Предельная частота колебаний здания сп
Перейти к содержимому

Предельная частота колебаний здания сп

  • автор:

И снова о пульсациях ветра. Частоты собственных колебаний здания!

Друзьяи коллеги! Искал по форуму , но толком не нашел разъяснений по поводу частоты колебания здания при расчете на пульсации по новому СП Нагрузки и воздействия.
В п.11.1.8 формула для расчета определяется из известных частоты собственных колебаний, т.е. если она больше предельного значения, то расчитывается по одной формуле, если в области между первой и второй частотами, то по другой формуле. При учете пульсаций в Лире выдается ответ с 10-ком разных частот. Так вот вопрос.
1. Что такое эти частоты?
2. Почему они бывают первые, вторые и третьи и т.д.?
3. Как свзяать с предельной частотой?
4. Как определить на каких частотах конструкция будет действительно колебаться, чтобы потом выбрать формулу для расчета Wp?
5. Есть ли литература, в которой бы понятно описывались процесс колебания конструкции от ветра?
Заранее спасибо!

Просмотров: 80636
Регистрация: 14.11.2007
Сообщений: 1,052

ответы на эти и многие другие вопросы Вы найдете здесь:
http://www.mgsu.ru/

Дополнено: каков вопрос таков и ответ

__________________
Доброта спасет мир.
Последний раз редактировалось di12, 27.04.2012 в 12:27 .
Регистрация: 11.04.2010
Сообщений: 118
мда. не просто так говорят. иногда лучше жевать, чем говорить.
Регистрация: 27.04.2011
Сообщений: 408

1. у здания есть свои собственные частоты колебания (как и у любого друго объекта). На колебания влияют: жесткость его колонн, перекрытий, стен, диафрагм, вес перегородок, полов, оборудования.
2. Первая форма — в самом слабом направлении здания (амплитуда самая большая, частота самая маленькая), вторая форма колебания в следующем по жесткости направлению (амплитуда поменьше. частота повыше), и т.д.
3. Если у n-ной формы собственных колебаний частота выше некой предельной (см. СП 20.13330.2011 п. 11.1.10), то ее влияние на напряженно-деформированное состояние несущественное и ддопускается не учитывать.
4. формы, частоты определяются расчетом на собственные колебания в расчетной программе.
5. Достаточно для начала прочитать СП 20.13330.2011

Регистрация: 10.02.2011
Сообщений: 20

Читайте Даркова Сопромат с.541, а есть еще Руководство по расчету зданий и сооружений на действие ветра

__________________
— В чем сила, брат?
— В ньютонах
Последний раз редактировалось budim8, 27.04.2012 в 10:38 .
Регистрация: 11.04.2010
Сообщений: 118

вот официальное рукводство по расчет ветровой нагрузки для меня новый документ, до этого не сталкивался. Скачал, изучаю.
Большое спасибо!

Регистрация: 22.01.2012
Сообщений: 116

Здравствуйте коллеги! Проектирую опору для камеры видео наблюдения. Составил расчётную схему в Scad. Сделал расчёт с учётом пульсации, результат получился сомнительный. Перемещения по первой форме собственных колебаний равны нулю. Схему прилагаю.
Также непонятно как составлять РСУ с участием пульсационной составляющей ветровой нагрузки.
1. Нужно делать объединение или сопутствие загружений «ветер по Х статика» с «пульсация по Х»?
2. Статические нагрузки при преобразовании их в массы должны быть нормативными или расчётными?
Заранее благодарю за ответы.

ОПОРА.rar (1.2 Кб, 367 просмотров)

Регистрация: 30.05.2007
Сообщений: 25,089
Сообщение от Georg1
. Перемещения по первой форме собственных колебаний равны нулю. .

У Вас первая фома — изгиб из плоскости с кручением. А пульсацию ветра из плоскости Вы не вводили. Соответственно амплитуды нулевые.

__________________
Воскресе
Регистрация: 22.01.2012
Сообщений: 116
Спасибо, Ильнур!
Ввёл пульсацию из плоскости, по «У», результаты не изменились.

Новая ОПОРА.rar (1.2 Кб, 195 просмотров)

Регистрация: 18.12.2012
Сообщений: 3,960
Сообщение от Georg1
Ввёл пульсацию из плоскости, по «У», результаты не изменились.
А что за пульсация из плоскости?
В какой момент времени?В сочетании с чем?

yrubinshtejn
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от yrubinshtejn

Регистрация: 06.09.2009
Сообщений: 1,073
Сообщение от Georg1
Ввёл пульсацию из плоскости, по «У», результаты не изменились.

В пульсации по «X» в первой форме ничего не изменится. Посмотрите ту же саму форму в пульсации по «Y». Там будут усилия.

Регистрация: 22.01.2012
Сообщений: 116
yrubinshtejn.
Сообщение от yrubinshtejn
А что за пульсация из плоскости?
Пульсационная сотавляющая ветровой нагрузки, приложенная к конструкции из её плоскости.
Регистрация: 18.12.2012
Сообщений: 3,960
Сообщение от Georg1
Пульсационная сотавляющая ветровой нагрузки, приложенная к конструкции из её плоскости.

Я не имею возможности просмотреть загружения,потому как не работаю в скаде.
Пытаюсь понять Вас,как Вы прикладываете нагрузки.
Вы статическую и динамическую составляющие прикладываете в одной плоскости или в разных?
Также не понял Ваш ответ Ильнуру,точнее Ваше действие по приложению пульсации из плоскости.Для чего?

yrubinshtejn
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от yrubinshtejn

Регистрация: 30.05.2007
Сообщений: 25,089
Сообщение от Georg1
. Ввёл пульсацию из плоскости, по «У», результаты не изменились.
Как не изменились? В корне изменились:
__________________
Воскресе
Регистрация: 22.01.2012
Сообщений: 116

Ильнур, но это «пульсация по У».
Значит «пульсация по Х» даёт нулевые перемещения? Такое возможно?

yrubinshtejn, есть Г-образная опора (стойка и консоль). На опору приложена средняя составляющая ветровой нагрузки (статическая)
в двух плоскостях (в разных загружениях)-по Х и по У. Scad из статических ветровых нагрузок получил «Пульсацию по Х» и «Пульсацию по У». Вопрос в том, что при просмотре перемещений от загружения «Пульсацию по Х», все перемещения нулевые.

Последний раз редактировалось Georg1, 13.01.2013 в 15:08 .
Регистрация: 30.05.2007
Сообщений: 25,089
Сообщение от Georg1
. Значит «пульсация по Х» даёт нулевые перемещения? Такое возможно?.

Как могут нагрузки, действующие по Х, перемещать элементы по Y? Перемещения по Y равны нулю не только от пульсаций по Х, но и от статического ветра по Х, однако же Вы этому не удивляетесь. Форма 1 у Вас предполагает перемещения по Y.
Если все же мечтаете увидеть перемещения по Y при действии нагрузок по Х, то задайте больше форм — возможно при каких-то высших сложных формах наконец-то увидите таковые перемещения.
Саму форму (например форму 1) Вы можете просмотреть в строчке М5 (в Вашем втором расчете) — там перемещения ненулевые (амплитуды там условные относительные, 1000 ед. — максимум).

__________________
Воскресе
Последний раз редактировалось Ильнур, 13.01.2013 в 18:18 .

пытаюсь быть инженером

Регистрация: 07.03.2010
Екатеринбург
Сообщений: 401

Товарищи, разрешите задать, возможно, глупый вопрос и , возможно, не совсем по теме. заранее извиняюсь.

считаю в ЛИРе 9.6

при расчете задачи на пульсацию ветра собирать массы в узлы нужно от каких нагрузок?

я считаю, что только от постоянных собственных нагрузок. то есть, соответственно, собственный вес конструкций и оборудования и НЕ включать в эти массы нагрузку полезную.

например, мой случай: считаю галерею над силосами. открытая, неотапливаемая. просто стрежневая пространственная конструкция. для определения форм собственных колебаний, и соответственно, усилий от пульсации ветра, я учитываю узловую массу соответственно только от с.в. конструкций. и не учитываю полезную нагрузку (0,15 кПа) на площадки, которая регламентирована СНиП’ом (теперь СП).

