опору на розтяг fu.
Примітки. Рекомендоване наступне:
1. Співвідношення fи / fy ≥ 1,10
2. Видовження при розриві не менше ніж 15 %.
3. Гранична деформація εau ≥ 15 εy, де εy - деформації на границі текучості (εy = fи / Ea).
6.4 З'єднувальні елементи
З'єднання бетонних і сталевих частин сталезалізобетонних конструкцій слід виконувати, як правило, жорсткими у вигляді стрижнів з головками, або металевими кутиками.
6.5 Профільовані сталеві настили для комбінованих плит будівель
Характеристики необхідно приймати згідно з ДСТУ Б В.2.6-9.
Примітка. Рекомендована мінімальна товщина сталевих настилів .
Рисунок 6.1 - Дволінійна залежність "напруження-деформації" для конструкційної сталі
7 ДОВГОВІЧНІСТЬ
7.1 Загальні положення
7.1.1 Довговічна конструкція повинна задовольняти вимоги стосовно придатності до експлуатації, міцності і стійкості через забезпечення проектного строку служби без суттєвих втрат споживчої якості або значних непередбачених витрат на утримання (загальні вимоги див. ДБН В.1.2-14). Крім того, необхідно дотримуватись вимог відповідних положень, наведених у ДБН В.2.6-98 та ДБН В.2.6-135.
7.1.2 Потрібний рівень захисту конструкції повинен встановлюватися через аналіз її передбаченого використання, проектного строку служби, програми обслуговування та дій.
7.1.3 Повинна бути врахована можлива значимість безпосередніх і опосередкованих дій, умов навколишнього середовища і викликаних ними впливів.
7.2 Умови навколишнього середовища
Вплив навколишнього середовища, якого зазнає конструкція додатково до механічних дій, може бути хімічним або фізичним.
7.3 Профільовані сталеві настили для комбінованих плит будівель
7.3.1 Відкриті поверхні сталевих настилів повинні бути достатньо захищеними від впливу особливих атмосферних умов.
7.3.2 Цинкове покриття, у разі необхідності, повинно задовольняти вимоги відповідних чинних стандартів.
7.3.3 Цинкове покриття загальною масою 275 г/м2 (з обох сторін) може застосовуватись для внутрішніх перекриттів у неагресивному середовищі, але технічні вимоги можуть змінюватись залежно від умов експлуатації.
8 КОНСТРУКТИВНИЙ РОЗРАХУНОК
8.1 Конструктивне моделювання для розрахунку
8.1.1 Конструктивне моделювання та основні передумови
8.1.1.1 Конструктивна модель та основні передумови повинні визначатись відповідно до ДБН В.2.6-98та ДБН В.2.6-135 і відображати передбачений характер роботи поперечних перерізів, елементів, вузлів та опор.
8.1.1.2 Метою конструктивного розрахунку є визначення розподілу внутрішніх сил і моментів або напружень, деформацій і переміщень по всій конструкції або її частині. За необхідності виконується розрахунок на місцеву дію навантаження.
Примітка. Для більшості випадків розрахунок застосовується для визначення розподілу внутрішніх сил і моментів, а кінцева перевірка або демонстрація несучої здатності поперечних перерізів ґрунтується на наслідках цих дій; однак, результати за деякими методами розрахунку (наприклад, за методом скінченних елементів) представлені переважно у вигляді напружень, деформацій і переміщень, а не внутрішніх сил і моментів. Для застосування цих даних і отримання відповідних результатів перевірки потрібно використовувати спеціальні методи.
8.1.1.3 Розрахунок повинен виконуватись із використанням ідеалізації як геометрії, так і характеру роботи конструкції. Вибрана ідеалізація повинна відповідати характеру задачі, яка розв'язується.
8.1.1.4 У розрахунках необхідно враховувати вплив геометрії і характеристик конструкції на характер її роботи на кожній стадії будівництва.
8.1.1.5 При аналізі сполучень навантажень і впливів повинні розглядатись відповідні випадки з метою визначення всіх перерізів конструкції або її частини, де можливе виникнення критичних розрахункових умов.
8.1.1.6 Розділ 5 застосовується для сталезалізобетонних конструкцій, у яких більшість конструктивних елементів і з'єднань є комбінованими або із конструктивної сталі. Якщо характер роботи конструкції в значній мірі відповідає роботі залізобетонної або попередньо напруженої залізобетонної конструкції при незначній частці комбінованих елементів, загальний розрахунок, зазвичай, здійснюється згідно з ДБН В.2.6-98.
8.1.1.7 Розрахунок комбінованих плит із профільованих сталевих настилів у будівлях необхідно виконувати згідно з розділом 11.
8.1.2 Моделювання з'єднань
8.1.2.1 Впливами характеру роботи з'єднань на розподіл внутрішніх сил та моментів у межах конструкції та на загальні деформації конструкції, як правило, можна знехтувати, але якщо такі впливи значні (такі, як у напівжорстких з'єднаннях), їх необхідно враховувати.
