Степень ответственности здания как определить?

Степень ответственности зданий и сооружений

Степень ответственности зданий и сооружений определяется разме­ром материального и социального ущерба, возникающего в случае достижения ими предельного состояния. При проектировании это учитывают путём введения в расчёт коэффициента надёжности по назначению , значение которого зависит от класса ответственно­сти здания или сооружения. На коэффициент  надо умножать расчётные значения нагрузок, усилий или иных воздействий.

СНиП 2.01.07-85* установлено три класса ответственности для зданий и сооружений:

— Класс I,  = 1,0 и более; к этому классу относятся главные корпуса ТЭС, АЭС, телевизионные башни, промышленные трубы высо­той более 200 м, резервуары для нефти и нефтепродуктов вме­стимостью свыше 10 тыс. м3, крытые спортивные сооружения с трибунами, здания театров, кинотеатров, цирков, крытых рын­ков, учебных заведений, детских дошкольных учреждений, боль­ниц, родильных домов, музеев, государственных архивов и т. п.;

— Класс II,  = 0,95; к этому классу относятся здания и со­оружения объектов, имеющих важное народнохозяйственное и (или) социальное значение (объекты промышленного, сельско­хозяйственного, жилищно-гражданского назначения и связи, не вошедшие в I и III классы);

— Класс III,  = 0,9; к этому классу относятся здания и сооруже­ния, имеющие ограниченное народнохозяйственное и (или) со­циальное значение: склады без процессов сортировки и упаков­ки для хранения сельскохозяйственных продуктов, удобрений, химикатов, угля, торфа и др., теплицы, парники, одноэтажные жилые дома и т. п.

Численные значения коэффициента  имеют вероятностно-эконо­мическое обоснование.

Нормативные и расчётные сопротивления бетона

Нормативные и расчетные сопротивления характеризуют прочностные качества материалов. С точки зрения математической статистики прочность бетона или арматуры является величиной случайной, колеблющейся в опреде­лённых пределах.

Прочностные характеристики бетона в силу существенной неод­нородности его структуры обладают значительной изменчивостью. За нормативное сопротивление бетона осевому сжатию  прини­мают предел прочности осевому сжатию бетонных призм размерами 150´150´600 мм с обеспеченностью 0,95. Эта характеристика кон­тролируется путём проведения испытаний.

Под обеспеченностью понимают вероятность попадания случай­ных величин, выражающих прочность бетона, в интервал от Rbn  до ∞.

где  = 1,3 — коэффициент надёжности по бетону при сжатии.

Аналогично определяется расчётное сопротивление бетона осе­вому растяжению для расчёта по предельным состояниям первой группы

где γbt — коэффициент надёжности по бетону при растяжении;  = 1,3 — при систематическом контроле прочности бетона при осевом растяжении;  = 1,5 — при отсутствии такового.

Численные значения расчётных сопротивлений  и  для раз­личных классов бетона даны в СП 52-101-2003 (табл. 5.1 и 5.2).

Расчётные сопротивления бетона при расчёте по предельным со­стояниям первой группы назначены в нормах с высокой обеспечен­ностью равной 0,99865.

В необходимых случаях расчетные значения прочностных характеристик бетона умножают на следующие коэффициенты условий работы gbi, учитывающие особенности работы бетона в конструкции (характер нагрузки, условия окружающей среды и т.д.):

а) gb1 — для бетонных и железобетонных конструкций, вводимый к расчетным значениям сопротивлений Rb и Rbt и учитывающий влияние длительности действия статической нагрузки:

gb1 = 1,0 — при непродолжительном (кратковременном) действии нагрузки;

gb1 = 0,9 — при продолжительном (длительном) действии нагрузки;

б) gb2 — для бетонных конструкций, вводимый к расчетным значениям сопротивления Rb и учитывающий характер разрушения таких конструкций,

gb2 = 0,9.

gb3 = 0,85;

Наступление предельных состояний второй группы не столь опасно как первой, так как это обычно не влечёт за собой аварий, обрушений, жертв, катастроф. Поэтому расчётные сопротивления бетона для расчёта конструкций по предельным состояниям второй группы устанавливают при  =  = 1, т.е. принимают их равны­ми нормативным значениям

Как правило, здесь и  = 1.