теперь вопрос логики Offtop: или здравого смысла
в момент, когда дует ветер, у нас на этой галерее могут находится люди. и потому массы будут соответственно другими (как раз-таки эти 0,15кПа).
с другой стороны, собственные колебания системы потому и называются собственными, что нужно учесть ее собственные характеристики.

направьте на путь истинный)

можно, конечно, считать оба варианта и анализировать картину полученную. что , наверняка будет более правильно. но хочется услыхать и ваше мнение

__________________
хочу всё знать понимать

Предельная частота колебаний здания сп

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 19 октября 2017 г. N 1449-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 34081-2017 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 ноября 2017 г.

5 Настоящий стандарт подготовлен на основе применения ГОСТ Р 54859-2011*

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает правила экспериментального определения значений периода и логарифмического декремента основного тона собственных колебаний зданий и сооружений и их конструктивных элементов.

Настоящий стандарт применим также для определения значений периодов и логарифмических декрементов обертонов собственных колебаний зданий и сооружений и их конструктивных элементов с ограничениями в соответствии с приложением А.

Настоящий стандарт также устанавливает общие требования к составу и метрологическим характеристикам применяемой измерительной системы.

Требования настоящего стандарта распространяются на проведение измерений для целей и на объектах, входящих в область применения ГОСТ 31937, ГОСТ 32019.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 8.009-84 Государственная система обеспечения единства измерений. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений

ГОСТ 31937-2011 Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния

ГОСТ 32019-2012 Мониторинг технического состояния уникальных зданий и сооружений. Правила проектирования и установки стационарных систем (станций) мониторинга

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 31937 и ГОСТ 32019.

4 Основные положения

4.1 Период и логарифмический декремент основного тона собственных колебаний здания (далее — период и декремент) являются важными расчетными параметрами при анализе изменений напряженно-деформированного состояния здания в процессе эксплуатации, в том числе при проведении обследований и мониторинга технического состояния здания. Стандартизация метода определения значений этих параметров проводится в соответствии с требованиями ГОСТ 8.009 для обеспечения соблюдения требований ГОСТ 31937 и ГОСТ 32019.

4.2 Для определения значений периода применяют косвенный метод измерений, при котором регистрируют процессы колебаний здания по трем взаимно перпендикулярным осям. Значения периода по каждой из осей определяют по результатам измерений по соответствующей оси расчетным методом, основанным на анализе спектров мощности колебаний здания.

4.3 Значения декремента по каждой из взаимно перпендикулярных осей определяют также расчетным методом по результатам измерений, проведенных для определения значений периода.

4.4 Колебания здания представляют собой суперпозицию собственных и вынужденных колебаний, вызванных различными внутренними (работой бытовой техники и различных технических систем здания) и внешними (городским транспортом, стройками и т.п.) воздействиями.

4.4.1 Для определения значений периода, как правило, регистрируют собственные колебания здания, вызванные естественным динамическим природно-техногенным фоном города (при наличии оборудования, чувствительного к уровням естественного динамического воздействия), поэтому в процессе измерений дополнительных воздействий на здание не оказывают.

4.4.2 В зависимости от требований к погрешности измерений для создания собственных колебаний здания, имеющих более высокую по сравнению с шумом амплитуду, на здание могут оказываться дополнительные динамические воздействия.

Примечание — Ввиду нелинейности характеристик здания как колебательной системы значения периода, определенные методами, описанными в 4.4.1 и 4.4.2, могут отличаться друг от друга. Сравнение результатов проводят только для одинаковых методов (в соответствии с 4.4.1 или 4.4.2). В случае применения метода по 4.4.2 способ и места оказания дополнительных динамических воздействий, а также уровни таких воздействий должны быть приблизительно одинаковыми.

4.4.3 Требования к способу создания дополнительных динамических воздействий на здание в настоящем стандарте не устанавливаются. Интенсивность вибраций здания, вызванных дополнительными динамическими воздействиями, не должна превышать допустимых значений, определяемых в соответствии с ГОСТ 31937.

4.4.4 Для обеспечения возможности сопоставления результатов измерений, проводимых на здании в различные периоды времени и при различных технических состояниях здания, необходимо принимать меры, чтобы при проведении измерений нагрузки, которым подвергается здание, были одинаковыми.

1 Одним из основных факторов, которые могут повлиять на результаты измерения периода, является снеговая нагрузка, поэтому измерения рекомендуется проводить в летнее время. В случае необходимости проведения измерений при наличии снеговой нагрузки ее значение должно быть задокументировано.

2 Для зданий промышленного назначения характерны наличие и перемещение внутри зданий тяжелого технологического оборудования. В этом случае необходимо проводить измерения во время перерывов в работе и когда технологическое оборудование находится на одинаковых позициях, для чего эти позиции должны быть задокументированы в представляемом по результатам проведения измерений протоколе измерений. Допускается также проведение дополнительных исследований в целях установления связи между колебаниями конструкции здания и работой конкретного оборудования (см. также примечание 1 к А.1 приложения А).

4.5 Измерительная система должна обеспечивать преобразование аналоговых входных сигналов, пропорциональных измеряемым амплитудам колебаний здания, в цифровые, их регистрацию и сохранение, а также последующую обработку.

4.6 Метрологические характеристики применяемой измерительной системы должны обеспечивать погрешность измерений периода и декремента не выше допустимой погрешности измерения, значение которой, как правило, непосредственно связано с расчетами, определяющими зависимость изменений периода и декремента от напряженно-деформированного состояния конкретного здания. Требования к применяемым при этом методикам измерений должны соответствовать нормативным документам*, действующим на территории государства — участника Соглашения.

* В Российской Федерации требования к данным методикам измерений — по ГОСТ Р 8.563-2009 «Государственная система обеспечения единства измерений. Методики (методы) измерений».

4.7 Результаты определения значений периода и декремента заносят в протокол измерений, форма которого приведена в приложении Б.

5 Требования к измерительной системе

5.1 Применяемая для определения периода и декремента измерительная система включает в себя следующие подсистемы:

— регистрации и обработки данных.

5.1.1 Подсистема сбора данных состоит из трех первичных преобразователей, для которых измеряемой величиной являются параметры колебательных перемещений основания, на котором эти первичные преобразователи установлены. Первичные преобразователи устанавливают так, чтобы измерения проводились вдоль трех взаимно перпендикулярных осей, одна из которых является вертикальной плоскостью, а две другие — расположены в горизонтальной плоскости и совпадают с центральными осями здания или конструктивного элемента.

Примечание — В качестве первичных преобразователей могут применяться датчики линейного перемещения.

5.1.1.1 Подсистема сбора данных предназначена для преобразования аналоговых входных сигналов первичных преобразователей, пропорциональных изменяющейся во времени измеряемой величине , в цифровые сигналы , где — дискретные значения времени (аналого-цифровое преобразование).

5.1.1.2 Цифровые выходные сигналы первичных преобразователей передаются в подсистему регистрации и обработки данных.

5.1.2 Подсистема регистрации и обработки данных предназначена для хранения информации, поступившей из подсистемы сбора данных, и выполнения всех необходимых операций по ее обработке. Входными сигналами для подсистемы регистрации и обработки данных являются цифровые выходные сигналы первичных данных , пропорциональные изменяющейся во времени амплитуде колебаний преобразователей подсистемы сбора данных, выходными сигналами — значения периода и декремента .

Примечание — Рекомендуется применение компьютера с соответствующим программным обеспечением. Требования к типу применяемого компьютера и программному обеспечению измерительной системы относительно конкретных способов обработки полученных данных настоящим стандартом не устанавливаются.

5.2 При проектировании (выборе) измерительной системы и разработке методики проведения измерений соблюдают требования приложения В, а также принимают допущения в соответствии с приложением Г, что позволяет выделить при оценке точности измерений наиболее значимые составляющие общей погрешности измерения и исключить из рассмотрения те составляющие, вклад которых в общую погрешность пренебрежимо мал.

5.3 Соблюдение требований и принятие допущений по 5.2 соответствуют ГОСТ 8.009, [1] и позволяют сделать следующие выводы:

— случайная составляющая общей погрешности измерений значительно больше систематической;

— погрешностями, источниками которых являются подсистема регистрации и обработки, а также применяемые при градуировке средства измерений и устройства, можно пренебречь.

