Объектом исследования являются расчёты стальных конструкций каркаса промышленного здания по российским нормативным документам [1, 2], национальным стандартам Российской Федерации [3, 4] и европейским стандартам [5, 6, 7].

По правилам формирования национальных стандартов, реализующих Еврокоды, разрабатываются национальные приложения, которые содержат информацию лишь о тех параметрах, которые в Еврокодах оставлены открытыми для выбора на национальном уровне, известных как «национально-определяемые параметры», используемые при проектировании зданий и сооружений в конкретной стране, в нашем случае в России.

Поэтому для проведения сопоставительных расчетов наряду с европейскими стандартами рассматривались национальные приложения к ним [8, 9, 10, 11].

На первый взгляд, возникает предположение, что актуализированные редакции российских нормативных документов [1, 2], составленные путем гармонизации терминологии и технических основ с европейскими стандартами, должны стать основой национальных приложений к соответствующим Еврокодам. На самом деле это не так.

Целью работы является проведение анализа результатов проведенных сопоставительных расчетов стальных конструкций каркаса промышленного здания по двум выше указанным системам нормирования.

В качестве примера для проведения анализа расчетов, изучения и отработки требований российских и европейских нормативных документов, определения их различий рассматривался расчет поперечной рамы – основного конструктивного элемента каркаса промышленного здания. Габариты здания в плане 48х120 м, два равных пролета, высота здания 19 м, шаг поперечных рам 12 м. Место строительства – г. Москва.

Расчет металлоконструкций каркаса одноэтажного двухпролетного здания с мостовыми кранами включает описание характеристики сооружения, объемно-планировочные решения, разработку расчетной схемы элемента каркаса - поперечной рамы, определение (сбор) нагрузок на раму, непосредственно расчет рамы, определение усилий в элементах рамы и проверка сечений.
Объемно-планировочные решения и разработанная на их основе расчетная схема поперечной рамы здания не зависят от выбора нормативных документов для проведения расчета, то есть расчетные схемы поперечных рам одинаковы для обоих видов расчетов и являются исходными данными наряду с предварительно заданными сечениями элементов рамы.

Нормативные значения постоянных и временных длительных нагрузок определяются на основании заданий генпроектировщика, поэтому они одинаковы. Коэффициенты надежности по нагрузке, определенные для расчета по [8], соответствуют значениям коэффициентов надежности по нагрузке, заданным в российских нормах [1].

На основании выбора района строительства, установленном в проектном задании, определяются нормативные значения временных кратковременных нагрузок, например, климатические (снеговые, ветровые, температурные нагрузки) и сейсмические воздействия.

Определение климатических воздействий по российским и европейским нормам с учетом Национальных приложений имеет ряд отличий, связанных с различием в подходах к нормируемым выборкам по ветровой, снеговой нагрузкам, с различием в схемах приложения нагрузок и в номинальных значениях отдельных коэффициентов, в терминологии параметров. Здесь следует остановиться подробнее.

Вывод: Расчетные значения ветровых нагрузок на поперечную раму для расчета по Еврокодам получены практически в 1,25 раза выше, чем по российским нормам.

Крановая нагрузка. Так как в нашем проекте предусмотрены краны российского производства, то при расчете по Еврокодам принимались габаритные размеры крана и нормативные значения максимального давления на колесо крана, указанные заводом–изготовителем, то есть такие же, как при расчете по российским нормам. Коэффициенты надежности по нагрузке для крановых нагрузок по российским нормам [1] и Национальному приложению к НСП ЕН 1991-3-2011 [4] одинаковые. Следовательно, расчетные значения крановых нагрузок в обоих видах расчетов не отличаются.

Выполняя расчеты для всех расчетных ситуаций и расчетных случаев нагружения по европейским нормам [8], применялся метод коэффициентов надежности, что соответствует методу расчета по предельным состояниям, положенном в основу российских норм [2].

Для проведения расчетов по предельным состояниям по несущей способности (I-ое предельное состояние) и по эксплуатационной пригодности (II-ое предельное состояние) комбинируем нагрузки с соответствующими коэффициентами сочетания, определяемым по [1] для расчета по российским нормам и по [8] для расчета по европейским нормам. Различные расчетные ситуации, когда та или другая временные нагрузки являются ведущими (доминирующими), а остальные сопровождающими, предусматриваются в расчетах, как по российским, так и по европейским нормам.

В европейских нормах значения коэффициентов сочетания ниже, чем в российских нормах, что немного компенсирует повышенные значения временных нагрузок.

Значения коэффициентов сочетаний ψ для крановых нагрузок по [4] при работе двух сближенных в пролете кранов или четырех сближенных кранов в створе колонны среднего ряда полностью соответствуют значениям Ψ, указанным в российских нормах [1].

Следует особо отметить, что в расчетах по предельному состоянию по эксплуатационной пригодности по европейским нормам предусмотрены более низкие значения коэффициентов сочетания Ψ1=0,5; Ψ2=0,35 [8] для нормативных значений кратковременных нагрузок по сравнению с коэффициентами сочетания, приведенными в российских нормах [1]:

Ψt1=1; Ψt2=0,9; Ψt3=Ψt4=⋯0,7.

Таким образом, в российских нормах предусмотрены более жесткие требования к определению нормативных значений прогибов и смещений.

Рекомендуемые критерии эксплуатационной надежности, установленные в НП А1.4.2.(2) [8] соответствуют предельным значениям вертикальных и горизонтальных прогибов, установленным в Приложение Е, раздел Е.2 [1].

Приведенные выше различия в сборе нагрузок на поперечную раму, в их комбинировании для проведения расчетов по предельным состояниям по российским и европейским нормам дают различия в исходных параметрах расчета. На основании расчетов получены комбинации расчетных усилий в элементах конструкции. Значения расчетных усилий в элементах поперечной рамы при расчетах по европейским нормам с учетом Национальных приложений выше, чем по российским нормам: для участков колонн ~ на 20÷25%; для элементов стропильных ферм ~ на 20÷30%.

Вывод: Вариант расчета по европейским нормам дает для рассмотренного примера расчета перерасход стали до 30% по сравнению с расчетами по российским нормам. Это объясняется тем, что нагрузки от снега и ветра определенные по [5, 6] и соответствующим национальным приложениям [10, 11] превышают нагрузки, рассчитанные по российским нормам [1]. По снегу – превышение составляет 80%, по ветру – 25%.

Различие в методиках проверок несущей способности конструктивных элементов на расчетные усилия по европейским и российским нормам в данном случае не имеют большого значения, так как, полученные в результате подбора сечений стальные профили относятся к 1-му и 2-му классам сечений по критериям Еврокода, когда несущая способность сечения элемента лимитируется пределом текучести материала.

Копирование и переписывание материалов сайта запрещено.