Нормативные и расчётные сопротивления арматуры

За нормативное сопротивление Rsn стержневой арматуры растяже­нию принимается наименьшее контролируемое значение предела те­кучести с обеспеченностью 0,95, т. е.

Rsn = σy min

Расчётные сопротивления арматуры растяжению для расчётов по предельным состояниям первой и второй группы определяют де­лением нормативных сопротивлений на соответствующие коэффи­циенты надёжности по арматуре, т. е.

где gs — коэффициент надежности по арматуре, принимаемый равным:

для предельных состояний первой группы: 1,1 — для арматуры классов А240, А300 и А400; 1,15 – для арматуры класса А500; 1,2 — для арматуры класса В500; 1,0 — для предельных состояний второй группы, т. е.

Расчётное сопротивление стержневой арматуры классов A240, А300, A400 сжатию Rsc, используемые при расчётах по предельным состояниям первой группы, при наличии сцепления с бетоном при­нимают Rsc — Rs, так как при такой арматуре предел текучести стали при сжатии обычно достигается раньше разрушения сжатого железобетонного элемента.

Структура расчётных формул

В расчётах по несущей способности (по предельным состояниям пер­вой группы) исходят из стадии III напряжённо-деформированного состояния. При этом производится проверка выполнения условия

FFult

где F — вероятное наибольшее усилие, которое может возникнуть в элементе при исключительных, критических, но всё же возможных обстоятельствах;

Fult — вероятная минимальная несущая способность элемента, определённая с учётом пониженной против контролируе­мой прочности бетона и арматуры.

Подробнее условие можно записать так:

,

где С — коэффициент, учитывающий насколько точно выбранная расчётная схема отражает работу реальной конструкции и другие факторы;

S — коэффициент, учитывающий форму и размеры попе­речного сечения элемента.

Учтя, что g = gnγfg и v = vn γfv , a Rb = , Rs =, неравенство (2.15) можно записать несколько короче

Расчёт по перемещениям обычно заключается в определении прогиба конструкции от нагрузок с учётом их длительности дей­ствия и  и в сравнении его с предельно допустимым прогибом

f  ≤ fult.

где fult — предельно допустимый прогиб по нормам для рассматри­ваемой конструкции.

acrc  ≤  a crc,ult.

Расчет железобетонных элементов следует производить по продолжительному и по непродолжительному раскрытию нормальных и наклонных трещин.

Ширину продолжительного раскрытия трещин определяют по формуле:

acrc = acrc1,

а непродолжительного раскрытия трещин — по формуле

acrc = acrc1 + acrc2 — acrc3,

где acrc1 — ширина раскрытия трещин от продолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок;

acrc2 — ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок;

acrc3 — ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок.

Считается, что трещины не появляются, если усилие N от дей­ствия внешних нагрузок не превосходит усилия Fcrc,ult, т.е.

F  ≤ Fcrc,ult

где Fcrc,ult — усилие, воспринимаемое сечением в момент, предшеству­ющий образованию трещин.

Метод расчёта по предельным состояниям называют полуверо­ятностным. Большинство величин, входящих в расчётные форму­лы, являются величинами случайными. Нормативные значения на­грузок и воздействий, а также сопротивлений материалов обоснова­ны с позиций теории вероятностей.

Таким образом, теория вероят­ностей используется в нормах проектирования строительных кон­струкций в неявной форме, что послужило основанием метод рас­чёта по предельным состояниям называть полувероятностным.

Основная идея метода расчёта по предельным состояниям за­ключается в обеспечении гарантии того, чтобы даже в тех редких случаях, когда на конструкцию действуют максимально возмож­ные нагрузки, прочность бетона и арматуры минимальна, а условия эксплуатации весьма неблагоприятны, конструкция не разрушалась или не получала бы недопустимых прогибов или трещин.