6 Определение значений периода и логарифмического декремента основного тона собственных колебаний здания

6.1 Общие требования к порядку выполнения измерений параметров основного тона собственных колебаний здания

6.1.1 В соответствии с разделом 4 для определения значений параметров основного тона собственных колебаний здания проводят измерения, каждое из которых, осуществляемое с помощью измерительной системы, представляет собой серию из нескольких последовательно проводимых, одинаковых по времени дискретизации и продолжительности записей сигналов первичных преобразователей.

6.1.1.1 Число записей сигналов первичных преобразователей выбирают в зависимости от требований к точности (погрешности) измерений с учетом выбранного значения доверительной вероятности так, чтобы погрешность измерения не превышала допустимой.

Связь числа записей со значением погрешности измерения приведена в 6.4, а также в А.5 приложения А и в Д.4 приложения Д.

Значение доверительной вероятности выбирают, исходя из назначения здания и его элементов.

6.1.1.2 Величину дискретизации сигналов во времени первичных преобразователей (или соответствующую ему частоту дискретизации сигналов ) выбирают также в зависимости от требований к точности (погрешности) измерений, учитывая то, что частота дискретизации сигналов определяется требуемым частотным диапазоном измеряемого сигнала и ограничениями амплитудно-частотных характеристик первичных преобразователей. Частота дискретизации должна не менее чем в два-три раза превышать максимальную частоту возможного частотного диапазона измеряемого сигнала [2].

6.1.1.3 При выборе продолжительности записей сигналов первичных преобразователей L учитывают, что установленный в настоящем стандарте инструментальный метод определения значений периода и декремента основан на анализе спектров мощности колебаний здания, поэтому продолжительность записей определяет разность между ближайшими частотами и минимальную частоту в разложении сигнала при его преобразовании для получения спектра мощности.

6.1.2 При подготовке к выполнению измерений разрабатывают схему размещения первичных преобразователей. Поскольку амплитуда собственных колебаний возрастает с высотой здания, то для повышения уровня полезного выходного сигнала первичные преобразователи размещают на несущих конструкциях верхней части здания, по возможности вблизи оси центра масс здания. При исследовании элементов зданий первичные преобразователи размещают в соответствии с разработанной программой исследований.

Ветровое воздействие на здания

Расчет зданий и сооружений на действие ветра регламентируется СП 20.13330.2016. В текущей статье описана теория расчета на ветровое воздействие на здания.

Теория расчета на ветер

Прежде всего, при учете такого загружения, как ветровое воздействие на здания, необходимо учитывать среднюю статическую и пульсационную составляющие ветровой нагрузки.

Нормативное значение средней статической составляющей ветровой нагрузки определяется по формуле:

  • w0 — нормативное значение ветрового давления, которое зависит от ветрового района и определяется по табл. 11.1.
  • k — коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для высоты z (табл. 11.2 СП 20.13330.2016). При этом высота z определяется в соответствии с рекомендациями раздела 11.15 СП 20.13330.2016.
  • c — аэродинамический коэффициент (приложение Д из СП 20.13330.2016)

Определение пульсационной составляющей ветра

Для определения пульсационной составляющей, чтобы узнать полное ветровое воздействие на здания, предварительно необходимо:

  • Определить значения собственных частот и формы колебаний рассчитываемого здания или сооружения.
  • Определить значение логарифмического декремента колебаний: 0,3 — для ж/б и каменных конструкций, а так же для зданий с металлическим каркасом при наличии ограждающих конструкций; 0,15 — для стальных сооружений.
  • Определить предельное значение частоты собственных колебаний f1 (табл. 11.5).

Для сооружений и конструктивных элементов, у которых первая частота собственных колебаний f1, Гц, больше предельного значения собственной частоты, пульсационноая составляющая определяется по формуле 11.5.

  • c(ze) — коэффициент пульсации давления ветра, принимаемый по табл. 11.4 или по формуле 11.6.
  • v — коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра.
  • E — коэффициент динамичности, определяемый по графикам в зависимости от логарифмического декремента колебаний и параметра e1.

  • w0 (Па) — нормативное значение давления ветра.
  • yf — коэффициент надежности по нагрузке (для ветровой нагрузки — 1.4)

При определении k(ze) для вышеуказанной формулы ze = 0.7h (h — высота сооружения).

Для сооружений, у которых вторая собственная частота меньше предельной, необходимо производить динамический расчет с учетом S первых форм колебаний. Число S определяется из условия:

Усилия и перемещения при учете динамической реакции по S собственным формам определяются по формуле 11.9.

  • Х — суммарные усилия или перемещения.
  • Хs — усилия или перемещения по s-й форме колебаний.

Таким образом осуществляется расчет на ветровое воздействие на здания.

1 Область применения

1.1 Настоящий свод правил устанавливает требования по учету особых нагрузок и воздействий при проектировании зданий и сооружений классов КС-2 и КС-3 нормального и повышенного уровней ответственности по предельным состояниям первой группы, а также требования по обеспечению надежности строительных конструкций и оснований при аварийных ситуациях природного, техногенного и антропогенного характера в соответствии с положениями ГОСТ 27751.

1.2 При расчетах по предельным состояниям второй группы особые воздействия, указанные в настоящем своде правил, допускается не учитывать.

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

ГОСТ 30698-2014 Стекло закаленное. Технические условия

ГОСТ 30826-2014 Стекло многослойное. Технические условия

ГОСТ 31937-2011 Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния

ГОСТ Р 52398-2005 Классификация автомобильных дорог. Основные параметры и требования

СП 14.13330.2014 «СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах» (с изменением № 1)

СП 16.13330.2017 «СНиП II-23-81* Стальные конструкции»

СП 20.13330.2016 «СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия»

СП 21.13330.2012 «СНиП 2.01.09-91 Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах»

СП 35.13330.2011 «СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы» (с изменением № 1)

СП 38.13330.2012 «СНиП 2.06.04-82* Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов)»

СП 43.13330.2012 «СНиП 2.09.03-85 Сооружения промышленных предприятий» (с изменениями № 1, № 2)

СП 56.13330.2011 «СНиП 31-03-2001 Производственные здания» (с изменениями № 1, № 2)

СП 58.13330.2012 «СНиП 33-01-2003 Гидротехнические сооружения. Основные положения» (с изменением № 1)

СП 88.13330.2014 «СНиП II-11-77* Защитные сооружения гражданской обороны» (с изменениями № 1, № 2)

СП 104.13330.2016 «СНиП 2.06.15-85 Инженерная защита территории от затопления и подтопления»

СП 112.13330.2011 «СНиП 21-01-97* Пожарная безопасность зданий и сооружений»

СП 115.13330.2016 «СНиП 22-01-95 Геофизика опасных природных воздействий»

СП 116.13330.2012 «СНиП 22-02-2003 Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения»

СП 131.13330.2012 «СНиП 23-01-99* Строительная климатология» (с изменением № 2)

СП 132.13330.2011 Обеспечение антитеррористической защищенности зданий и сооружений. Общие требования проектирования

СП 249.1325800.2016 Коммуникации подземные. Проектирование и строительство закрытым и открытым способами

(Измененная редакция. Изм. № 1)

Примечание — При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.

3 Термины и определения

В настоящем своде правил применены следующие термины с соответствующими определениями:

аварийная расчетная ситуация: Ситуация, соответствующая исключительным условиям работы сооружения, которые могут привести к существенным социальным, экономическим и экологическим потерям.

авария: Опасное техногенное происшествие, создающее на объекте определенной территории или акватории угрозу жизни и здоровью людей и приводящее к разрушению или повреждению зданий, сооружений, оборудования и транспортных средств, нарушению производственного или транспортного процесса, нанесению ущерба окружающей среде.

[1, статья 2, часть 2, пункт 2]

3.3 локальное разрушение: Потеря несущей способности, устойчивости или отказ в функционировании отдельного несущего конструктивного элемента или группы несущих конструктивных элементов на ограниченной площади в результате особого воздействия или нагрузки.