8.1.2.2 Для визначення необхідності врахування характеру роботи з'єднань при розрахунку можна проаналізувати наступні відмінності між трьома моделями з'єднань:
- просте (розрізне), у якому можна припустити, що з'єднання не передає згинальних моментів;
- нерозрізне (жорстке), у якому можна припустити, що жорсткість і/або міцність з'єднання дає повну нерозривність елемента при розрахунку;
- напівжорстке, у якому характер роботи з'єднання необхідно враховувати у розрахунку.
8.1.3 Взаємодія системи "основа-споруда"
8.1.3.1 Якщо деформаційні властивості опор є значними, то їх необхідно враховувати при розрахунку.
Примітка. При врахуванні нерівномірних осідань можуть використовуватись обчислені прогнозні значення осідань.
8.1.3.2 Впливи нерівномірних осідань повинні враховуватись при перевірці за граничними станами за міцністю, стійкістю і придатністю до експлуатації.
8.2 Конструктивна стійкість
8.2.1 Впливи деформованої схеми конструкції
8.2.1.1 Впливи можуть, зазвичай, визначатись за допомогою:
- розрахунку першого порядку з використанням початкової геометрії конструкції;
- розрахунку другого порядку з урахуванням впливу деформації конструкції.
8.2.1.2 Впливи деформованої схеми (впливи другого порядку) повинні враховуватись, якщо вони суттєво збільшують зусилля або значно міняють характер роботи конструкції.
8.2.1.3 Розрахунок першого порядку застосовується, коли зростання відповідних внутрішніх сил або моментів, спричинене деформаціями, отриманими при розрахунку першого порядку, є меншим ніж 10 %. Можна припускати, що ця умова виконується, якщо задовольняється наступний критерій:
де αcr - коефіцієнт, за якого розрахункове навантаження повинно зрости до величини, що спричинить втрату стійкості.
8.2.1.4 При визначенні жорсткості конструкції необхідно вводити коефіцієнт надійності, що враховує утворення тріщин, повзучість бетону та характер роботи з'єднань.
8.2.2 Методи розрахунку для будівель
8.2.2.1 Плоскі рами із колон та балок можна перевіряти на горизонтальний зсув за розрахунком першого порядку, якщо критерій (8.1) задовольняється для кожного поверху.
8.2.2.2 Впливи другого порядку можна врахувати опосередковано при застосуванні розрахунку першого порядку з відповідним коефіцієнтом збільшення.
8.2.2.3 Якщо впливи другого порядку в окремих елементах та відповідні дефекти елементів повністю враховуються у загальному розрахунку споруди, то виконувати перевірку стійкості окремих елементів не обов'язково.
8.2.2.4 Якщо впливи другого порядку в окремих елементах або відповідні дефекти окремих елементів (наприклад, згинальна і/або крутильно-поперечна втрата стійкості) повністю не враховуються у загальному розрахунку, то необхідно виконувати перевірку стійкості окремих елементів на впливи, що не враховані у загальному розрахунку.
8.2.2.5 Якщо у загальному розрахунку не враховуються крутильно-поперечні впливи, то міцність комбінованої балки на крутильно-поперечну втрату стійкості можна перевіряти згідно з 9.4.
8.2.2.6 Стійкість на поздовжній згин комбінованих колон та комбінованих стиснутих елементів можна перевіряти одним із наступних методів:
- загальним розрахунком згідно з 8.2.2.3, перевіряючи несучу здатність поперечного перерізу;
- розрахунком окремих елементів з урахуванням моментів та сил із загального розрахунку споруди включно із загальними впливами другого порядку та відповідними загальними неточностями. Розрахунок елемента повинен враховувати впливи другого порядку в елементі і відповідні дефекти елемента, перевіряючи несучу здатність поперечного перерізу.
8.2.2.7 Для споруд, у яких колони виконані із конструкційних сталевих профілів, стійкість можна перевіряти на основі приведеної довжини поздовжнього згину згідно з ДБН В.2.6-135.
8.3 Неточності
8.3.1 Загальні положення
8.3.1.1 У конструктивному розрахунку необхідно вводити відповідні допуски для врахування неточностей включно з початковими напруженнями та геометричними неточностями, такими як: відхилення від вертикалі, непрямолінійність, відхилення від площини, не прилягання та несприятливі невеликі ексцентриситети, наявні у з'єднаннях ненавантажених конструкцій.
8.3.1.2 Можлива форма неточностей повинна враховувати пружну форму втрати стійкості конструкції або елемента у площині поздовжнього згину, яка розглядається, при найбільш несприятливому напрямі та формі.
8.3.2 Неточності у будівлях
8.3.2.1 Загальні положення
8.3.2.1.1 Необхідно використовувати еквівалентні геометричні неточності (див. 8.3.2.2 і 8.3.2.3), значення яких відображають впливи загальних та місцевих неточностей, за винятком випадків, коли місцеві впливи враховані у формулі для визначення міцності при розрахунку елемента.