Достоинства метода:

1. Введением в расчёты вместо единого коэффициента запаса проч­ности системы расчётных коэффициентов, учитывающих диф­ференцированно влияние на несущую способность элемента из­менчивости нагрузок, прочностных свойств материалов, условий эксплуатации, класса ответственности достигают лучшей сходи­мости теоретических данных с опытными, чем при едином коэф­фициенте запаса k в прежних методах расчёта.

2. Каждое новое достижение в повышении однородности матери­алов может быть учтено в нормах, что приведёт к их экономии.

3. Конструкции, рассчитанные по предельным состояниям, получа­ются несколько экономичнее по расходу материалов.

Недостатки метода:

1. Некоторые коэффициенты метода не получили достаточного опытного обоснования. Так, например, одинаковый коэффициент надёжности по нагрузке для собственного веса  приме­няемый как для большепролётных тонкостенных покрытий типа оболочек, где нагрузка от массы покрытия является основной, так и для междуэтажных перекрытий, которые работают на зна­чительную временную нагрузку, недостаточно обоснован.

2. Определение несущей способности элементов, состоящих из двух и более материалов (например, железобетонных) выполняется в настоящее время без учёта совместного статистического раз­броса прочности этих материалов при расчётных сопротивлени­ях, соответствующих низкой прочности каждого материала. Ве­роятность обнаружить материал с прочностью ниже расчётно­го сопротивления приблизительно равна 0,001.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/2_36635_stepen-otvetstvennosti-zdaniy-i-sooruzheniy.html

Как определить уровень ответственности зданий и сооружений

Для учёта сооружений и зданий, которые характеризуются экологическими, социальными и экономическими последствиями их отказов, устанавливается класс ответственности зданий: повышенный, нормальный и пониженный, то есть I, II и III.

Классы

Первый уровень (класс ответственности зданий) принимается как самый высокий, поскольку выход из строя таких сооружений может приводить к тяжелейшим последствиям — экологическим, социальным или экономическим.

К первому уровню относятся, например, резервуары для нефтепродуктов и сырой нефти, вместимость которых более десяти тысяч кубометров, а также магистральные трубопроводы. К первому уровню принадлежат производственные здания, где пролёты превышают сто метров, сооружения связи высотой более ста метров.

Первый — повышенный — класс ответственности зданий имеют и уникальные сооружения.

Второй уровень — нормальный, его принимают для сооружений и зданий массового строительства. Это жилые дома, производственные, общественные, сельскохозяйственные объекты. Второй класс ответственности зданий тоже достаточно высок.

Если случится авария или отказ во время эксплуатации, есть угроза жизни и здоровью людей. Третий уровень — пониженный — предполагает невысокий класс ответственности зданий и сооружений.

Это конструкции вспомогательного или сезонного назначения — теплицы и парники, летние павильоны, склады и тому подобное.

Первый уровень

Объекты, которым даётся первый класс ответственности зданий и сооружений, включают в себя капитальное строительство, где применены разработки специальных условий в соответствии с ФЗ № 123 от 2008 года и согласно Градостроительному кодексу Российской Федерации. Такие здания и сооружения проходят государственную экспертизу, поскольку являются наиболее опасными, технически сложными. Распространяется первый класс зданий по степени ответственности и на уникальные объекты капитального строительства.

Особо опасны и технически сложны всегда и все объекты, которые построены для атомной энергетики. Под определение класса ответственности зданий и сооружений первого уровня также подпадают ядерные установки, пункты, где хранятся ядерные материалы и радиоактивные вещества. Сюда же относятся гидротехнические сооружение (и первого, и второго класса), которые устанавливаются соответственно законодательству по безопасности гидротехнических сооружений.