3.4 нежелательное последствие: Событие, которое может вызвать травмы людей, нанести ущерб окружающей среде или привести к материальным, финансовым и (или) социальным потерям в результате разрушения сооружения или его части.

особые нагрузки: Нагрузки и воздействия (например, взрыв, столкновение с транспортными средствами, авария оборудования, пожар, землетрясение, некоторые климатические нагрузки, отказ работы несущего элемента конструкций), создающие аварийные ситуации с возможными катастрофическими последствиями.

прогрессирующее (лавинообразное) обрушение: Последовательное (цепное) разрушение несущих строительных конструкций, приводящее к обрушению всего сооружения или его частей вследствие начального локального повреждения.

(Введен дополнительно. Изм. № 1)

4 Общие положения

4.1 При проектировании сооружений классов КС-3 и КС-2 следует учитывать аварийные ситуации, возникающие при действии особых нагрузок и воздействий на стадии эксплуатации сооружений, при строительстве, реконструкции и капитальном ремонте.

Перечень особых нагрузок и воздействий, учитываемых при проектировании, приведен в СП 20.13330.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

4.2 Особые нагрузки подразделяются на нормируемые (проектные) и аварийные.

К нормируемым (проектным) относятся особые нагрузки, интенсивность и распределение которых по поверхности или объему сооружений известны и заданы в действующих нормативных документах или задании на проектирование.

К аварийным относятся особые нагрузки и воздействия, не регламентируемые в нормативных документах, которые могут привести к аварийной расчетной ситуации.

4.3 Настоящий свод правил устанавливает требования по расчету строительных конструкций зданий и сооружений на следующие виды нормируемых (проектных) особых нагрузок и воздействий:

— экстремальные климатические нагрузки и воздействия (снеговые, ветровые, гололедные и температурные), имеющие период повторяемости 100 лет и более;

— нагрузки при внутренних и внешних взрывах;

— ударные, в том числе нагрузки при столкновении транспортных средств, ремонтной и строительной техники с частями сооружения, удар дорожных транспортных средств по опорным частям сооружений, нагрузки, вызванные сходом с рельсов рельсовых транспортных средств под конструкциями или вблизи конструкций; падение вертолета на сооружение, удар погрузчика и т.п.;

— нагрузки от пожарных автомобилей на стилобатные и подземные части зданий.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

4.4 Другие виды нормируемых (проектных) особых нагрузок необходимо устанавливать в нормативных документах на отдельные виды сооружений, строительных конструкций и оснований, а также в заданиях на проектирование.

Сейсмические нагрузки и воздействия при пожаре регламентируются положениями СП 14.13330 и СП 112.13330 соответственно.

Особые волновые и ледовые нагрузки на гидротехнические сооружения, нагрузки от ударов речных и морских судов, гидродинамическое и взвешивающее воздействия следует учитывать согласно СП 38.13330 и СП 58.13330.

Особые воздействия при деформациях основания, сопровождающихся коренным изменением структуры грунта (например, при замачивании просадочных грунтов, оттаивании вечномерзлых грунтов и пр.) или его оседанием в районах горных выработок и карстовых, при оползнях, селях и других опасных природных процессах и явлениях следует учитывать согласно СП 21.13330, СП 115.13330, СП 116.13330.

Особые воздействия при деформациях основания, вызванных прорывом коммуникаций, изменением гидрологического режима вследствие нового строительства, при затоплении и подтоплении территории следует учитывать согласно СП 104.13330, СП 249.1325800.

4.5 К аварийным относятся особые нагрузки и воздействия, которые возникают вследствие:

— ошибок при производстве работ по строительству, реконструкции, капитальному ремонту зданий и сооружений;

— нарушений правил эксплуатации сооружений, в том числе их промышленного или инженерного оборудования;

— нарушений технологического процесса, временной неисправности или поломки оборудования и по другим, не установленным причинам.

Действие аварийных особых воздействий учитывается расчетом сооружений на прогрессирующее обрушение. Действие аварийных особых нагрузок допускается не учитывать расчетом сооружений на прогрессирующее обрушение, если выполнены проектные, конструктивные и организационные мероприятия, приведенные в 5.11 и указанные в задании на проектирование.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

4.6 Особые воздействия на здания и сооружения опасных производственных объектов, подлежащих регистрации в государственном реестре в соответствии с законодательством Российской Федерации о промышленной безопасности опасных производственных объектов, устанавливаются настоящим сводом правил и федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности и в соответствии с [1].

Перечень опасных производственных объектов определяется в соответствии с [2, приложение 1] и [4].

5 Общие требования по учету аварийных расчетных ситуаций

5.1 В соответствии с требованиями ГОСТ 27751 несущие и ограждающие конструкции зданий и сооружений должны быть запроектированы с учетом обоснованных аварийных расчетных ситуаций, которые устанавливаются в задании на проектирование.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

5.2 При проектировании сооружений должны быть разработаны сценарии реализации наиболее опасных аварийных расчетных ситуаций и разработаны стратегии для предотвращения прогрессирующего обрушения сооружения при локальном разрушении конструкций.

Каждый сценарий соответствует отдельному особому сочетанию нагрузок и в соответствии с указаниями СП 20.13330 должен включать в себя одно из нормируемых (проектных) особых воздействий или один вариант локальных разрушений несущих конструкций для аварийных особых воздействий. Перечень сценариев аварийных расчетных ситуаций и соответствующих им особых воздействий устанавливается техническим заказчиком в задании на проектирование по согласованию с генеральным проектировщиком.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

5.3 В сценариях расчетных аварийных ситуаций необходимо учитывать следующие проектные особые воздействия:

— экстремальные климатические (снеговые, ветровые, гололедные и температурные) воздействия (см. раздел 6 и приложение А);

— взрывные и ударные особые воздействия (см. разделы 7, 8);

— особые нагрузки от пожарных автомобилей на стилобатные и подземные части зданий (см. раздел 9);

— другие особые воздействия, регламентируемые действующими нормативными документами или указанные в задании на проектирование.

При выборе сценариев расчета на устойчивость против прогрессирующего обрушения локальное разрушение может быть расположено в любом месте здания или сооружения.

5.4 При расчетах на особые сочетания нагрузок, в том числе на прогрессирующее обрушение, коэффициенты надежности по нагрузке для постоянных, длительных и кратковременных нагрузок γf, а также коэффициенты сочетаний нагрузок необходимо принимать в соответствии с указаниями СП 20.13330, как для особых сочетаний.

5.5 При расчетах зданий и сооружений на особые воздействия коэффициент надежности по ответственности следует принимать равным 1,0 (γn = 1,0).

5.6 При расчетах зданий и сооружений на особые воздействия расчетные прочностные и деформационные характеристики материалов принимают равными их нормативным значениям согласно действующим нормативным документам.

Для бетонных и железобетонных конструктивных элементов, изготовленных в заводских условиях, при обеспечении требуемого уровня контроля качества, установленного действующими нормативными документами, допускается учитывать дополнительные коэффициенты условий работы, повышающие расчетные сопротивления и принимаемые по таблице Б.1.

Коэффициент условий работы для арматуры всех классов и для металлических конструкций, выполненных из сталей с повышенными требованиями к их пластичности, допускается принимать согласно приложению Б.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

5.7 (Исключен. Изм. № 1)

5.8 (Исключен. Изм. № 1)

5.9 Локальное повреждение несущих конструкций и оснований при действии нормируемых (проектных) и аварийных особых воздействий не должно приводить к прогрессирующему обрушению сооружения или разрушению смежных конструкций.

Локальное разрушение ограждающих конструкций не должно угрожать жизни и здоровью людей или нормальной эксплуатации сооружений.

Перемещения, деформации конструкций и раскрытие в них трещин, соответствующие предельным состояниям второй группы, для расчетных аварийных ситуаций не ограничиваются.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

5.10 Для каждого сценария следует определить несущие элементы, выход из строя которых влечет за собой прогрессирующее обрушение всей конструктивной системы.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

5.11 Действие аварийных особых нагрузок допускается не учитывать в том случае, если проведен анализ рисков для всех рассматриваемых расчетных ситуаций и выполнены все следующие требования:

— проведен расчет сооружения на действие проектных (нормируемых) особых воздействий, указанных в настоящем своде правил, задании на проектирование и действующих нормативных документах;

— введены дополнительные коэффициенты условий работы, понижающие расчетные сопротивления этих элементов и узлов их крепления (для большепролетных сооружений указанные дополнительные коэффициенты условий работы приведены в приложении В);

— проведены организационные мероприятия, в том числе в соответствии с СП 132.13330, а также другие мероприятия, согласованные с заказчиком (см. также приложение Г).

(Измененная редакция. Изм. № 1)

5.12 Для сооружений класса КС-3 допускается разрабатывать конструктивные решения с учетом оценки риска, анализа последствий нормативных (проектных) и аварийных особых воздействий и затрат, связанных с проведением мероприятий (конструктивных и организационных) для ограничения площади повреждений.

При проведении подобного анализа должны быть определены возможность прогрессирующего обрушения для рассматриваемого сценария реализации расчетной аварийной ситуации и затраты, необходимые для проведения конструктивных и организационных мероприятий, осуществляемых на стадии возведения и эксплуатации в целях предотвращения прогрессирующего обрушения этих сооружений.

Окончательные конструктивные решения и необходимые организационные мероприятия должны быть согласованы с заказчиком.

6 Экстремальные климатические воздействия

6.1 При расчете строительных конструкций на особые сочетания нагрузок в соответствии с требованиями СП 20.13330 необходимо учитывать следующие проектные климатические особые воздействия:

— расчетные экстремальные снеговые, гололедные нагрузки и температурные климатические воздействия, приведенные в 6.5, 6.7 и 6.8 соответственно;

— особые воздействия, связанные со сползанием снега, приведенные в 6.5.2;

— ветровые воздействия, которые могут возбуждать аэродинамически неустойчивые колебания типа галопирования, дивергенции и различных видов флаттера, приведенные в 6.6.

6.2 Для учета экстремальных снеговых, гололедных и температурных климатических воздействий, расчетные значения которых для отдельных населенных пунктов значительно превышают соответствующие расчетные значения, установленные в СП 20.13330, вводят дополнительный коэффициент надежности для экстремальных воздействий γа, принимаемый согласно 6.5, 6.7 и 6.8 соответственно.

6.3 Экстремальные климатические воздействия следует учитывать для площадок строительства, расположенных в местности с аналогичными топологическими и метеорологическими условиями в радиусе не более 50 км от населенных пунктов, указанных в таблицах А.1, А.2 приложения А для снеговых и гололедных нагрузок и в радиусе не более 50 км от населенных пунктов, указанных в таблицах А.3, А.4 приложения А для температурных климатических воздействий.

Для пунктов территории Российской Федерации, не указанных в таблицах А.1 — А.4, экстремальные климатические воздействия допускается не учитывать.

6.4 Расчетные значения экстремальных снеговых, гололедных и температурных климатических нагрузок и воздействий, а также перечень населенных пунктов, для которых требуется учет экстремальных климатических воздействий, допускается назначать в установленном порядке по данным Росгидромета на основе анализа соответствующих климатических данных для места строительства за период наблюдений не менее 50 лет.

6.5 Экстремальные снеговые нагрузки

6.5.1 Расчетное значение экстремальной снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия Sext для аварийной расчетной ситуации следует определять по формуле

где γa — дополнительный коэффициент надежности по экстремальной снеговой нагрузке, принимаемый по таблице А.1 приложения А;

S — расчетное значение снеговой нагрузки, принимаемое в соответствии с СП 20.13330.

6.5.2 Для покрытий зданий или иных конструктивных элементов (карнизов, балконов и т.п.), примыкающих к более высоким зданиям и сооружениям или их частям с уклоном покрытия более 20°, при отсутствии парапетов или ограждений следует учитывать особую снеговую нагрузку от падения снега.

В том случае, если между покрытиями имеется значительный перепад высот (более 3 м), следует учитывать динамическое действие падающего снега.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

6.6.1 К проектным особым воздействиям ветра относятся воздействия, которые могут привести к возбуждению аэродинамически неустойчивых колебаний типа галопирования, дивергенции и различных видов флаттера.

Возбуждение подобных колебаний не допускается, поскольку они могут вызвать разрушение несущих конструкций сооружения.

6.6.2 Аэродинамически неустойчивые колебания типа галопирования могут возникнуть в протяженных сплошностенчатых сооружениях при выполнении трех условий:

1) относительное удлинение λе > 20, где λе определяется в соответствии с указаниями СП 20.13330;

2) коэффициент ag удовлетворяет условию

3) критическая скорость Vcr,g не превышает максимально возможной скорости ветра для места строительства на высоте z, т.е.

Sc = 2m1δ/(ρad 2 ),

где Sc — число Скратона;

fi — частота колебаний по i-й изгибной собственной форме, Гц;

d — характерный поперечный размер, м;

m1 — эквивалентная погонная масса, кг/м;

ρа — плотность воздуха; ρа = 1,25 кг/м 3 ;

γcr — коэффициент надежности; γcr = 1,25;

δ — логарифмический декремент при поперечных колебаниях сооружения;

сх и су — аэродинамические коэффициенты лобового сопротивления и боковой силы соответственно в поточной системе координат.

Параметры w0, k(z) и γf определяются в соответствии с указаниями СП 20.13330.

Коэффициент ag в (6.2) и (6.3а) зависит от формы поперечного сечения сооружения, его аэродинамических свойств и определяется на основе результатов модельных испытаний сооружений в аэродинамических трубах. В качестве максимального значения допускается принимать ag = 10.

6.6.3 Крутильные неустойчивые колебания типа дивергенции могут возникнуть в протяженных сплошностенчатых сооружениях с прямолинейной осью при условии, что их относительное удлинение λе > 20, где λе определяется в соответствии с указаниями СП 20.13330.

Критическую скорость ветра, при которой они возникают, определяют по формуле

где Gt — жесткость сооружения на кручение;

d — характерный поперечный размер сооружения, м;

ρа — плотность воздуха; ρа = 1,25 кг/м 3 ;

cm — аэродинамический коэффициент момента сил относительно прямолинейной оси сооружения;

dcm/ — градиент измерения коэффициента cm в зависимости от угла атаки α.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

6.6.4 Критерии возбуждения различных типов флаттера (классического, срывного, панельного, с одной степенью свободы и др.) устанавливаются в нормативных документах на проектирование конструкций или задании на проектирование на основе результатов модельных испытаний сооружений в аэродинамических трубах.

6.6.5 Любые типы аэродинамически неустойчивых колебаний типа галопирования, дивергенции или флаттера недопустимы. Для предотвращения возбуждения подобных колебаний необходимо использовать следующие мероприятия (по отдельности или в сочетаниях):

— изменение геометрической формы сооружения;

— повышение демпфирования сооружения;

— перфорация верхней части сооружения, в том числе установка ограждающих панелей с зазором (щелевидная перфорация);

— установка спиралевидных ребер;

— установка гасителей колебаний.

6.7 Экстремальные гололедные нагрузки

Расчетное значение линейной экстремальной гололедной нагрузки для элементов кругового сечения диаметром до 70 мм включительно (проводов, тросов, оттяжек, мачт, вант и др.) iext, Н/м, при аварийной расчетной ситуации следует определять по формуле

Расчетное значение поверхностной экстремальной гололедной нагрузки i′, Па, для остальных элементов конструкций, подверженных обледенению, следует определять по формуле

где γa — дополнительный коэффициент надежности для экстремальной гололедной нагрузки, принимаемый по таблице А.2 приложения А;

i — расчетное значение линейной гололедной нагрузки для элементов кругового сечения диаметром до 70 мм включительно, принимаемое согласно СП 20.13330;

i‘ — расчетное значение линейной гололедной нагрузки для остальных элементов конструкций, принимаемое согласно СП 20.13330.

6.8 Экстремальные температурные климатические воздействия

6.8.1 Расчет строительных конструкций на температурные климатические воздействия при особых сочетаниях нагрузок следует выполнять согласно СП 20.13330. При этом средние суточные температуры наружного воздуха в теплое tew и холодное tес время года для надземной части сооружений принимают согласно 6.8.2.