Список

Первый класс ответственности здания (ГОСТ 27751-2014) включает в себя длинный перечень объектов, уникальных и технически сложных, а также опасных во время эксплуатации:

1. Линейные кабельные сооружения связи.
2. Высоковольтные линии электропередачи (а также иные объекты напряжением более 330 киловольт).
3. Все объекты космической отрасли.
4. Авиационная инфраструктура и аэропорты.
5. Инфраструктура железнодорожного транспорта, метрополитены.
6. Морские порты (кроме специальных — для прогулочных и спортивных судов).
7. Электростанции свыше 150 мегаватт мощностью (тепловые).

Опасные производственные объекты

Как определить класс ответственности здания или сооружения, если известно, что оно эксплуатируется для получения, использования, переработки, хранения, транспортировки или уничтожения опасных веществ, количество которых превышает предельные? Это всегда первый уровень ответственности. Об этом говорит ФЗ № 116 от 1997 года в приложениях 1 и 2. Исключить из этого списка можно только газораспределительные системы, где хранится, транспортируется и используется природный газ (давление до 1,2 мегапаскаля) или сжиженный газ (давление 1,6 мегапаскаля).

Первый класс ответственности зданий и сооружений СНиП (строительные нормы и правила) присваивает объектам, предназначенным для получения расплавов цветных и чёрных металлов и сплавов. Сюда же относятся объекты, где проводятся горные работы или работы по обогащению руд, рудники и шахты. Также к первому классу ответственности принадлежат стационарные фуникулёры и канатные дороги.

Уникальные объекты

Уникальные объекты должны содержать определённые характеристики в своей проектной документации, которые перечислены ниже. Наличие хотя бы одного пункта говорит о том, что этот объект имеет первый класс ответственности здания. СП (Свод правил) СНиП подробно описывает эти характеристики.

1. Более ста метров высота.
2. Более ста метров пролёты.
3. Более двадцати метров консоль.
4. Полное или частичное заглубление под землю до уровня пола нижнего уровня более десяти метров.
5. Конструкции или конструкционные системы с нестандартными методами расчёта, где учитываются физические или геометрические нелинейные свойства или разрабатываются методы расчёта специально.

Объекты спецназначения, в том числе и военные, а также их комплексы рассматриваются по отдельности. Таким же образом определяет класс ответственности зданий и сооружений РБ (Республика Беларусь), в остальных странах бывшего Советского Союза свод правил капитального строительства был значительно изменён.

Второй и третий уровни

Класс ответственности здания 2 уровня получают объекты, которым не требуются специально разработанные технические условия, но государственную экспертизу они обязательно проходят. Сюда относится всё жилищное строительство и объекты инфраструктуры, не относящиеся к первому или третьему уровням ответственности.

Класс здания по степени ответственности определяется в соответствии со списком, данным выше. Если в здании не находится ядерный реактор, как в одном из корпусов университета МИФИ, оно явно отнесено ко второму уровню ответственности.

Источник: https://alekstroy.com/kak-opredelit-uroven-otvetstvennosti-zdaniy-i-sooruzheniy/

3. Степень ответственности зданий и сооружений

Степень ответственностиздании и сооружений при достиженииконструкциями предельных состоянийопре­деляется размером материальногои социального ущер­ба. При проектированииконструкций следует учитывать коэффициентнадежности по назначению γn,значение которого зависит от классаответственности зданий или сооружений.Установлены три класса от­ветственностизданий и сооружений;

класс I,γn=1 — здания и сооружения, имеющиеобо­снованное народнохозяйственноеи (или) социальное значение, такие, как:главные корпуса ТЭС, АЭС, теле­визионныебашни, промышленные трубы высотой более200 м, резервуары для нефтепродуктов,крытые спортивные сооружения, зданиятеатров, кинотеатров, цирков, рынков,учебных заведений, детских дошкольныхучреждений, музеев, государственныхархивов класс II,γn=0,95- здания и сооружения промыш­ленногои гражданского строительства

(не входящие вклассы Iи III);

класс III,γn=0,9 — различные склады без процессовсортировки и упаковки, одноэтажныежилые дома,

4. Нормативные и расчетные сопротивления бетона

Класс бетона по прочности устанавливаетсяс учетом статистической изменчивости прочности и принимается равнымнаименьшему кон­тролируемому значениювременного сопротивле­ния бетона.Доверитель­ная вероятность нормамиустановлена не ниже 0,95. Так, например,при испы­тании на сжатие партии избольшого числа стан­дартных кубовнаблюда­ется статистическаяиз­менчивость прочности: n1кубов могут иметь вре­менноесопротивлениеR1;n2кубов —R2…;nkкубов -Rk­. Общее число кубовn=n1+n2+…+nk.