6.8.2 Средние суточные температуры наружного воздуха в теплое tew и холодное tec время года для надземной части сооружений при аварийной расчетной ситуации следует определять по формулам:

где γa — значения дополнительного коэффициента надежности для экстремальных температурных воздействий, принимаемые для максимальных значений температуры воздуха tmax по таблице А.3, для минимальных значений температуры воздуха tmin — по таблице А.4;

tmin, tmax — нормативные значения минимальной и максимальной температур воздуха соответственно, принимаемые согласно СП 20.13330;

AI, AVII — средние суточные амплитуды температуры воздуха наиболее холодного и наиболее теплого месяцев соответственно, принимаемые согласно СП 131.13330.

7 Взрывные воздействия

7.1 Общие положения

7.1.1 Взрывные нагрузки следует относить к нормируемым (проектным) особым воздействиям в том случае, если расчетные значения их параметров и распределение по поверхности и (или) объему сооружения установлены в настоящем своде правил, нормативных документах на проектирование конструкций или задании на проектирование.

7.1.2 Перечень взрывных нагрузок и их параметров, учитываемых для зданий и сооружений класса КС-3, а также зданий класса КС-2 с массовым пребыванием людей (по классификации ГОСТ 27751) устанавливаются в задании на проектирование. Требования по обеспечению взрывоустойчивости производственных зданий и сооружений приведены в СП 43.13330 и СП 56.13330.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

7.1.3 При проектировании сооружений транспорта и жизнеобеспечения населенных пунктов следует учитывать возможные последствия действия взрывных нагрузок в комбинации с другими особыми воздействиями, сопутствующими взрыву.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

7.2 Внутренний взрыв

7.2.1 Взрывные воздействия необходимо учитывать при проектировании зданий и инженерных сооружений с газоснабжением (квартиры с газовыми плитами), а также предназначенных для хранения или транспортирования взрывчатых веществ (например, химические лаборатории, бункеры, канализационные системы, дорожные и железнодорожные туннели).

Несущие конструкции указанных сооружений следует проектировать таким образом, чтобы исключить возможность прогрессирующего обрушения в результате взрыва внутри помещений.

7.2.2 Взрывы газа внутри замкнутых помещений без проемов

В качестве расчетной нагрузки при взрывах газа в замкнутых пустых помещениях (без окон, дверей и т.д.) с равнопрочными ограждениями необходимо учитывать максимальное статическое давление на несущие и ограждающие конструкции, принимаемое равным 1,1 МПа.

Указанное значение взрывной нагрузки допускается уточнять в задании на проектирование в зависимости от назначения помещений и состава взрывоопасной топливовоздушной смеси.

Взрывные воздействия допускается рассматривать, как равномерно распределенное давление по площади ограждения.

В замкнутых загроможденных помещениях большого объема или многокомнатных помещениях в качестве расчетной нагрузки необходимо учитывать максимальное статическое давление на несущие и ограждающие конструкции от внутреннего взрыва, принимаемое равным 3,0 МПа, в том случае, если минимальный размер помещения L (длина, высота, ширина) удовлетворяет соотношению

L > 7λ,

где λ — длина детонационной ячейки топливовоздушной смеси, м, для условий в помещении (начальная температура, давление, химический состав), определяемая в задании на проектирование.

7.2.3 Взрывы газа внутри замкнутых помещений с проемами или легкосбрасываемыми конструкциями

В качестве расчетной нагрузки на несущие и ограждающие конструкции при взрывах газа в закрытых помещениях объемом до 1000 м 3 с вентилируемыми проемами (окнами, дверьми и легкосбрасываемыми конструкциями) необходимо учитывать статическое давление взрыва pd, равное наибольшему из значений (7.2) и (7.3):

где Av — площадь вентилируемых проемов (окон, дверей, перегородок и других легкосбрасываемых конструкций), м 2 ;

V — объем помещения, м 3 ;

pv — давление активации вентилируемого элемента, МПа, при котором происходит нарушение герметичности помещения (разрушение окон, дверей, мембранных ограждений) или срабатывает механизм предустановленных легкосбрасываемых строительных элементов конструкции.

Численные значения pv для технического стекла принимают в соответствии с ГОСТ 30698, ГОСТ 30826, для других легкосбрасываемых конструкций — в соответствии с их техническими характеристиками, указанными в нормативных документах на изделия или задании на проектирование.

Отношение площади вентилируемого проема к объему помещения должно составлять не более 0,05.

7.3 Внешний взрыв

(Подраздел 7.3. Новая редакция. Изм. № 1)

7.3.1 При взрыве в открытом пространстве (внешний взрыв) конденсированных взрывчатых веществ или топливно-воздушных смесей на здания и сооружения действуют нагрузки, инициированные воздушной ударной или взрывной волной, которые необходимо учитывать при проектировании.

Основными расчетными параметрами нагрузки при внешнем взрыве в атмосфере с начальным давлением р0, Па, являются:

— максимальное (пиковое) избыточное давление при взрыве рmax, определяемое с учетом дифракции и отражения взрывной волны;

— продолжительность положительной фазы взрыва tp;

— импульс взрывной волны I0 =

где pi(t) описывает изменение во времени нагрузки при взрыве;

р0 — атмосферное давление;

— скорость фронта взрывной волны V.

Указанные характеристики, а также вид воздействия (ударная или взрывная волна) устанавливаются в результате анализа рисков.

Другие поражающие факторы при взрыве (например, действие осколков взрывного устройства, обломков разрушенных объектов, находящихся между эпицентром взрыва и сооружением, осколков оконных стекол, дверей, перекрытий, покрытий, перегородок и т.д.), вызванные возможным разрушением элементов конструкций, следует учитывать при разработке системы превентивных мер, уменьшающих риски для жизни и здоровья людей и снижающих возможный экономический ущерб.

Для зданий с проемами следует учитывать также воздействия от внешнего взрыва на внутренние элементы конструкций. При этом расчетное значение эквивалентной статической взрывной нагрузки, действующей в сторону, противоположную нагрузкам на фронтальную поверхность, определяется по формуле

где kd — коэффициент динамичности (см. 7.3.4).

Нагрузку от внешнего взрыва, действующую на выступающие части наружных стен в местах расположения входов, на стены тамбур-шлюзов и тамбуров, на ограждающие конструкции аварийных выходов и защитно-герметические двери, следует принимать в соответствии с СП 88.13330.

Расчетные значения взрывных нагрузок приведены в 7.3.2 — 7.3.4. Указанные здесь значения взрывных нагрузок допускается уточнять с учетом изменения параметров воздействия во времени на основе динамического расчета зданий и сооружений.

7.3.2 В зависимости от формы и характерных размеров конструкции В расчетные значения взрывных нагрузок рb следует задавать, используя одну из трех моделей:

а) Для линейных сооружений или элементов конструкций, имеющих минимальный характерный размер В ≤ 0,3 м в направлении, перпендикулярном движению взрывной или ударной волны, нагрузка рb рассматривается как сила лобового сопротивления pd элемента конструкции:

где q0 — динамическое давление;

cd — коэффициент лобового сопротивления, приведенный в таблице 7.1;

kd — коэффициент динамичности, принимаемый согласно 7.3.4;

р0 — атмосферное давление, принимаемое равным 101,325 кПа.

Таблица 7.1 — Коэффициенты лобового сопротивления

Направление движения взрывной или ударной волны

Коэффициент лобового сопротивления cd

Для других геометрических форм коэффициент cd определяется в рамках научно-технического сопровождения проектирования.

б) Для пространственных зданий и сооружений высотой Н > 3 м, имеющих прямоугольную форму в плане и характерный размер В > 3 м направлении, перпендикулярном движению взрывной волны (см. рисунок 7.1), расчетные значения взрывной нагрузки pb определяются следующим образом:

— для фронтальной поверхности сооружения

— для остальных (не фронтальных) поверхностей сооружений

где ps,f и ps,o определяют по формулам (7.10) и (7.11) соответственно;

1 Нагрузки ps,f и ps,o прикладываются по нормали к соответствующей поверхности сооружения (см. рисунок 7.1 ).

2 Для здании и сооружений непрямоугольной геометрической формы нагрузки ps,f и ps,o определяются в рамках научно-технического сопровождения проектирования.

Рисунок 7.1 — Направления действия взрывных воздействий

в) Для сооружений или элементов конструкций, имеющих характерный размер 0,3 м ≤ В < 3 м, в направлении, перпендикулярном движению взрывной или ударной волны, величину рb определяют по формуле

где pd и ps,f определяют согласно формулам (7.5) и (7.10) соответственно;

kd — коэффициент динамичности (см. 7.3.4).

7.3.3 Расчетные значения параметров ps,f и ps,o взрывных нагрузок определяют следующим образом:

где v — коэффициент ослабления взрывной или ударной волны для конструкции длиной L (см. рисунок 7.2); при Lb/L > 10 v принимают 0,95;

се — коэффициент, определяемый по таблице 7.2;

q0 — динамическое давление, определяемое по формуле (7.6).

Рисунок 7.2 — Зависимость коэффициента ослабления взрывной волны от отношения
длины конструкции L и характерной длины взрывной волны Lb

Таблица 7.2 — Значения коэффициента сопротивления се

Динамическое пиковое давление, р max , кПа

Коэффициент бокового сопротивления се

Характерная длина взрывной волны Lb и характерная скорость V фронта взрывной волны определяются по формулам:

где а0 = 344 м/с — скорость звука в воздухе.

7.3.4 Значение коэффициента динамичности kd для расчетных взрывных нагрузок, указанных в перечислениях а) и в) 7.3.2, при расчете на действие взрывных волн следует принимать равным 1,5; при расчете на действие ударных волн — равным 2,0; для любого типа расчетных взрывных нагрузок, указанных в перечислении б) 7.3.2, — равным 1,0.

Примечание — Численные значения коэффициента динамичности kd допускается уточнять на основе результатов динамических расчетов сооружений на взрывные воздействия с учетом их изменения во времени и допустимого уровня повреждений конструкций.

8 Ударные нагрузки

8.1 Общие положения

8.1.1 Ударные нагрузки и их сочетания следует относить к нормируемым (проектным) аварийным расчетным ситуациям в том случае, если расчетные значения их параметров и способы приложения установлены в настоящем своде правил, нормативных документах на проектирование конструкций, задании на проектирование.

Ударные нагрузки следует учитывать как нормируемые (проектные) особые в тех случаях, когда они не входят в технологический процесс.

8.1.2 Ударные нагрузки следует учитывать в случаях, указанных в 8.2 — 8.5, а также в иных случаях, установленных в нормативных документах на проектирование конструкций и сооружений либо задании на проектирование.

8.1.3 При соответствующем обосновании допускается выполнить динамический анализ ударного воздействия с использованием натурного или численного моделирования.

8.1.4 При проектировании сооружений следует учитывать возможные последствия действия ударных нагрузок в комбинации с другими особыми воздействиями, например столкновение топливозаправочного транспортного средства с опорной конструкцией моста и последующий пожар.

8.2 Удары автотранспортных средств

8.2.1 Ударные нагрузки от автотранспортных средств следует относить к нормируемым (проектным) особым нагрузкам и учитывать для следующих типов зданий и сооружений:

— используемых для парковки автомобилей;

— в которых допускается движение транспортных средств или вилочных погрузчиков;

— граничащих с автодорожным или железнодорожным транспортным потоком при отсутствии полосы отчуждения;

Расчет на ударные воздействия от автотранспортных средств следует проводить для пролетных строений мостов с подмостовым габаритом менее 6 м, а также для промежуточных стоечных опор.

Для случаев, когда возможно соударение автотранспортных средств с опорными конструкциями или фасадами зданий, расчетные значения эквивалентных квазистатических нагрузок следует принимать по таблице 8.1.

Категория дороги по [3] и ГОСТ Р 52398

Сосредоточенная нагрузка Fvx , кН (в направлении движения)

Сосредоточенная нагрузка Fvy , кН (перпендикулярно направлению движения)

Автомагистрали и скоростные автомобильные дороги категорий IA и IБ

Обычные автомобильные дороги категорий IB, II

Обычные автомобильные дороги категорий III — V

Дворовые территории и гаражи с движением:

— грузовых автомобилей (с общей массой более 3,5 т)

Нагрузки от столкновения грузовых автомобилей (с общей массой более 3,5 т) с частями сооружений следует учитывать в расчетах как равномерно распределенные по площади ударного контакта, которые прикладываются на высоте 1,0 м от уровня проезжей части.

Высоту площадки ударного контакта следует принимать равной 0,50 м, а ширину этой площадки — равной ширине конструктивного элемента, но не более 2,0 м.

Нагрузки от столкновения легковых автомобилей (с общей массой менее 3,5 т) с частями сооружений следует учитывать в расчетах как равномерно распределенные по площади ударного контакта, которые прикладываются на высоте 0,5 м от уровня проезжей части.

Высоту площадки ударного контакта следует принимать равной 0,25 м, а ширину этой площадки — равной ширине конструктивного элемента, но не более 1,5 м.

Для аварий, при которых габаритные размеры транспортного средства превышают размеры проема конструкции, площадь ударной нагрузки следует принимать равной площади контакта соударяемых объектов.

8.3 Удар погрузчика

(Измененная редакция. Изм. № 1)

При расчетах ударов погрузчиков о стены и фундаменты зданий, которые допускается считать жесткими, следует учитывать эквивалентную статическую нагрузку Fh, кН, определяемую по формуле

где φ — коэффициент динамичности, принимаемый равным 5;

W — вес погрузчика с максимальным грузом, кН.

Нагрузку следует прикладывать на высоте 0,75 м от пола или на высоте центра тяжести нагруженного погрузчика.

8.4 Удар вертолета

При проектировании зданий и сооружений с эксплуатируемыми посадочными вертолетными площадками на покрытии следует учитывать ударные воздействия от аварийной посадки.

Расчетное вертикальное эквивалентное квазистатическое воздействие вертолета на покрытие здания Fh, кН, следует определять по формуле

где m — масса вертолета, кг.

Воздействие от удара вертолета действует на участке размерами 2×2 м, расположенном в любом месте покрытия.

8.5 Ударные нагрузки от рельсового транспорта

8.5.1 Ударные воздействия, вызванные схождением с рельсов рельсовых транспортных средств под конструкциями или вблизи конструкций, необходимо учитывать для сооружений и их частей, расположенных вблизи железнодорожных путей.

8.5.2 Для зданий и сооружений, расположенных над рельсовыми путями или вблизи них в местах, где максимальная скорость рельсового транспорта не превышает 120 км/ч, предназначенных для постоянного или временного пребывания людей, ориентировочные расчетные значения эквивалентных статических нагрузок на сплошные стены и подобные конструкции следует принимать по таблице 8.2.

Расстояние d между конструктивным элементом и осью ближайшего рельсового пути, м

Сосредоточенные нагрузки Fvx в направлении движения, кН

Сосредоточенные нагрузки Fvy перпендикулярно направлению движения, кН

3 м ≤ d ≤ 5 м

1 Сосредоточенные нагрузки Fvx и Fvy должны быть приложены на установленной высоте над уровнем рельсов, которую рекомендуется принимать 1,8 м.

2 Если максимальная скорость рельсового транспорта в месте расположения конструкции не превышает 50 км/ч, то значения нагрузок по настоящей таблице допускается снижать на 50 %.

3 При максимальной разрешенной скорости рельсового транспорта в месте расположения конструкции свыше 120 км/ч расчетные значения горизонтальных эквивалентных статических нагрузок Fvx и Fvy следует определять в задании на проектирование с учетом дополнительных предупредительных и (или) защитных мер.

4 В случаях, не указанных в настоящей таблице, расчетные значения эквивалентных статических нагрузок следует устанавливать в техническом задании.

8.5.3 Для массивных конструкций, расположенных над рельсовыми путями или вблизи них, таких как мосты с движением автотранспорта или одноэтажные здания, не предназначенные для длительного пребывания людей и не служащие местами временного пребывания людей, ударные воздействия следует устанавливать в задании на проектирование.