Рис. 14. Кривые распределения

1 — теоретическая; 2 – опытная(статистическая)

Откладывая по оси абсцисс значения R1,R2, …,Rk,а по оси ординат — соответствующие числаn1,n2,…,nkполучают статистическую кривуюраспределения (рис. П.5). Результатыиспытаний подвергают статистическойобра­ботке и определяют: среднеезначение временного сопро­тивлениясжатий

_ R=(n1R1+ n2R2+… + nkRk)/n

Δ1=R1—R, Δ2=R2—R,… , Δk=Rk—R

среднее квадратическое уклонение,называемое стандартом,

σ=√(n1Δ21+ n2Δ22+ nkΔ2k)/ (n-1).

Расчетные сопротивления бетонадлярасчета по пер­вой группе предельныхсостояний определяют делением нормативныхсопротивлений на соответствующиекоэф­фициенты надежности по бетонупри сжатииγbc=1,3при растяжении γbt=1,5 , а при контроле прочности на рас­тяжениеγbt=1,3.

5. Основные положения расчета

Предельные состояния первой группы. Врасчетах на прочность исходят из IIIстадии напряженно-деформи­рованногосостояния. Сечение конструкции обладаетне­обходимой прочностью, если усилияот расчетных нагру­зок не превышаютусилий, воспринимаемых сечением прирасчетных сопротивлениях материаловс учетом ко­эффициента условий работы.

Усилие от расчетных на­грузок Т(например, изгибающий момент илипродоль­ная сила) является функциейнормативных нагрузок, коэффициентовнадежности и других факторов С (рас­четнойсхемы, коэффициента динамичности идр.).

Уси­лие, воспринимаемое сечениемТрег, является, в свою очередь, функциейформы и размеров сеченияS,прочности материаловRbn,Rsn, коэффициентов надежностипо материалам γь,γsикоэффициентов условий работы γьi,γsi

Условие прочности выражается неравенством

T(gn, υn, γf , γn, C)≤Tper(SRbn, γb, γbi, Rsn, γs, γsi), (II.18)

поскольку gn,υn, γf =g;υn, γf =υ\Rbnγb=Rb,Rsnγs=Rsможно записать короче

T(g, υ,С,γn)≤ Tper(S, Rb, γbi,Rb,γsi) (II.19)

Предельные состояния второй группы.

Расчет по об­разованию трещин,нормальных и наклонных к продоль­нойоси элемента, производят для проверкитрещиностоикости элементов, к которымпредъявляют требования первой категории,а также, чтобы установить, появ­ляютсяли трещины в элементах, к трещиностойкостикоторых предъявляют требования второйи третьей ка­тегории.

Считается, чтотрещины, нормальные к про­дольнойоси, не появляются, если усилие Т(изгибаю­щий момент или продольнаясила) от действия нагрузок не будетпревосходить усилия Тcгс,которое может быть воспринято сечениемэлементаT≤Tcгс (II.20)

Расчет по раскрытию трещин, нормальныхи наклон­ных к продольной оси,заключается в определении ши­риныраскрытия трещин на уровне растянутойармату­ры и сравнении ее с предельнойшириной раскрытия.

II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕОСНОВЫ ТЕОРИИ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОНАИ МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХКОНСТРУКЦИЙ

II.1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕДАННЫЕ О РАБОТЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВПОД НАГРУЗКОЙ

Источник: https://studfile.net/preview/2827090/page:9/