8.5.4 Для конструкций, расположенных за тупиковыми рельсовыми путями, следует учитывать эквивалентное значение горизонтального статического усилия от удара в защитную стену, принимаемое равным Fvx = 5000 кН для пассажирских поездов и Fvx = 10000 кН для грузовых поездов. Эти усилия прикладываются на высоте 1,0 м над уровнем рельсов.

9 Нагрузки от пожарных автомобилей на стилобатные и подземные части зданий

9.1 В расчетах зданий и сооружений при проектных аварийных расчетных ситуациях необходимо учитывать нагрузки от пожарного автотранспорта согласно техническим данным транспортных средств и в соответствии с заданием на проектирование.

Указанные нагрузки следует учитывать в особом сочетании.

9.2 Расчетное значение нагрузки от транспортных средств общей массой свыше 16 т, в том числе пожарного автотранспорта, на стены подвалов и покрытие подземной части зданий следует принимать согласно техническим данным транспортных средств и в соответствии с заданием на проектирование. При отсутствии паспортных данных транспортных средств следует принимать нормативное значение нагрузки от веса пожарных автомобилей не менее 36 кПа.

9.3 Расчетные значения нагрузок от пожарных автомобилей, действующие на покрытие подземной части здания, доступное для их проезда, следует принимать в зависимости от класса автомобилей, но не менее 160 кН на каждую ось, или равными 450 кН, прикладываемыми в наиболее неблагоприятном возможном положении, с учетом требований СП 35.13330.

В расчетах необходимо учесть нагрузки, обеспечивающие наиболее неблагоприятные варианты нагружения.

9.4 Давление на покрытие от выносных опор пожарного автомобиля необходимо учитывать в отдельном расчетном сочетании нагрузок и принимать равным наибольшей нагрузке на опору при перемещении гидроподъемника, составляющей 1,75 средней нагрузки на опору.

9.5 Размеры площадки для передачи нагрузки от колес пожарного автомобиля на покрытие проезжей части следует принимать равными 0,2×0,6 м; размеры основания выносной опоры или специальной подкладки — 0,5×0,5 м.

Приложение А

Таблица А.1 — Значения дополнительного коэффициента надежности γа при определении экстремальной снеговой нагрузки

Республика, край, область

Снеговой район по СП 20.13330

Значения коэффициента γa

Республика Северная Осетия — Алания

Малахово (Боровск, Обнинск)

(Измененная редакция. Изм. № 1)

Таблица А.2 — Значения дополнительного коэффициента надежности γа при определении экстремальной гололедной нагрузки

Гололедный район по СП 20.13330

Значения коэффициента γa

(Новая редакция. Изм. № 1)

Таблица А.3 — Значения дополнительного коэффициента надежности γа при определении максимальных значений температуры воздуха Тmax, °С

Значения коэффициента γа

Примечание — Tmax ,50 — превышаемое один раз в 50 лет значение максимальной температуры воздуха, °С.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

Таблица A.4 — Значения дополнительного коэффициента надежности γа при определении минимальных значений температуры воздуха Тmin, °С

Значения коэффициента γа

Примечание — Tmin ,50 — превышаемое один раз в 50 лет значение минимальной температуры воздуха, °С.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

Приложение Б

Б.1 Характеристики сопротивления материалов железобетонных конструкций в случае особых воздействий допускается повышать за счет использования дополнительных коэффициентов условий работы, указанных в таблице Б.1, учитывающих интенсивный рост прочности бетона в первый период после возведения здания, а также возможность использования арматуры за пределом текучести материала.

Факторы, обусловливающие введение коэффициентов условий работы

Коэффициент условий работы бетона

Нарастание прочности бетона во времени, кроме бетонов класса В50 и выше, бетонов на глиноземистом цементе, алюминатных и алитовых портландцементах

Элементы заводского изготовления

Коэффициент условий работы для арматуры всех классов принимают равным 1,1.

Б.2 Расчетные сопротивления прокатной стали следует принимать по СП 16.13330 с учетом работы металлических конструкций за пределом текучести материала, принимая коэффициент условий работы равным 1,1.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

Приложение В

Дополнительные коэффициенты условий работы для большепролетных сооружений, для которых не выполняются расчеты на прогрессирующее обрушение, следует принимать по таблице В.1.

Таблица В.1 — Дополнительные коэффициенты условий работы γсдоп

Ключевые элементы конструкции

Дополнительные коэффициенты условий работы γсдоп в зависимости от расчетного срока эксплуатации сооружения

От 50 до 75 лет

1 Сжатые и растянутые железобетонные и стальные опорные контуры оболочек покрытий

2 Главные ванты и трос-подборы висячих покрытий

3 Пилоны (стойки) и оттяжки от пилонов (стоек)

4 Основные колонны (опоры) по периметру сооружения

5 Основные несущие элементы пролетной конструкции (фермы, балки)

1 Исключено.

2 Приведенные в настоящей таблице дополнительные коэффициенты условий работы γс доп следует учитывать только для основных сочетаний нагрузок одновременно с коэффициентом надежности по ответственности γ n и коэффициентами условий работы элементов и соединений в соответствии с требованиями действующих нормативных документов.

(Измененная редакция. Изм. № 1)

Приложение Г

Г.1 Следует принимать рациональное сочетание нескольких методов обеспечения безопасности конструкций от прогрессирующего обрушения.

Г.2 К организационным мерам безопасности, исключающим, предупреждающим или снижающим до минимума влияние особых воздействий следует отнести комплексное обеспечение безопасности и антитеррористической защищенности:

— возведение защищенного периметра перед сооружением (ограждения в виде массивных тумб, надолбов, подпорных стенок, систему искусственных защитных барьеров) для воспрепятствования приближения транспортных средств к сооружению, в том числе в целях террористического нападения;

— увеличение размеров зон, недоступных для террористической угрозы, за счет увеличения не менее чем на 50 м расстояния между защищенным периметром и фасадами сооружения;

— разработка комплекса организационных мероприятий по защите сооружения по периметру (въездной контроль, система наблюдения, защита от проникновения внутрь здания с помощью стальных решеток, датчики защитной сигнализации, технические средства досмотра и т.п.);

— технические мероприятия (объемно-планировочные, конструктивные, инженерные, организационные), обеспечивающие своевременную, беспрепятственную и безопасную эвакуацию людей при возникновении аварийных ситуаций;

— запрещение хранения взрывчатых материалов в сооружении или оборудование для их хранения специальных помещений с постоянным контролем выполнения правил их эксплуатации;

— мониторинг состояния несущих конструкций (см. ГОСТ 31937), в процессе которого отслеживают техническое состояние элементов и конструкций в целом, и организация надлежащей эксплуатации сооружения, для чего в составе проектной документации должен быть предусмотрен специальный раздел с паспортом (регламентом) по эксплуатации сооружения.

Г.3 Перечисленные в Г.2 мероприятия должны обеспечиваться соблюдением требований к квалификации персонала при выполнении проектных и строительных работ, использованием надлежащих строительных материалов, выбором методов контроля и приемки и обязательным их выполнением на всех стадиях проектирования, возведения и эксплуатации сооружения.

Г.4 Для ограничения последствий взрывов внутри помещений допускается применять следующие меры:

— применение легкосбрасываемых элементов с установленным давлением срабатывания;

— разделение соседних участков сооружения с хранящимися взрывчатыми веществами;

— ограничение зон сооружения, подверженных риску взрыва;

— применение специальных защитных мер между смежными конструкциями, подверженными риску взрыва, в целях исключения распространения давления.

Библиография

[1] Федеральный закон от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений»

[2] Федеральный закон от 21 июля 1997 г. № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов»

[3] Постановление Правительства Российской Федерации от 28 сентября 2009 г. № 767 «О квалификации автомобильных дорог в Российской Федерации»

[4] Приказ Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 25 ноября 2016 г. № 495 «Об утверждении требований к регистрации объектов в государственном реестре опасных производственных объектов и ведению государственного реестра опасных производственных объектов» (зарегистрирован Министерством юстиции Российской Федерации 22 февраля 2017 г., регистрационный № 45760)

Ключевые слова: аварийная расчетная ситуация, особые воздействия, прогрессирующее обрушение, локальное разрушение, экстремальные климатические воздействия

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *